JP2003177152A - オシレータ起動の導通性試験スイッチ - Google Patents

オシレータ起動の導通性試験スイッチ

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JP2003177152A JP2002215156A JP2002215156A JP2003177152A JP 2003177152 A JP2003177152 A JP 2003177152A JP 2002215156 A JP2002215156 A JP 2002215156A JP 2002215156 A JP2002215156 A JP 2002215156A JP 2003177152 A JP2003177152 A JP 2003177152A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路へ電源を印加した時に指示器と遠隔セン
サの間の電気的接続の導通性を試識する。 【解決手段】 導体4はセンサ5の内部の接点6を金属
の破片が橋絡しない限り接地されていない。航空機の始
動時にスイッチ手段によって航空機の計器に電源が印加
されると、VINがランプB1の一端に印加される。アー
スに対して回路は完結していないので、電流は流れず、
ランプは点灯しない。センサ5の接点6の両端に金属の
破片があれば、導体4はセンサ5により設置される。こ
の場合、ランプB1を介して電流が流れ、ランプは連続
して点灯する。しかし、センサへの導体が開いていれ
ば、センサ5の接点の両端間が閉成されてもランプは決
して点灯しない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に動力付きの乗
り物における重要な機能の状況あるいは状態を監視する
センサとともに使用されるテスト・スイッチ/回路に関
する。特に、本発明は、遠隔センサに接続している導体
の状態を示すために使用され、かつセンサ表示が行われ
るものと同一の導体により給電されるテスト・スイッチ
/回路に関する。他の実施形態において、本発明は遠隔
センサと警報指示器の間の導体の接続の導通を検査する
ために使用されるテスト・スイッチ/回路に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車、船、および航空機のような多く
の動力付きの乗り物においては、その乗り物の安全で連
続した動作を保証するために、さまざまな動作パラメー
タの状態を監視する、いくつかのセンサが使用されてい
る。燃料、エンジン温度、バッテリー電圧、および油圧
は、その値あるいは状況が乗り物の運転者に表示される
代表的な動作パラメータである。そのパラメータに対す
る値が設定された標準と異なる場合、実際に変化する計
器で表示されることもあれば、警報灯が点灯することも
ある。監視システムの障害の結果は一様ではない。自動
車内の切れた電球あるいは断線した電線は、運転者を立
ち往生させることはあるが致命的な傷害には到らない。
しかし、このような指示器の正確さと信頼度は飛行中の
航空機において程重要なものはない。
【0003】動力性能用のセンサに加えて、航空機はエ
ンジンおよび動力伝達装置、潤滑、および油圧系統、ハ
ッチの安全ラッチ等の状況を監視する必要がある。代表
的なセンサでは標準状態では2本の導体の間は開いてお
り、故障状態が検知されると導体間の回路が閉じて電流
が流れる。通常、コストを含むさまざまな理由により、
このようなセンサに対しては独立した電源および関連す
る導体を設けないことが望ましい。さらに、独立した電
源および関連する導体を設けると、電源およびセンサに
接続している導体を含み、故障発生点の増加を招く。し
たがって、センサ信号を伝えるために使用される電線と
同一の電線でセンサに電源を供給することが最も望まし
い。しかし、センサはコックピットからある距離をおい
て通常配置されており、いくつかの隔壁、導管、端子ブ
ロック、およびコネクタを通って長い距離にわたって続
いている導体によってコックピット内の状態指示器に接
続されている。センサからコックピット指示器への経路
に沿ったどの場所での接続故障も回路の開放を招く。こ
のような場合には、しかるべき状態をセンサが検出して
正しく回路を閉じても、このような情報は開いた回路を
介してはコックピットに到達することは決してない。警
報装置の導体の故障は故障状態と回路の開放状態との区
別ができないため、大惨事の結果を招くことがある。
【0004】たとえば、エンジンおよび動力伝達装置は
通常は故障の前に内部で摩耗し始め、金属の砕片(chi
p)を発生し、これは潤滑油で回収される。同様に、金
属の摩耗および封止の摩耗の双方からの破片は油圧系統
を汚染する。したがって、航空機は潤滑系統あるいは油
圧系統内に汚染物質の砕片が累積したことを検出するセ
ンサに依存している。これらのセンサの多くは、金属の
砕片を滑油の流れから抽出しセンサの表面上の導電性の
電極に接触させる磁石を使用している。センサは通常
は、電源および表示灯と電気的に直列に接続されてい
る。センサ内の電極接点の1つは、個別の電線あるいは
航空機のシャシとの接続手段のいずれかを介してアース
に接続されている。センサ内の接点は通常は開いてお
り、したがって表示灯は電力を消費しない。しかし、金
属砕片が滑油から十分に累積すると、金属砕片は接点間
のギャップを橋絡して回路を構成し、その結果表示灯を
介して電流が流れることを可能にして、故障が発生した
