NO794109L - Apparat til maaling av like- eller vekselspenninger samt elektriske motstander - Google Patents

Description

"Apparat til måling av like- eller vekselspenninger samt elektriske motstander"

Oppfinnelsen angår et apparat til å måle like- eller vekselspenninger såvel som verdiene av elektriske motstander, hvor den respektive målte verdi vises digitalt ved hjelp av en væskekrystall-indikator (LCD-indikator), og hvor apparatet videre inneholder en spenningskilde og en ladeinnretning for denne og er oppbygget i form av to håndtak som er forbundet innbyrdes med en kabel og forsynt med hver sin testespiss, samtidig som spenningskilden med., ladeinnretning er anbragt i det ene håndtak og de elektriske komponenter og byggegrupper, sifferindikatoren og to brytere for valg av de enkelte funksjoner og valg av målområder, er anbragt i det annet håndtak.

I et prosjekt "DIGI-CHECK", digitalpresisjonsmultimeter,

som firma Steinel for første gang har delt ut på utstillingen "Electronica 1978" i Miinchen i tiden fra 9. til 15,11. 1978, er et måleapparat som beror på den foreliggende oppfinnelse og selv bare forekom i ett eksemplar for demonstrasjonsformål og ikke ble fordelt til uvedkommende.) avbildet og forklart med hensyn til de mulige funksjoner.

De to håndtaksdeler er lite større enn ved normale spennings-testere. Det dreier seg dermed om et manuelt instrument som egner seg for gjennomførelse av de forskjelligste måleoppgaver innen elektronikk og elektroteknikk.

Den oppgave som lå til grunn for den foreliggende oppfinnelse, besto i å utføre den konstruktive utformning i det indre av test-apparatet på en måte som gjør det mulig å bygge et måleapparat i kompakt, hendig 'form. De respektive testepunkter som skulle berøres for målingen, såvel som måleverdiindikasjonen skulle ligge i samme synsfelt for den .målende person, omkoblingen til de forskjellige målefunksjoner såvel som innstillingen av de enkelte målebmråder for målefunksjonene skulle kunne se under måleoperasjonen, og ikke minst skulle apparatet inneholde ikke bare spenningskilden for måle-operasjonene, men også en ladeinnretning for spenningskilden. Kjente måleapparater er ikke egnet til å oppfylle alle disse krav samtidig, for enten er de ikke oppbygget av håndtak som manuelle instrumenter, men som bordapparater, eller de egner seg bare for én funksjon, f.eks. spenningsmåling, eller også har behovet for omkobling til forskjellige målefunksjoner og forskjellige måle-områder gjort det umulig å utføre betjeningen med bare én hånd, dette pga. de anvendte funksjons- og områdeomkoblere.

For løsning av oppgaven er det innledningsvis angitte apparat ifølge oppfinnelsenkarakterisert vedfølge trekk: a) begge bryterne består av et felles flerlags bryterkort som oppviser ledningsbaner og kontaktflater, og valsekontakter som ruller over ledningsbanenes kontaktflater og er sammenfattet i to og to kontaktvalsekapsler for hvis bevegelse bryterkortet inneholder en sliss, og som er forbundet med en selvarreterende sleide som har føring i glideskinneformede baner i to kapseldeler som danner håndtaket, og hvis arretering oppnås ved hjelp av forsenkninger på innsiden av kapseldelene og fjærende smekkarmer som følger med sleiden og griper inn i forsenkningene;

b) de elektroniske komponenter, byggegrupper og sifferindikator er anordnet på et indikatorkort og forbundet med hverandre

i et eller flere lag ved hjelp av trykte ledningsbaner, samtidig som der for anvendelse av en tosløyfersintegrasjons-metode er anordnet i og for seg kjente byggegrupper i form av integrerte komponenter, som analog-digitalomformere, integrerte multipel-operasjonsforsterkere, koblingsnettdeler , som DC/DC-omformere, samt en med analog-digitalomformeren forbundet væskekrystallindikator som holdes fastklemt på indikatorkortet;

c) på bryterkortet som slutter seg til indikatorkortet i hånd-takets lengderetning og er forbundet med dette forskutt i

høyderetningen, er der anordnet en måledeler som kan omkobles, og som består av presisjonsmotstander med tilsvarende tilkoblede kompensasjons-kondensatorer for frekvensgangen, og som via forbindelsesledninger mellom bryterkortet og indikatorkortet er forbundet med den på dette utformede kobling for apparatets multipelfunksjoner.

