專利名稱：交直流高低壓多用測電器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種主要用于指示電壓存在，并可指示電壓極性，檢測電器設備線路故障的裝置，尤其是具有信號接收體、顯示器件、限流電阻、測試回路電極、絕緣殼體的測電裝置。
目前常用的該種裝置是市售的普通試電筆，它主要由作為信號接收體的觸頭、作為顯示器件的氖燈，作為測壓回路電極的手觸極、保證測試安全的限流電阻以及安裝上述部件的絕緣殼體構成，因受氖燈啟輝電壓限制無法測較低電壓，另外對脫離電源的電器線路或元器件的通斷情況也無法檢測，而且在鑒別交直流電信號或鑒別直流電源極性時顯示的差別不明顯觀察不方便。
本實用新型目的是提供一種多功能測電裝置，它的測試電壓范圍大于普通試電筆；因靈敏度較高故可非接觸地探測導線是否帶電或探測隱伏斷點，可非接觸地遙測高電壓；并可方便地鑒別交直流電信號，快速地鑒別直流電的極性；并要求該測電裝置具有自動開關特性，即接到被測信號時電路開啟工作，未接到被測信號時電路自動截止，從而能夠省略電源開關，進而簡化裝置的構造、簡化操作程序。
為實現上述目的本實用新型的主要技術方案是在有適當外形，具有絕緣性能的殼體上裝配采用放大元件驅動的顯示器件，由放大元件和顯示器件構成放大電路并配給適當的電源；電路中的放大元件主要是由具有放大能力的晶體管擔任，將上述的放大電路至少分為兩組，每組電路均有本組的放大元件以及由本組放大元件驅動的顯示器件，兩組放大電路的輸入端匯合并與兩組電路共用的信號接收體電連接，信號接收體可接觸或接近被測物體接收電信號。兩組放大電路的回路端匯合并與兩組電路共用的測試回路電極電連接。并在信號接收體與測試回路電極之間接入限流電阻。被測物體經信號接收體、放大電路、測試回路電極、人體或外引線構成測試回路。兩組電路的第一級放大元件采用互為相反的導電類型、從而使兩組電路具有相反的導電放大特性，即兩組電路能分別負責接受和放大正向或負向電壓信號，并分別驅動本組的顯示器件發出相應的指示從而使用者通過觀察顯示器件的指示情況即可辨別被測信號。為了實現自動開關特性就要使電路具有一定的開啟電壓∑UK，根據現有技術可知許多非線性電子元件(包括晶體三極管、二極管)都具有一定的開啟電壓UK。即該類元件所加的電壓小于UK時元件截止不通僅在電壓達到UK時才開啟導通，因此只要在放大電路中采用具有適當UK的元件，就可使該電路的開啟電壓∑UK大于電源電壓VE從而實現無信號時電路自動截止，而∑UK大于VE的數值就是電路的啟動閾值UQ，即∑UK－VE＝UQ或說∑UK＝UQ＋VE，因此當外加信號電壓達到UQ時電路即可開啟導通從而實現有信號自動開機。根據現有技術可知晶體管放大元件的反向耐壓有一定極限，當超過此限時即被擊穿損壞，但晶體管放大元件的正向電壓降很低(查手冊可見硅晶體管的正向電壓降一般在1V以下)其它種類放大元件也有上述規律。本方案將具有相反導電特性的放大電路匯合，并根據并聯電路電壓相等的公知原理，使得每組電路的晶體管元件所承受的反向電壓等于另一組電路晶體管元件的正向電壓降，從而有效地削減元件所承受的反向電壓，避免反向擊穿現象，保障測試高壓時的安全可靠性，并可降低對放大元件的耐壓要求從而降低制造成本。
為了提高電源利用率或者為了降低對電源電壓的要求以利于減小體積降低成本，可對上述的主要技術方案進行改進，其改進方案是使每組放大電路均由兩組電源串聯供電。