ことをパイロットに示す。この形式の常時開路回路は
「接地切り替え」(switch to ground)回路としても知
られており、エンジンおよび動力伝達装置滑油および油
圧系統センサに加えて、多くの航空機センサで使用され
ている。適切なパラメータを検出すると、センサはコッ
クピット内の表示灯を介して電流を流す回路、ないしは
他の方法で故障を表示する回路を起動する回路を閉じ
る。
【0005】開回路がセンサ信号を無効にする可能性を
排除する、あるいは少なくとも最小限にとどめるため
に、航空機は航空機が電源を投入する都度、重要なセン
サとコックピット指示器の間の電気的導通を試験する装
置を使用している。したがって、エンジン始動の前に航
空機の計器に最初に電源を投入する時に、重要な機能に
対応するコックピット内の表示灯はパイロットがどのラ
ンプの点灯故障にも気付くのに十分な時間だけ、点灯さ
れる。これらのランプは、対応するセンサに非常に近く
のランプ回路の接地線を電源に接続するテスト手段によ
り通常点灯される、すなわち、センサと並列に直列回路
を作る他の電流経路(短絡)をテスト手段は有する。所
定の時間の後に、テスト手段は回路の短絡を終了させ、
センサ自身が回路を作らない限り、表示灯は消灯する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、航空機
にこのような配線を追加することは費用を要し、そのこ
と自体がセンサ導体と同じように開回路の問題の影響を
受けるので、航空機内部に余分な電線(導体)を使用す
ることによって、このような短絡回路テスト手段に給電
することは一般的に望ましくない。したがって、一般的
に短絡テスト手段はセンサに電力(電圧)を供給する同
じ導体から給電される。これは、テスト手段の動作のた
めに、センサ導体から電力が給電されることを必要とす
る。遭遇する1つの問題は、テスト手段を給電するため
にテスト期間中にセンサ回路から多くの電力を消費する
と、表示灯を給電するために利用できる電圧あるいは電
流が減少することである。コックピットが明るい状態で
は、薄暗いランプは検知しにくい。付加的な機能が追加
された本発明による他の未開示の実施形態では、ランプ
を駆動するための利用できる電力が少ない。
【0007】航空機に普通に使用されている1つのテス
ト手段が、ベリエ(Berrier)他により米国特許明細書
第5,045,840号に記載されている。ベリエは、
センサ接点と並列に設置されたパルシング・スイッチ、
すなわち断続スイッチ(pulsing or intermittent swit
ch)とともに、クロック・タイマおよびシーケンサを使
用することを教示している。リードの両端間のスイッチ
の閉成は、センサを短絡し、電源線を介して電流が流れ
ることを可能にして、コックピット内のランプを点灯す
る。クロック・タイマおよびシーケンサは、テストの継
続時間を制御する。クロック・タイマおよびシーケンサ
に給電するために電力がセンサ電源(sensor supply)
から供給されるが、多くの電力を消費してランプが暗く
なること避けるために、スイッチは連続して閉じられる
のではなく、約90%の長いデューティ・サイクルで開
閉される。好ましい実施形態においては、短絡スイッチ
はMOS−FETトランジスタであり、各周期に29ミ
リ秒の間閉じられ、1ミリ秒の間開かれる。開いている
時間の間に、周期の閉じられた部分の間に回路を作動さ
せるために十分な電力が電源コンデンサに蓄積される。
このように、ベリエの回路ではランプを流れる電流は人
間の目には知覚不能な速度で断続されている。さらに、
表示灯には電力が連続的には供給されないので、表示灯
の輝度はいくらか減少する。さらに、スイッチの連続的
な開放と閉成ならびに急峻な電圧サージは、広帯域の電
磁干渉(EMI)、すなわち、スイッチが急速かつ繰り
返して開閉される都度、電圧サージ・デルタ関数のフー
リェ変換に対応する高周波信号、を発生する望ましくな
い副作用を有する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本明細書で説明する本発
明は航空機のエンジンあるいは動力伝達装置のような機
器の一部を監視する手段を提供する。特に、本発明は回
路へ電源を印加した時に指示器と遠隔センサの間の電気
的接続の導通を試験する手段を提供する。導体の導通が
あれば、導通テストは所定の時間の間指示器を動作させ
る。所望のテスト時間の完了の後は、テスト回路はもは
や機能しない。表示灯はテスト時間中はパルスを加えら
れず、全電流が表示灯に供給され設計輝度で点灯する。
さらに、センサのリードの両端間の回路は反復的に開閉
されることは無く、したがって高周波EMIは発生しな
い。
【0009】監視回路とともに作動する本発明によるス
イッチ/回路の機構は通常航空機に見出される。特に、
コックピット監視回路は、直流電源と直列のアラーム・
ランプ、あるいはロジック・アセンブリから成り、また
は電圧コンパレータとして構成された演算増幅器で作ら
れる。アラーム・ランプと共に使用されると、センサを
介して流れる電流はランプに直接電源を供給しランプを
点灯する。ロジック回路あるいは電圧コンパレータと共
に使用されると、センサ線上の低い電圧が監視回路にパ
ネルランプを点灯させる。電圧コンパレータの場合、コ
ンパレータは第1の入力における基準電圧をセンサの状
態に依存する第2の入力における電圧と比較する。第2
の入力における電圧が基準電圧より低ければ、コンパレ
ータは警報灯点灯回路を駆動するために使用することが