Trekk a) gjør det mulig å gi bryteren en særlig plassbesparende og flat utformning siden det felles flerlags bryterkort blir utnyttet fra begge sider, idet de rullende valsekontakter sørger for en driftsikker, tæringsfri og med hensyn til betjening lettvint og sikkert håndterbar funksjon, og siden der med et felles bryterkort kan realiseres to brytere som kan betjenes med tommel og pekefinger på én hånd.

Anordningen av de elektroniske komponenter, byggegrupper samt sifferindikasjon på et indikatorkort i henhold til trekk b) sikrer dels en enkel, oversiktlig og separat gjennomført montasje og dels at testing av funksjonsdyktigheten lar seg foreta før den endelige montasje av det samlede apparat.

Den gjensidige geometriske anordning av bryterkort og indikatorkort ifølge trekk c) tjener til plassbesparelse, siden alle elektroniske og byggegrupper kan anbringes på den ene side av indikatorkortet, slik at disse bare opptar plass i én retning, mens den flate sifferindikasjon kan anbringes på den annen side av indikatorkortet og dermed kan henlegges til en uttagning i håndtakshalvdelen og på denne måte kan betraktes utenfra. Anordningen av den av presisjonsmotstander og kompénsasjons-kondensatorer bestående måledeler på bryterkortet muliggjør en adskillelse av disse for måleprosessen vesentlige komponenter fra de øvrige byggeelementer i rommet, slik at det rom som stadig levnes over bryterkortet, blir utnyttet på hensiktsmessig måte.

Fortrinnsvis er LCD-indikatoren montert i en klembøyle som med armer med stoppeknaster griper klemmende omkring indikatorkortet, og i hvis midtparti der er anordnet en vindusåpning på hvis langside der finnes fordypninger til å oppta i tverretningen elektrisk godtledende gummistrimler for kontaktdannelse under trykk mellom kontaktstedene på LCD-indikatoren og de respektive kontaktflater på indikatorkortets lederbaner.

I det følgende vil oppfinnelsen bli nærmere belyst under

henvisning til tegningen.

Fig. 1 er et grunnriss av apparatet som setter seg sammen

av de to håndtak.

Fig. 2 viser det håndtak som opptar bryterne, i åpnet til-stand.

Fig. 3 viser snitt etter linjen III-III på fig. 2.

Fig. 4 viser perspektivisk og gjennomskåret klembøylen til

montering av væskekrystall-indikatoren.

På fig. 1 og 2 betegner 1 og 2 måleapparatets to håndtak,som er forbundet innbyrdes med en kabel 5. I håndtaket 2 sitter spenningskilden 3, f.eks. fire oppladbare Ni-Cd-seller, samt lade-innretningen 4. For oppladning av spenningskilden blir teste-:: spissene 6 og 7 på håndtakene 1 og 2 bragt i forbindelse med en strømkilde, slik at ladeprosessen kan finne sted. Til dette blir funksjonsbryteren 9 på forhånd å innstille på funksjonen "ladning". Ladeprosessen vises med lysdioden 45.

Håndtaket 1 er forsynt med testespissen 6, som er utrustet slik det er vanlig for slike apparater, og forbundet med håndtaket 1 ved forskruning. Det samme gjelder for testespissen 7 med hensyn til håndtaket 2. Håndtakene 1 og 2 er forsynt med ringformede stoppeflenser 46, 47 som tjener til å hindre fingrene i å gli i retning mot en spenningskilde. Stoppeflensene 46 og 47 tjener således sikkerhetshensyn.

I håndtaket 1 sitter funksjonsbryteren 9 og områdebryteren 10. Disse to brytere er her vist ved sine grep,som skal betjenes

utenfra. Funksjonsbryteren 9 kan i det foreliggende tilfelle bringes i seks funksjonsstillinger, hvorav stillingen 48 nærmest stoppeflensen 46 tjener til frakobling av apparatet. De øvrige funksjonsstillinger tjener i den angitte rekkefølge til likespenningsmåling (V-DC), vekselspenningsmåling (V-AC), motstandsmåling (kfl), batterikontroll (Test) og ladning (Lad).