為了使本實用新型能有更高的鑒別能力，可在上述主要技術方案的基礎上附加鑒別力加強結構，其方案是在放大電路的輸入端與回路端之間增加一個分流支路，使被測信號分走一部分、進入放大電路的信號適當減少，從而靈敏度適當降低、對危險電壓與感應電壓的分辨能力以及抗干擾能力明顯增強，當然如不需更高的鑒別能力也可不設分流支路。
為了使本實用新型的靈敏度和鑒別能力能按需控制最好將上述的分流支路中串入開關，需要鑒別能力高時開關接通分流支路起作用，需要靈敏度高時開關斷開，分流支路被切斷。
為了進一步增加本實用新型的應用范圍，最好將主技術方案加以改進，使其附加檢查電器線路通斷和判測電阻、電容、晶體管的功能，其方案是通過選擇有一定開啟電壓的放大元件，使放大電路的開啟電壓小于兩組電源的電壓之和，測試時該組放大電路與兩組電源以及被測電器串聯構成一個測通回路如被測電器導通則該回路必然開啟導通經放大驅動顯示器發出指示，根據公知的歐姆定律可知被測電器的導通電阻越小測試回路的電流越大從而顯示器件發出的指示越大。依此可判斷阻值，由于上述回路中的電源是機內的電池是直流電具有單向特點，所以能測有單向導電特點的晶體管，因電容的特性是充電時導通，充足電時不通。故能判測電容。為了使其能測危險物品如雷管、電引爆線路等，可在測試回路中增設限流電阻，以減小測試電流、保證測試安全，此類測試如用萬用表去做可能由于撥錯檔位輸入大電流而引起誤爆炸惡性事故。
為了擴大本實用新型的實用性，最好增加照明功能其方案是增設由照明燈和照明開關構成的照明電路，由于照明耗電較大，為了降低用戶的電費開支，儀器的電源最好用蓄電池并設有充電部件。
為了使儀器便于攜帶保管，最好將信號接收體制成可拆式以便在不測電時可縮短儀器長度。為了增加儀器的應用范圍最好將信號接收體的伸出端制成適于旋動螺釘的形狀。為了適應不同類型的被測物品，最好制備幾種不同形狀的探測附件供用戶選擇。
為了使本實用新型在探查電纜電線隱伏斷點時更為方便，最好為儀器增設探測信號發生部件，其方案是采用晶體管振蕩升壓電路產生探測信號輸給待測電纜電線，當然也可直接利用市電做工頻信號源，但最好加安全限流措施。
實施時也可將上述的幾項方案組合起來或將上述全部方案綜合在一起，從而構成更能滿足用戶需求的產品。
本實用新型的優點是因靈敏度高故測壓范圍較大、可在危險范圍之外遙測高壓、還可探查隱藏電線、無損探查電線皮內的潛伏斷點，從而有利于安全操作，提高效率、修舊利廢；還可鑒別交直流電信號和直流電極性，并且不需象普通萬用表那樣變換檔位交換表筆，因此方便迅速；具有自動開關特性，從而可簡化結構、簡化操作，防止誤開機忘關機空耗電；合理的結構設計使其能用成本較低的低耐壓元件安全可靠地測試高電壓。
對主要技術方案的各改進方案還提供了提高電源利用率，提高鑒別能力，測試電器線路通斷、判測電阻電容晶體管、安全測試電雷管、電引爆線路的改進方案以及增加充電照明結構減少電費開支，增加探測信號發生部件等積極措施。
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細說明