できる出力信号を出力する。第2の入力における電圧が
基準電圧と等しいかまたは基準電圧より高ければ、出力
信号は供給されず警報灯点灯回路は起動されない。
【0010】演算増幅器電圧コンパレータ監視回路を使
用する回路では、第2の入力は常時開路センサの一端と
電源電圧への直列抵抗器に接続されている。第2の入力
における電圧はセンサが開いているか閉じているかによ
り決定される。開いている位置では、センサは入力を接
地せず、電圧は高いままである。閉じている位置では、
センサは第2の入力を接地し、電圧を下げて、コンパレ
ータにランプ点灯回路を起動させる。
【0011】本発明によるテスト・スイッチ/回路は、
センサに接続される導体と同じ導体を介してさらに第2
の入力に接続されている。電源を投入すると、テスト・
スイッチ/回路のオシレータ部分は起動され、アースに
対して短絡(電流経路)と機能する。電流をアースに導
通させることによりオシレータ回路はスイッチの機能と
して作用するので、本明細書は用語「スイッチ/回路」
を使用することにより本発明を特徴づけている。表示灯
がテスト回路と直列であれば、電流は表示灯およびテス
ト回路を介してアースに流れ、その結果表示灯を点灯さ
せる。テスト回路と共に電圧コンパレータが使用されれ
ば、アースに短絡されたオシレータは第2の入力におけ
る電圧を下げ、コンパレータにランプ点灯回路を起動さ
せる。テスト・スイッチ/回路は、所定の時間の後にオ
シレータ回路を停止するタイミング機能を有し、したが
って、もはやオシレータ回路はアースに対する短絡(電
流経路)として作動せず、第2の入力における電圧は上
昇し、もはやコンパレータはランプ点灯回路を起動しな
い。
【0012】タイミング機能が除かれた他の実施態様に
おいては、アースに対する短絡(電流経路)として機能
する回路のオシレータ部分は、オシレータ回路の中の変
圧器の強磁性のコアを移動させて変圧器の1次コイルと
2次コイルを減結合させる機械的な接続とともに電子的
スイッチとして使用することもできる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1に示すように、電気的直列回
路内の表示灯B1は、エンジンあるいは伝動機構(図示
せず)あるいは油圧系統の潤滑油の中に置かれた砕片セ
ンサ5の一端に導体4を介して接続されている。始動時
に航空機の計器に電源が投入されると、回路に電源が供
給される。センサ5は金属の砕片を接点6に引きつける
磁石7を有する。センサ5の一方の極板は導体4に接続
されており、他方の極板は接地されている。このセンサ
形式の実施例は、米国特許明細書第3,432,750
号、第3,753,442号および第4,070,66
0号に開示されている。本発明による他の未開示の実施
形態においては、滑油/油圧用作動油の損失のような他
の機能の表示を行うために、第2のセンサ8を導体4に
接続してもよい。直流電圧源VINが、ランプB1の一方
に接続されている。
【0014】テスト・スイッチ/回路は、センサ5に物
理的に近接して位置する点9において導体4に電気的に
接続されている。テスト回路は、2つの1次コイルP1
およびP2、ならびに1つの2次コイルSを持つ昇圧変
圧器10を有する。各1次コイルの巻数はMであり、2
次コイルの巻数はNである。1次コイルP1はMOS−
FETトランジスタT1のドレーンに接続されており、
1次コイルP2はMOS−FETトランジスタT2のド
レーンに接続されている。トランジスタT1およびT2
のソースは接地されている。2次コイルの2つの端子は
T1およびT2のゲートに接続されている。バイアス抵
抗器R2が導体4をトランジスタT2のゲートに直接
に、また2次コイルSを介してトランジスタT1のゲー
トに接続している。ダイオードD1およびD2がT1お
よびT2のゲートに接続されており、共通のアノードが
アースに接続されている。ツェナー・ダイオードZ1が
T1のゲートに接続されており、ツェナー・ダイオード
Z2がT2のゲートに接続されている。2つのツェナー
・ダイオードのカソードは共通であり、抵抗器R4と直
列な線11を経て、MOS−FETトランジスタT3の
ドレーンに接続されている。トランジスタT3のソース
はアースに接続されている。トランジスタT3のゲート
はカウンタ・タイマIC1の出力に接続されている。
【0015】限流抵抗器R3がバイアス抵抗器R2をカ
ウンタ・タイマIC1のクロック入力に接続している。
ダイオードD3が限流抵抗器R3をコンデンサC1の1
つの入力12、カウンタ・タイマIC1の電源入力、お
よび電圧モニタIC2の電源入力に接続している。カウ
ンタ・タイマIC1のアース入力と同様に、コンデンサ
C1の他の側はアースに接続されている。電圧モニタI
C2はコンデンサC1の両端に接続されている。電圧モ
ニタIC2の出力はカウンタ・タイマIC1のリセット
入力に接続されている。カウンタ・タイマIC1は、開
放あるいはアースに短絡される「SELECT」と示さ
れているいくつかの選択リードを有する。
【0016】点9で始まるテスト・スイッチ/回路が接
続されていないと仮定して、本発明によるスイッチ回路
の監視部分の動作を説明する。導体4はセンサ5の内部
の接点6を金属の砕片が橋絡しない限り、接地されてい
ない。航空機の始動時にスイッチ手段によって航空機の
計器に電源が印加されると、VINがランプB1の一端に
印加される。アースに対して回路は完結していないの
で、電流は流れず、ランプは点灯しない。センサ5の接