Områdebryteren betjenes for å bestemme måleområdet for de respektive funksjoner, f.eks. ved spenningsmåling 200-500 V, 20-199,9 V, 2,0-19,99 V, 0,2-1,99 V og 0,01-1,99.9 mV. Tilsvarende områder er anordnet for motstandsmåling, nemlig 0,1-199,9 fl, 0,2-1,999 kn, 2,00-19,999 kfl, 20,0-199,9 kfl, 0,2-1,999 Mfl og 200-19,99 Mfl.

Sifferindikatoren 8 er utført som væskekrystall-indikator (LCD) og anbragt slik i håndtaket 1 at den person som griper omkring håndtaket 1, vil omslutte området bryteren 10 med tommelen og funksjonsbryteren 9 med pekefingeren og dermed har indikatoren 8

i synsfeltet. Blir målingen foretatt lokalt på steder hvor sifferindikatoren 8 ikke kommer i synsfeltet for betrakteren, er det mulig ved betjening av trykknappbryteren 44 å lagre den indikerte tallverdi en stund, så personen kan fjerne håndtaket 1 fra måle-stedet og avlese målt verdi.

På fig. 2, hvor de samme deler som på fig. 1 er forsynt med samme henvisnihgstall, er håndtaket 1 vist åpnet. Testespissen 6 er forbundet med håndtaket 1 ved forskruning.

Man ser på fig. 2 to bæreplater, nemlig bryterkortet L3 og indikatorkortet 3jO. Bryterkortet 13. er forsynt med trykte lederbaner 11 og med kontaktflater 12, hvorav bare noen er antydet her.

Hver av de to brytere 9 og 10 er anbragt på det felles flerlags bryterkort 1J3 som bærer de trykte ledningsbaner 11 og kontaktflatene 12. De rullende valsekontakter 14 har en etter-givende overflate av ledende materiale, f.eks. en med leder-materiale fylt gummiring på et isolerende plasthjul eller en rullende metallring av mykt materiale. På denne måte oppnås der flatekontakt mellom kontaktflatene 12 via overflaten av de rullende valsekontakter 14. Disse rullende valsekontakter 14 er gruppevis sammenfattet i to kontaktvalsekapsler 16 og 17. Da bryterkortet 13 - som det fremgår av fig. 3 - betjenes fra begge sider, finnes der også på den motsatte side av kortet rullende valsekontakter 14 som likeledes er sammenfattet i en kontaktvalsekapsel 18., Kontaktvalsekapslene 16, 17 og 18 (også overfor kontaktvalsekapslen 17 sitter en ytterligere kontaktvalsekapsel som ikke er vist her) holdes presset mot koblingskortet 13_ ved fjærtrykk. For bevegelsen av kontaktvalsekapslene 16, 17, 18 langs bryterkortet 13_ har dette en sliss 19 som strekker seg over hele manøvreringsområdet for de to brytere 9 og 10. Hver bryter 9, 10 kan betjenes for seg. Kontaktvalsekapslene 16, 17, 18 er forbundet med en arreterbar sleide 20, 21 som løper i glideskinneformede baner 22 og 23 i to kapseldeler 24, 25 som danner håndtaket 1. Dette sørger for en sikker føring av grepene og en sikker kontaktdannelse på de rullende valsekontakter 14. Arretering av sleidene 20, 21 bevirkes ved at disse tar med seg fjærende smekkarmer 27 som griper inn i forsenkninger 26 i det indre av kapseldelene 24, 25. Arreteringen svarer til en og en fastlagt innstilling av bryterne for den ønskede kontaktdannelse.

På bryterkortet 30, som er vist på fig. 2 og 3, er de elektroniske komponenter 28, byggegrupper 29 og sifferindikator 8 anordnet og innbyrdes sammenkoblet ved hjelp av trykte ledningsbaner i et eller flere lag. For den tosløyfersintegrasgonsmetode som anvendes ved dette måleapparat, er der anordnet i og for seg kjente byggegrupper 29 utført i form av integrerte komponenter.

Den analog-digitalomformer 31 (AD-omformer) som benyttes her, arbeider etter tosløyfers-(Dual-Slope)-metoden og er utført i moderne LSI-C-MOS-EN-CHIP-versjon og er å få som sådan i markedet. En slik AD-omformer 31 sikrer stor eldebestandighet, stor pålitelighet og automatisk nullpunktkorreksjon. AD-omformeren 31

er sammenkoblet med de øvrige passive og/eller aktive elektroniske komponenter 28 og videre med en integrert multipel-operasjonsforsterker 32 med koblingsnettdeler, som DC/DC-omformere 33, samt LCD-indikatoren 8 på i og for seg vanlig måte.