圖1是本實用新型主要技術方案的電路結構圖；圖2是對圖1方案的供電方式加以改進的電路結構圖；圖3是對圖1或圖2附加分流支路的電路結構圖；圖4是對圖1或圖2附加測通回路的電路結構圖；圖5是對圖1或圖2附加照明電路的電路結構圖；圖6和圖7是兩種充電部件的電路圖；圖8和圖9是兩種殼體外形結構及有關部件分布的視圖；圖10～圖13是幾種探測附件的外形結構圖；在圖1的實施例中殼體上裝有信號接收體2，殼體里有并列的兩組放大電路，分別為A組放大電路3和B組放大電路4。兩組放大電路的輸入端匯合成C點并直接或通過電阻(圖中未畫此電阻)與信號接收體2連接，兩組放大電路的回路端匯合成O點，并通過限流電阻R1、R2與測試回路電極相通，后者可由暴露于殼體外的測壓觸極5或測壓插座6構成或兩者兼有。放大元件F可選用普通晶體三極管、場效應管、復合晶體管、集成電路等。每組電路的放大元件F驅動視覺顯示器件S(S可采用電流表頭、指示燈、發光二極管、液晶顯示器等)或驅動聽覺顯示器件Z(Z可選用電磁蜂鳴器或音頻振蕩器與電聲轉換器)，兩種顯示器件也可同時具有。從圖1中可看出兩組放大電路的第一級放大元件采用相反的導電類型，從而使兩組電路能分別接受和放大正向或負向電壓信號。兩組放大電路分別配有相同或相似的電源VA和VB，電源可用鋅錳電池、銀鋅電池、鋰錳電池等。
由于兩組放大電路的匯合從而構成一個串聯環路(如圖1中的粗實線所示)，如果將兩組放大電路的輸入端與回路端短路(如圖1中CO兩點短路)則可構成兩個并列的環路即A組環路和B組環路，從圖1中可看到上述環路中均含有電源而且電源方向與第一級放大元件的導電方向一致。因此要想使電路具有自動開關特性即在未接到被測信號時放大電路處于截止狀態不工作不耗電，在接到被測信號時放大電路才開啟導通，就必須使上述環路具有一定的啟動閾值UQ，它的數值應根據具體需要而定，其原則是如需要抗干擾能力強就應大些，如需靈敏度高則應小些，但最好使啟動閾值設在1伏左右，這樣可兼顧靈敏度和抗干擾能力，使裝置具有較強的實用性，而電路啟動閾值等于電路的開啟電壓∑UK大于電源電壓VE的數值，即UQ＝∑UK－VE或者∑UK＝UQ＋VE，實際測試時如圖1所示使被測信號源Ux的信號電壓VC通過信號接收體2進入放大電路并經限流電阻R1測壓觸極5，人體H或經限流電阻R2，測壓插座6引線至信號源從而構成測壓回路，在信號電壓大于電路的啟動閾值時，如果進入放大電路輸入端的信號電壓為正極，則是信號電壓＋A組的電源電壓＞A組的開啟電壓，從而使A組放大電路開啟導通。信號被放大后驅動A組的顯示器件發出指示，B組電路處于截止狀態，反之如信號電壓為負極則B組工作A組截止，如為交流信號或雙向脈沖信號則兩組電路交替工作顯示器件交替發出指示，在信號頻率較高時看上去似乎兩組顯示器件同時顯示。要想使電路具有合乎要求的啟動閾值就要選擇有適當開啟電壓的第一級放大元件，如果一個不夠就需多個串聯，或選擇適當個數適當開啟電壓的其它非線性元件D與放大元件配合，它可如圖所示串在第一級放大元件的后面也可設在它的前面或前后都有，D可采用普通二極管。穩壓二極管，發光二極管(LED)、壓敏電阻等。設計舉例一般硅質PN結的開啟電壓約0.7V，如果已知電源VE為3V，并要求啟動閾值UQ為0.5V，求電路中應串聯的硅PN結數量可用下面的方法求出，∑UK＝UQ＋VE＝0.5＋3＝3.5V，又根據串聯電壓等于各個單元電壓之和的電學常識，可知如果串聯電壓為3.5V，各單元電壓均為0.7V求單元個數該用除法計算，即所求PN結個數＝3.5／0.7＝5個。