点6の両端に金属の砕片があれば、導体4はセンサ5に
より接地される。この場合、ランプB1を介して電流が
流れ、ランプは連続して点灯する。しかし、センサへの
導体が開いていれば、センサ5の接点の両端間が閉成さ
れてもランプは決して点灯しない。
【0017】第1の実施形態において使用される電圧お
よび部品の公称値は次の通りである。
【0018】VIN=28ボルト B1=標準のパネルランプ327または387 R2=221KΩ R3=7.5KΩ R4=1KΩ C1=0.lμF D1、D2、D3=シリコンダイオード Z1およびZ2=1N965Bまたは1N4744ツェ
ナー・ダイオード(15ボルト) T1およびT2=MOSFET2N7000または2N
7002 IC1=ICMC14536、多段バイナリ・カウンタ IC2=ICMAX6376、電圧モニタ 変圧器=小さなフェライトコア変圧器 センサに接続されている導体の導通を試験するために、
点9で始まるスイッチ/回路が接続されると仮定して、
本発明によるテスト・スイッチ/回路の動作を次に説明
する。初めに、金属の砕片がセンサ5の内部の接点6の
間のギャップを橋絡すれば、監視回路は既に説明したよ
うに動作し、スイッチ/回路の存在は何ら効果がないこ
とが認識されるべきである。この場合に、導体4は基本
的に零の電圧にあるから、スイッチ/回路を起動するた
めに有効な電圧は印加されない。したがって、テスト・
スイッチ/回路が存在しても、パネルランプは連続的に
点灯し、滑油の中に金属の砕片が存在することを示す。
しかし、接点6の両端間に砕片が存在しなければ、本発
明によるスイッチ/回路は次のように動作する。
【0019】変圧器10、トランジスタT1およびT
2、ダイオードD1およびD2、ツェナー・ダイオード
Z1およびZ2、バイアス抵抗器R2は自己給電の非安
定低電力オシレータを構成する。航空機の始動時に航空
機の計器に電源が加えられると(VINの回路への印
加)、導体4の電圧は上昇し、変圧器10の2つの1次
コイルP1およびP2に印加され、2つの1次コイルP
1およびP2を介してMOSFETトランジスタT1お
よびT2のドレーンに印加される。同時に、バイアス抵
抗器R2を介してトランジスタT2のゲートに電圧が印
加される。初めは、バイアス抵抗器R2により供給され
た電圧がトランジスタT2をオンにするのに十分な数ボ
ルトに導体4の電圧が到達するまで、低電力オシレータ
は動作しない。次に、トランジスタT2は1次コイルP
2を介して電流を直接アースに流す。ここで、低電力オ
シレータは始動し、動作して約75キロヘルツの周期的
波形を発生する。この波形の電圧は変圧器の1次コイル
と2次コイルの巻数比N/Mの関数である。好適な実施
形態において、Mは2でありNは200であって、10
0対1の昇圧をもたらす。通常、ピークツーピーク電圧
は数ボルトである。点25における2次コイルの出力波
形を図2に示す。ダイオードD1およびD2は変圧器の
2次コイルSからの交流波形からトランジスタ・スイッ
チT1およびT2への駆動電流のための帰路を提供す
る。ランプB1の抵抗特性によって、トランジスタT1
およびT2が焼損するのに十分な電流がオシレータ回路
を介してアースに流れることがある。ツェナー・ダイオ
ードZ1およびZ2はトランジスタ・スイッチT1およ
びT2に対して過電圧焼損保護を行う。図からわかるよ
うに、低電力オシレータを停止する負荷抵抗器R4およ
びスイッチ・トランジスタT3が使用されている。
【0020】既に述べた部品の値を有する実施形態を構
成すると、オシレータ回路は点9における導体4からア
ースまで1次コイルP1およびP2の両端間で200ミ
リボルト未満の入力電圧降下を有する独特の動作特性を
有する。オシレータが動作中は、ランプは点灯し点9に
到るセンサ導体回路に導通があることを示す。
【0021】上述したように、所定の時間の後にはコッ
クピット内のランプを消灯することが必要である。本発
明による回路の第1の実施形態において、ランプのタイ
ミングと消灯は次のように行われる。低電力オシレータ
の交流波形は、集積回路カウンタ・タイマIC1のクロ
ック入力に限流抵抗器R3を介して印加することによ
り、クロック信号および時間基準として使用される。集
積回路カウンタ・タイマIC1は多段バイナリ・カウン
タ・タイマである。「SELECT」に示される4個の
ジャンパー接続によって、IC1のいくつかのカウンタ
出力ラインの1つを選択しIC1の出力ピンに接続する
ことができる。交流波形の周波数およびタイマ・サイク
ルを終了させるために使用されるカウンタの値はオシレ
ータが動作しパネルランプが点灯している継続時間を設
定する。
【0022】電源はバイアス抵抗器R2およびオシレー
タの交流波形出力の双方を介してIC1に供給される。
交流オシレータ出力はダイオードD3によって整流さ
れ、IC1の電源入力、電圧モニタIC2の電源入力、
およびコンデンサC1に印加される。コンデンサC1が
徐々に充電され、IC1に平滑な電源を供給する。電圧
モニタIC2は、IC1がクロックパルスを計数しタイ
ミング・サイクルを開始する準備ができる迄の始動の
間、「クリア・リセット」信号をカウンタIC1の中に
生成するために使用される。コンデンサC1の両端間の
電圧が3.5ボルトを超えると、IC2からのリセット
信号は終了し、カウンタIC1がクロックパルスの計数
を開始しタイミング・サイクルを開始することを可能に
する。
【0023】ジャンパー出力の選択により決定されたパ