Den i handel forekommende LCD-indikator 8 er (fig. 4) montert i en klembøyle 36. Klembøylens armer 38 . er forsynt med smekk-knaster 37 og griper med disse omkring indikatorkortet 30. I midtpartiet av klembøylen 36 er der uttatt en vindusåpning 39.

Ved langsidene av denne vindusåpning 39 er der utformet fordypninger 40. Disse fordypninger 40 tjener til å oppta gummistrimler 41 som oppviser seksjoner med god elektrisk ledningsevne i tverrretningen, mens der foreligger en meget stor elektrisk motstand i lengderetningen. Dermed kan de kontaktsteder som foreligger på LCD-indikatoren for påstyring av de enkelte sifferfelter, bringes til å danne kontakt med de respektive kontaktflater 42 på lederbanene 43 hos indikatorkortet 3_0, og det med trykk,siden gummistrimlene står under trykk pga. innspenningen av indikatorkortet 3_0 i klembøylen 36. Gummistrimlene 41 tjener ikke bare til elektrisk kontaktdannelse mellom indikatorkortet 3_0 og LCD-indikatoren 8,

men øver også en mekanisk, avfjæret holdevirkning på LCD-indikatoren 8.

En slik utformning av klembøylen 36 sikrer ikke bare en ytterst plassbesparende plassering av LCD-indikatoren 8 på indikatorkortet 3_0, men klembøylen 36 tjener samtidig også som :> monteringsorgan. Ved monteringen av apparatet blir først LCD-indikatoren 8 lagt inn i vinduet, deretter blir de to lamellerte kontaktgummistrimler 41 bragt inn og blir dermed lagt på plass i fordypningene 40 ved sidekantene av vinduet. Etter denne sammenstilling kan indikatorkortet 3_0 så trykkes inn på denne anordning. Ved sideforskyvning i lengderetningen av indikatorkortet 3_0 skjer justeringen av LCD-indikatoren 8, så den samlede anordning så kommer på riktig plass på indikatorkortet 30. LCD-indikatoren 8 er anordnet rett overfor AD-omformeren 31, hvorved de ca. tredve ledninger som fører fra AD-omformeren 31 til LCD-indikatoren 8, direkte kommer i riktig stilling på plassbesparende måte.

I klembøylen 8 er også tastbryteren 44 montert, så også denne stadig i forbindelse med monteringen av LCD-indikatoren 8 kan festes på måleapparatet på enkel måte.

Bryterkortet 13_ slutter seg i lengderetningen av håndtaket 1 til indikatorkortet 3_0 og er forbundet med det i høydeforskutt stilling. Til forbindelse tjener forbindelsesledninger 35 som her er utført som metallstifter, så loddingen ikke bare sikrer elektrisk kontakt, men også mekanisk sammenhold.

Det sier seg selv at de to deler 24 og 25 av kapselen hos håndtaket 1 er slik utformet innvendig at den høydeforskutte stilling av bryterkortet 13_ i forhold til indikatorkortet 3_0 blir understøttet.

På bryterkortet 13_ sitter en måle-spenningsdeler 34 innrettet for omkobling. Den består av flere presisjonsmotstander RI, R2,

R3 osv. som kompensjasjons-kondensatorer Cl, C2, C3 osv. kan

kobles til for korreksjon av frekvensgangen. Via forbindelsesledningene 35, som ikke bare forbinder de to brytere 9 og 10 med elektronikken hos indikatorkortet 3_0, er også måledeleren 34 innlemmet i den samlede koblingsanordning.

En spesiell fordel ved den foreliggende oppfinnelse ligger

i at måleapparatet takket være den konstruktive utnyttelse av dens indre, har tre målefunksjoner (likespenningsmåling, vekselspenningsmåling og motstandsmåling) og to tilleggsfunksjoner (batteritest, ladning) og med hensyn til målefunksjonene oppviser tre måle-områder alt i en utformning med særlig små dimensjoner. Håndtaket 1 har (uten testespiss 6) kapseldimensjoner på 185 • 44 • 1. _ ' w™ 3. Håndtaket 2 har (uten testespiss 7) kapseldimesjoner på

135 • 32 • 16 mm<3>.

Alle betjeningsmanøvrer for funksjonsbryteren 9 og områdebryteren 6 kan foretas med fingrene på den hånd som griper omkring håndtaket 1 under måleoperasjonen, samtidig som LCD-indikatoren 8 stadig forblir i synsfeltet.