ルスの数に到達すると、IC1の出力はハイになる。ト
ランジスタT3のゲートに印加されたハイ信号は、抵抗
器R4ならびにツェナー・ダイオードZ1およびZ2を
介してトランジスタT1およびT2のゲートをアースに
接続し、その結果オシレータを停止する。オシレータが
停止すると、もはやオシレータは導体4をアースに短絡
する作用は行わず、ランプB1には電流は流れない。電
源VINが装置に供給される限り、IC1の出力はハイの
ままである。したがって、航空機の装置が再び停止し始
動するまで、本発明によるスイッチ/回路は停止したま
まである。このようにして、センサ回路に供給される電
源は導通試験サイクルを駆動し、センサ5に隣接する点
9に到る導体4の導通は装置が始動される都度試験さ
れ、装置はセンサ内の接点6の両端間の短絡のみがパネ
ルランプを点灯する状態に戻される。
【0024】電圧コンパレータ・パネル表示回路と共に
使用される場合、本発明によるテスト回路スイッチは次
のように動作する。図3はこのような電圧コンパレータ
回路を示す。再び、点9で始まるスイッチ/回路が接続
されていないと仮定して、本発明によるスイッチ/回路
の監視部分の動作をまず説明する。追加される電圧と部
品の公称値は次の通りである。
【0025】VREF=1.0ボルト R1=3.7KΩ A1=ICLM393(標準の電圧コンパレータ) 設計上VREFはVINに対して非常に低く設定されてい
る。この構成では、導体4は金属の砕片がセンサ5の内
部の接点6を橋絡しない限り、接地されない。V INに電
源が印加されると、コンパレータA1の入力2に電圧V
INが印加されるが、電圧VINはVREFより相当高いの
で、コンパレータA1の出力3にはランプ点灯回路を起
動する信号は生じない。センサ5の接点6の両端間に金
属の砕片が存在すれば、導体4はセンサ5により接地さ
れる。この場合、抵抗器R1を介して電流が流れ、コン
パレータA1の入力2における電圧を零近くに低下させ
る。ここでコンパレータA1は入力2の電圧が入力1の
電圧より低いことを示し、点3に出力信号を出力し、ラ
ンプ点灯回路を起動して、ランプが連続的に点灯する。
【0026】金属の砕片がセンサ5の接点6の両端間に
存在すれば、テスト回路の存在は何ら効果無く、パネル
ランプは点灯状態に留まることが再び認識されるべきで
ある。しかし、接点6の両端間に金属の砕片が存在しな
ければ、本発明によるスイッチは次のように動作する。
電源投入時にはオシレータは前述のように動作する。導
体4からアースまでのオシレータの両端間の約200ミ
リボルトの電圧低下よりVREFが高く設定されていれ
ば、コンパレータA1にとってオシレータ・スイッチ/
回路は短絡のように見える。コンパレータの入力2にお
ける電圧は入力1におけるVREFより低く、したがって
コンパレータは点3にランプ点灯回路を起動する出力を
生ずる。したがって、オシレータが動作中は、ランプは
点灯しており、再び、点9に到るまでセンサ回路に導通
があることを示す。タイミング機能も前述のように動作
する。オシレータが停止すると、もはやオシレータは導
体4をアースに短絡する作用は行わない。コンパレータ
A1の入力2における電圧は1.0ボルト基準電圧を超
えて上昇し、点3におけるコンパレータA1の出力はも
はやランプ点灯回路を起動しない。この構成ではオシレ
ータには認めることができる程度の量しか電流は流れな
いので、トランジスタT1およびT2が焼損する可能性
はほとんどない。したがって、ツェナー・ダイオードZ
1およびZ2は不要であり、回路から除くことができ
る。しかし、導体4上の不慮の過電圧に対して保護する
ための慎重な設計ではツェナー・ダイオードを回路に残
しておくであろう。
【0027】好適な実施形態においては、IC1の内部
のオシレータ周波数がオシレータの波形出力の周波数の
代わりに、テストサイクルの継続時間を決定するための
計数の基準として使用される。図4は直列に接続された
パネル・ランプと共に使用される望ましいタイミング回
路を示す。VINが印加されると、オシレータ回路は前述
のように動作する。電流はランプB1およびオシレータ
を介してアースに流れる。ひとたび点灯すると、オシレ
ータが停止するまでランプは点灯し続ける。この場合に
も電源は抵抗器R3およびダイオードD3を介してIC
1および電圧モニタIC2に供給される。抵抗器R5お
よびダイオードD4を介して補足的な電源を供給するこ
とができる。IC1およびIC2への入力電圧は、電源
入力導体とアースの間に接続されたツェナー・ダイオー
ドZ3およびコンデンサC2により調整される。第1の
実施形態と同様に、IC1が内部のオシレータ周波数を
計数しタイミング・サイクルを開始する準備ができるま
での始動の間、「クリア・リセット」信号をカウンタI
C1の中に生成するために電圧モニタIC2が使用され
る。内部のオシレータ周波数はC3、R6、およびR7
の値により決定される。内部のオシレータの出力は選択
ラインにより設定された所定の値に到達するまで計数さ
れる。決められた時間の値に到達すると、IC1の出力
はハイになり、トランジスタT3にトランジスタT1お
よびT2のゲートをアースに接続させ、その結果オシレ
ータを停止させる。したがって、ランプB1を介して電
流は流れず、決められた時間の間隔が終了するまでラン
プB1は点灯しない。追加された電圧と部品の公称値は
次の通りである。
【0028】R5=20KΩ R6=1MΩ R7=1MΩ D4=シリコン・ダイオード Z3=MMSZ469O ツェナー・ダイオード(5.