Håndtaket 1 inneholder bryterkortet 13, som er festet direkte på dets nedre del 25 med selvgjengende skruer. Mekanisk fasthet får håndtaket som helhet ved fastskruningen av bryterkortet 13_

og indikatorkortet 3_0 i håndtaket 1.

Ved at kapseldelene 34 og 2 5 av håndtaket 1 har overlappede kanter, sikres de krypstrømstrekninger som behøves ved et måleapparat. Kantene er på i og for seg kjent måte konstruert slik at håndtaket som helhet holder seg sammen ved smekkvirkning, så der er sikret en relativt god avtetning mot støv,kombinert med tilstrekkelig lange krypstrømstrekninger.

Gummivalsene 14 hos bryterne 9 og 10 og også gummistrimlene 41 som tjener til montering av væskekrystallindikatoren, sikrer - foruten det samlede konstruktive opplegg - også stor støt-sikkerhet av apparatet, så det er meget uømfintelig overfor mekaniske slagpåkjenninger.

Claims (2)

1. Apparat til måling av like- eller vekselspenninger såvel , som elektriske motstander, hvor den respektive målte verdi vises digitalt med en væskekrystallindikator (8) (LCD-indikator), og hvor apparatet videre inneholder en spenningskilde (3) og en ladeinnretning (4) for denne og er oppbygget i form av to.håndtak (1, 2) som er forbundet innbyrdes ved kabel (5) og forsynt med hver sin testespiss (6, 7), samtidig som spenningskilden (3) med ladeinnretning (4) er anbragt i det ene håndtak (2), og de elektroniske komponenter og byggegrupper, sifferindikatoren (8) og to brytere (9, 10) for valg av de enkelte funksjoner og valg av måleområdene er anbragt i det annet håndtak (1), karakterisert ved følgende trekk: a) de to brytere (9, 10) består av et felles flerlags bryterkort 13_ som oppviser trykte ledningsbaner (11) og kontaktflater (12), og valsekontakter (14) som ruller over ledningsbanenes kontaktflater (12) og er sammenfattet i to og to kontaktvalsekapsler (16, 17, 18) for hvis, bevegelse bryterkortet (13) inneholder en sliss (19), og som er forbundet med en selvarreterbar sleide (20, 21) som har føring i glideskinneformede baner (22, 23) i to kapseldeler som danner det nevnte annet håndtak (l),samt arreteres ved hjelp av forsenkninger (26) på kapseldelenes (24, 25) innside og fjærende smekkarmer (27) som griper inn i disse forsenkninger (26) og følger med sleiden (20, 21), b) de elektroniske komponenter (28), byggegruper (29) og sif f erindikatoren (8) er anordnet på et indikatorkort (3_0) og er-ved hjelp av trykte ledningsbaner sammenkoblet innbyrdes i et eller flere lag, hvorunder der for anvendelse av en tosløyfersintegrasjonsmetode er anordnet i og for seg kjente, i form av integrerte komponenter utførte , byggegrupper (29), som analog-digitalomformer (31) , integrert mulitpel-operasjonsforsterker (32) , koblingsnettdeler, som DC/DC-omformer (33), og en med analog-digitalomformeren (31) forbundet væskekrystallindikator (8) som er fastholdt på indikatorkortet (3_0) ved klemvirkning, c) på bryterkortet [ 13), som slutter seg til indikatorkortet ( 30) i.håndtakets (1) lengderetning og er forbundet med det i høydeforskutt stilling, sitter en måledeler (34) som kan kobles om og består av presisjonsmotstander (RI, R2, R3) og passende tilkoblede kompensasjons-kondensatorer (Cl, C2, C3) for frekvensgangen, og som via forbindelsesledningene (35) mellom bryterkort ( 13) og indikatorkort (3_0) er forbundet med den derværende kobling for apparatets flerdobbelte funksjoner.

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at LCD-indikatoren (8) er anbragt i en klembøyle (36) som med armer forsynt med smekknaster (37) griper klemmende omkring indikatorkortet ( 30), og i hvis midtparti der er anordnet en vindusåpning (39) ved hvis langsider der finnes fordypninger (40) til å oppta i tverretning elektrisk godtledende gummistrimler (41) for kontaktdannelse under trykk mellom kontaktsteder på LCD-indikatoren (8) og de respektive kontaktflater (42) på indikatorkortets (3_0) lederbaner (43) .