6ボルト) C3=200pFコンデンサ 図5は電圧コンパレータ点灯回路とともに使用される望
ましいタイミング回路を示す。このコンパレータ回路は
第1のタイミング回路について既に説明したように動作
し、相違点はオシレータが動作する間の時間を決定する
ためにIC1の内部のオシレータを使用することであ
る。一般的には、点9に到る導体の導通を確認するため
に、ランプが点灯していることに航空機パイロットが気
づくのに十分な時間を与えるために、パネルランプは航
空機の計器に電源投入の後に数秒間点灯し続けることが
望ましい。
【0029】本発明によるスイッチ/回路オシレータは
基本的に、動作中はアースに対して定常的な短絡回路
(電流経路)をもたらすので、ランプ点灯回路は、単に
ランプのみ、ロジック回路、電圧コンパレータ、あるい
は何か他の応答回路から成るか否かにかかわらず、所定
の時間後にオシレータが停止するまで、常に動作してい
る。このことは、ランプは、点灯しているときは、定電
圧を供給されており設計された輝度で光っていることを
意味する。さらに、反復的な開閉電圧パルスと対応する
広帯域EMIは本発明によるスイッチ/回路によっては
発生しない。乗り物、特に電気的な導電材料で作られて
いない航空機では、センサおよびテスト・スイッチ/回
路に対するアースは第2の導体により形成することがで
きる。電源導体またはアース導体のいずれかが切断ある
いは断続すれば、電源投入時に表示灯は点灯せず、した
がって、乗り物が使用される前に解決されるべき故障を
表示する。既に述べたとおり、航空機では異なる監視回
路が使用され、本発明によるテスト・スイッチと共に使
用することができる。監視回路がセンサに接続された電
源導体の短絡に近い電圧降下に応答するだけが必要であ
る。
【0030】オシレータ回路は信頼性の高い電子的スイ
ッチが必要な他の用途にスイッチとして使用できること
は、以上の説明から明確である。図6はタイミング回路
を除いたそのような用途の1例を示す。1次コイルに流
れる電流が2次コイルに電圧を誘起するように、1次コ
イルP1、P2と2次コイルSの間を結合する磁束があ
る限り、導体4に電源が印加されると上述のようにオシ
レータ回路は動作する。しかし、1次コイルP1、P2
と2次コイルSの間を結合する磁束が無ければ、1次コ
イルを流れる電流は2次コイルに電圧を誘起せず、オシ
レータは動作せずに短絡回路(電流経路)として働く。
変圧器10から強磁性コア12を除去すると、1次コイ
ルと2次コイルを十分に減結合することができる。好適
な実施形態において、強磁性コア12はセンサの所望の
状態にしたがって移動するセンサ内の機械的アクティベ
ータ13に取り付けられている。
【0031】たとえば、このようなセンサは所与のレベ
ルにおける大気圧の存在を検知するように設計すること
ができる。センサの常時開路位置において、アクティベ
ータ13に取り付けられた変圧器のコア12は変圧器1
0から引き抜かれている。導体4に電源が印加されて
も、1次コイルと2次コイルを結合する磁束が無いの
で、オシレータは動作することができない。しかし、圧
力が変化すれば、センサは応答して変圧器の1次コイル
と2次コイルの間の変圧器の結合を増加させる。図に示
す実施形態において、コア12を変圧器10に挿入する
ことにより、これは実現される。オシレータ回路は動作
し、短絡回路(電流経路)として働き、上述のように電
流が流れてパネルランプを点灯することを可能にする
か、あるいは他の適当な回路を起動する。
【図面の簡単な説明】
【図1】直列の表示灯およびタイミング機能の第1の実
施形態と共に使用される本発明によるテスト回路スイッ
チを示す概略回路図である。
【図2】図1に示すオシレータ部分回路により発生され
る波形を示す。
【図3】電圧コンパレータおよびタイミング機能の第1
の実施形態と共に使用される本発明によるテスト回路ス
イッチを示す概略回路図である。
【図4】直列の表示灯およびタイミング機能の好適な実
施形態と共に使用される本発明によるテスト回路スイッ
チを示す概略回路図である。
【図5】電圧コンパレータおよびタイミング機能の好適
な実施形態と共に使用される本発明によるテスト回路ス
イッチを示す概略回路図である。
【図6】変圧器の強磁性コアの移動を制御する機械的接
続を有するスイッチとして使用されるオシレータ回路を
示す概略回路図である。
【符号の説明】
1 入力 2 入力 3 出力 4 導体 5 破片センサ 6 接点 7 磁石 8 センサ 9 点 10 変圧器 12 強磁性コア 13 機械的アクティベータ 28 点 A1 コンバータ B1 表示灯(ランプ) VIN 直流電圧源 P1、P2 1次コイル S 2次コイル T1,T2,T3 MOS−FETトランジスタ C1,C2 コンデンサ R2 バイアス抵抗器 R3 源流抵抗器 R4 負荷抵抗器 R4 抵抗 R5 抵抗 D1,D2,D3,D4 ダイオード Z1,Z2,Z3 ツェナーダイオード IC1 カウンタ・タイマ IC2 電圧モニタ VREF 基準電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アラン ブラッド オーウェン アメリカ合衆国 19341 ペンシルバニア 州 エクストン ウェスト ショーン ロ ード 318 Fターム(参考) 2G014 AA02 AA03 AB22 AB25 AC18

Claims (41)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の導体に電源が供給されたとき回路
    内の第1の導体と第2の導体の間に所定の時間回路を閉
    成するためのテスト・スイッチ/回路であって、 オシレータと、 タイマを有し、 前記オシレータと前記タイマは前記導体に電源を印加す
    ることにより起動され、前記オシレータは、設定された
    所定の時間に到達して前記タイマの出力が前記オシレー
    タを停止させるまで、前記第1と第2の導体の間に電流
    が流れることを可能にするテスト・スイッチ/回路。
  2. 【請求項2】 前記オシレータは自己起動の低電力非安
    定オシレータを有する、請求項1記載のテスト・スイッ
    チ/回路。
  3. 【請求項3】 前記オシレータが動作する継続時間を決
    定するために、前記タイマは前記オシレータの出力周波
    数をカウンタ入力として利用する、請求項1記載のテス
    ト・スイッチ/回路。
  4. 【請求項4】 前記オシレータが動作する継続時間を決
    定するために、前記タイマは前記タイマの内部にあるオ
    シレータをカウンタ入力として利用する、請求項1記載
    のテスト・スイッチ/回路。
  5. 【請求項5】 電流が流れる指示器を有する回路内の第
    1と第2の導体の導通を試験する方法であって、 前記導体の1つに電源が供給されたときに、所定の時間
    の間前記第1の導体と前記第2の導体の間に回路を閉成
    するテスト・スイッチ/回路であって、オシレータと、
    タイマをさらに有し、前記オシレータと前記タイマは前
    記導体に電源を印加することにより起動され、前記オシ
    レータは、設定された所定の時間に到達して前記タイマ
    の出力が前記オシレータを停止させるまで、前記第1と
    第2の導体の間に電流が流れることを可能にするテスト
    ・スイッチ/回路を接続する段階と、 前記第1の導体に電力を印加する段階と、 電流の流れる前記指示器の状態を監視する段階を有す
    る、電流が流れる指示器を有する回路内の第1と第2の
    導体間の導通を試験する方法。
  6. 【請求項6】 前記オシレータは自己起動の低電力非安
    定オシレータを有する、請求項5記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記オシレータが動作する継続時間を決
    定するために、前記タイマは前記オシレータの出力周波
    数をカウンタ入力として利用する、請求項5記載の方
    法。
  8. 【請求項8】 前記オシレータが動作する継続時間を決
    定するために、前記タイマは前記タイマの内部のオシレ
    ータをカウンタ入力として利用する、請求項5記載の方
    法。
  9. 【請求項9】 状態指示器と遠隔センサの間の回路内の
    第1と第2の導体間の導通を試験する方法であって、 前記導体の1つに電源が供給されたときに、所定の時間
    前記第1の導体と前記第2の導体の間に回路を閉成する
    テスト・スイッチであって、オシレータと、タイマをさ
    らに有し、前記オシレータと前記タイマは前記導体に電
    源を印加することにより起動され、前記オシレータは、
    設定された所定の時間に到達して前記タイマの出力が前
    記オシレータを停止させるまで、前記第1と第2の導体
    の間に電流が流れることを可能にするテスト・スイッチ
    を前記センサに近接して、かつ前記センサと電気的に並
    列に接続する段階と、 前記第1の導体に電源を印加する段階と、 前記指示器の前記状態を監視する段階を有する、状態指
    示器と遠隔センサの間の回路内の第1と第2の導体の導
    通を試験する方法。
  10. 【請求項10】 前記オシレータは自己起動の低電力非
    安定オシレータを有する、請求項9記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記オシレータが動作する継続時間を
    決定するために、前記タイマは前記オシレータの出力周
    波数をカウンタ入力として利用する、請求項9記載の方
    法。
  12. 【請求項12】 前記オシレータが動作する継続時間を
    決定するために、前記タイマは前記タイマの内部のオシ
    レータをカウンタ入力として利用する、請求項9記載の
    方法。
  13. 【請求項13】 状態指示器と遠隔センサの間の回路内
    の第1と第2の導体間の導通を試験する装置であって、 前記センサに近接して、かつ電気的に並列に接続され、
    前記導体の1つに電源が供給されたときに、所定の時間
    前記第1の導体と前記第2の導体の間に回路を閉成する
    テスト・スイッチ手段であって、オシレータ手段とタイ
    マ手段をさらに有し、前記オシレータ手段と前記タイマ
    手段は前記導体に電源を印加することにより起動され、
    前記オシレータ手段は、設定された所定の時間に到達し
    て前記タイマ手段の出力が前記オシレータ手段を停止さ
    せるまで、前記第1と第2の導体の間に電流が流れるこ
    とを可能にするテスト・スイッチ手段を有する、状態指
    示器と遠隔センサの間の回路内の第1と第2の導体間の
    導通を試験する装置。
  14. 【請求項14】 前記オシレータは自己起動の低電力非
    安定オシレータを有する、請求項13記載の方法。
  15. 【請求項15】 前記オシレータが動作する継続時間を
    決定するために、前記タイマは前記オシレータの出力周
    波数をカウンタ入力として利用する、請求項13記載の
    装置。
  16. 【請求項16】 前記オシレータが動作する継続時間を
    決定するために、前記タイマは前記タイマの内部のオシ
    レータをカウンタ入力として利用する、請求項13記載
    の装置。
  17. 【請求項17】 第1および第2の導体手段によって指
    示器手段と接続された検出器手段を有し、前記検出器手
    段は前記第1の導体手段と前記第2の導体手段の間に導
    通がない開路モードと、前記第1の導体手段と前記第2
    の導体手段の間に導通が確立されている閉路モードを有
    し、前記指示器手段は前記第1の導体手段と前記第2の
    導体手段の間に導通が確立されていることを示す回路内
    の第1と第2の導体手段の導通を検知する装置であっ
    て、 前記検出手段の近くの位置で前記第1の導体手段と前記
    第2の導体手段の両端に接続されるようになっているス
    イッチ手段であって、電流の導通状態と非導通状態を有
    し、前記装置が前記第1の導体手段と前記第2の導体手
    段に接続されたとき前記スイッチ手段の前記導通状態は
    前記第1の導体手段と前記第2の導体手段の間に導通と
    電流の流れをもたらすようになっており、前記スイッチ
    手段の前記非導通状態は前記第1の導体手段と前記第2
    の導体手段の間に導通と電流の流れをもたらさず、前記
    スイッチ手段は前記第1の導体手段と前記第2の導体手
    段に電源を印加したときに前記導通状態と自己起動し、
    前記指示器手段は前記第1の導体手段と前記第2の導体
    手段の間の導通を示すことができるスイッチ手段と、 前記スイッチ手段を導通状態から非導通状態へ自動的に
    動作させる制御手段を有し、 前記制御手段は前記第1の導体手段と前記第2の導体手
    段に電源を印加することにより付勢される、回路内の第
    1および第2の導体手段の導通を検知する装置。
  18. 【請求項18】 前記スイッチ手段は自己起動の低電力
    非安定オシレータを有する、請求項17記載の装置。
  19. 【請求項19】 前記制御手段はタイマである、請求項
    18記載の装置。
  20. 【請求項20】 前記オシレータが動作する継続時間を
    決定するために、前記タイマは前記オシレータの出力周
    波数をカウンタ入力として利用する、請求項19記載の
    装置。
  21. 【請求項21】 前記オシレータが動作する継続時間を
    決定するために、前記タイマは前記タイマの内部のオシ
    レータをカウンタ入力として利用する、請求項19記載
    の装置。
  22. 【請求項22】 導体、検出器手段、指示器手段、およ
    び電源手段を有し、前記検出器手段は前記導体によって
    前記電源手段および前記指示器手段に接続され、前記電
    源手段は前記検出器手段および前記指示器手段に選択的
    に電源を供給し、前記検出器手段は前記導体間に導通が
    ない開路モードと前記導体間に導通が確立されている閉
    路モードを有し、前記指示器手段は前記第1の導体手段
    と前記第2の導体手段の間に導通が確立されている場合
    を示す回路内の導体の導通を検知する装置であって、 電流の導通状態と非導通状態を有するスイッチ手段であ
    って、前記検出器手段の近くの位置で前記導体の両端に
    接続されるようになっており、前記スイッチ手段の前記
    導通状態は前記装置が前記導体に接続されたとき前記導
    体間に導通をもたらすようなものであり、前記スイッチ
    手段の前記非導通状態は前記導体間に導通をもたらさな
    いスイッチ手段と、 前記スイッチ手段と接続され、前記スイッチ手段を導通
    状態から非導通状態へ自動的に動作させる制御手段と、 前記電源手段からの電力を蓄積するための電力蓄積手段
    であって、前記電源手段と接続されるようになってお
    り、かつ前記制御手段と接続されており、前記制御手段
    を動作させるための電源を前記制御手段に供給する電力
    蓄積手段を有し、 前記スイッチ手段は前記電源手段から前記導体に印加さ
    れる電源を印加することによって電流導通状態に付勢さ
    れ、 前記制御手段は前記電力蓄積手段によって付勢され、前
    記電源手段によって前記導体に電源が印加されたとき所
    定の長さの時間の後に前記スイッチ手段を電流導通状態
    から非導通状態へ動作させ、前記指示器手段は前記スイ
    ッチが前記電流導通状態にあるとき前記導体間の導通を
    示すことができる、回路内の導体の導通を検知する装
    置。
  23. 【請求項23】 前記スイッチ手段は自己起動の低電力
    非安定オシレータを有する、請求項22記載の装置。
  24. 【請求項24】 前記制御手段はタイマである、請求項
    22記載の装置。
  25. 【請求項25】 前記オシレータが動作する継続時間を
    決定するために、前記タイマは前記オシレータの出力周
    波数をカウンタ入力として利用する、請求項24記載の
    装置。
  26. 【請求項26】 前記オシレータが動作する継続時間を
    決定するために、前記タイマは前記タイマの内部のオシ
    レータをカウンタ入力として利用する、請求項24記載
    の装置。
  27. 【請求項27】 前記電力蓄積手段はコンデンサを有す
    る、請求項22記載の装置。
  28. 【請求項28】 前記指示器手段は表示灯を有し、前記
    表示灯は、前記導体の両端間に導通があり前記電源手段
    により前記回路に電源が印加されたときに点灯される、
    請求項22記載の装置。
  29. 【請求項29】 1台の機器を監視する装置であって、 前記機器の中に置かれた検出器手段と、 前記検出器手段に電源を供給する電源手段であって、導
    体によって前記電源手段に接続されており、前記検出器
    手段は前記導体の間に導通がない開路モードと前記導体
    の間に導通が確立されている閉路モードを有する電源手
    段と、 前記導体の両端間に導通性が存在することを示す表示灯
    であって、前記検出器手段が前記閉路モードにあり電源
    が前記電源手段によって印加されているときに前記表示
    灯が点灯するように、前記導体によって前記検出器手段
    に接続されている表示灯と、 前記電源手段からの電源を前記装置に印加するためのス
    イッチ手段であって、前記手動のスイッチ手段および前
    記表示灯は前記導体によって前記電源手段および前記検
    出器手段に接続されているスイッチ手段と、 電流導通状態と非導通状態を有するスイッチ手段であっ
    て、前記導体の両端に前記検出器手段に近接して接続さ
    れており、その前記導通状態は前記導体間に導通をもた
    らし、前記非導通状態は前記導体間に導通をもたらさな
    いスイッチ手段と、 前記スイッチ手段と接続され、前記スイッチ手段を導通
    状態から非導通状態へ自動的に動作させる制御手段と、 前記制御手段に電源を供給するために、前記電源手段か
    らの電力を蓄積する電力蓄積手段を有する、機器を監視
    する装置。
  30. 【請求項30】 前記スイッチ手段は自己起動の低電力
    非安定オシレータを有する、請求項29記載の装置。
  31. 【請求項31】 前記制御手段はタイマである、請求項
    29記載の装置。
  32. 【請求項32】 前記オシレータが動作する継続時間を
    決定するために、前記タイマは前記オシレータの出力周
    波数をカウンタ入力として利用する、請求項31記載の
    装置。
  33. 【請求項33】 前記オシレータが動作する継続時間を
    決定するために、前記タイマは前記タイマの内部のオシ
    レータをカウンタ入力として利用する、請求項31記載
    の装置。
  34. 【請求項34】 前記電力蓄積手段はコンデンサを有す
    る、請求項29記載の装置。
  35. 【請求項35】 前記第1の導体は砕片検出手段にさら
    に接続されている、請求項1記載のテスト・スイッチ/
    回路。
  36. 【請求項36】 前記第1の導体は砕片検出手段にさら
    に接続されている、請求項5記載のテスト・スイッチ/
    回路。
  37. 【請求項37】 前記遠隔センサは砕片検出器である、
    請求項9記載の方法。
  38. 【請求項38】 前記遠隔センサは砕片検出器である、
    請求項13記載の方法。
  39. 【請求項39】 前記検出手段は砕片検出器である、請
    求項17記載の装置。
  40. 【請求項40】 前記検出手段は砕片検出器である、請
    求項22記載の装置。
  41. 【請求項41】 前記検出手段は砕片検出器である、請
    求項29記載の装置。
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