因發光二極管的開啟電壓較高，因此用它作為非線性元件D與第一個放大元件串聯有利于減少PN結的串聯總數，從而簡化產品結構、并且由于本身可以發光可兼起顯示器件S的作用。為了進一步增加本品的靈敏度可增設多級放大元件。例如采用互補放大、復合放大、差分放大元件等。前后級最好采用直接耦合方式、并相應地增設多級顯示器件，因此類現有技術較多此不多述。為了能根據需要控制每組放大電路的靈敏度，可在放大電路的輸入端加電位器調節。本實用新型的殼體1最好用絕緣較好強度較高的塑料如ABS注塑制造，信號接收體2最好用45＃以上的鋼材制造，測壓觸極應采用耐腐導電材料。如需采用多級放大顯示電路也可引用或參考現有音響設備的電平顯示電路。聽覺顯示器件Z最好采用振蕩電路或音響貯存集成電路驅動壓電陶瓷片。為了提高生產效率和產品可靠性最好將放大電路部分制成集成化部件或模塊。從圖1的電路結構圖中還可看出由于兩組放大電路的匯合，必然使得在測試使用時每組放大電路所承受的反向電壓等于另一組電路的正向電壓降，因此可降低對電路元件的耐壓要求。或者說提高了整個放大電路的耐壓性能，從而為安全可靠地測試高電壓提供了結構保障。
圖2是對圖1技術方案的一個改進方案，其具體措施是將圖1中的兩組放大電路接至O點的供電線斷開再分別接至對側組電源的端線上，從而使兩組放大電路均由兩組電源串聯供電。
圖3是對圖1或圖2技術方案的改進方案，其具體措施是在放大電路的輸入端C點和回路端O點之間增設一個由電容CK構成的分流支路。為了能根據不同的需要選擇靈敏度又在分流支路中增設開關KC，當開關接通時分流電路被接通起分流作用可使進入放大電路的信號減少，從而起到限制靈敏度增加鑒別能力的作用，當開關斷開時分流支路被斷開不起作用為高靈敏用法。分流支路的電容CK最好增設與其并聯的電阻。
圖4也是對圖1或圖2技術方案的改進方案，其具體措施是增設測通回路電極，它可由暴露在殼體外的測通觸極7、8或測通插座9構成，通過限流電阻R3R4R5或直接連接到電源的端線上。測試時將被測電器Rx的一端接信號接收體2，另一端直接經測通插座9插線或通過人體H接到測通回路電極上，從而構成測通回路(如圖4中的粗實線所示)。本方案也采用類似于圖1方案的設計制造原理使每組放大電路的開啟電壓大于該組的電源電壓，但又小于兩組電源電壓之和，那么在圖4中的測通回路里串聯的電源VA＋VB即可使A組放大電路正向開啟導通經放大后驅動A組顯示器件發出指示，從而證明被測電器Rx導通，并且根據公知的歐姆定律可知導通電阻越小。電流越大、顯示器件指示越大，可依此原理判斷阻值，如果被測電器Rx不通(或已損壞)則上述測通回路也不能導通顯示器件就沒有指示。圖4中測通回路里的限流電阻可使測試電流限制在微安級，約為電雷管引爆電流的萬分之一以下，從而為測試電雷管、電引爆線路等危險品提供安全保障。
圖5也是對圖1或圖2方案的改進方案，其具體措施是增加了由照吸燈ZD和照明控制開關KZ組成的照明電路，并且該電路與放大電路共用同一電源。增設照明電路后耗電量增大，為了減少電池消耗費用最好用蓄電池作電源，并相應地增設充電部件。
圖6給出了由電阻電容降壓、二極管整流的充電部件的電路結構圖。交流電由Ia、Ib兩線輸入經電阻電容降壓限流、二極管整流后由Oa、Ob兩線輸出直流電。
圖7給出了變壓器降壓的充電部件的電路結構圖，交流電由Ia、Ib兩線輸入經變壓器B降壓二極管整流后由Oa、Ob兩線輸出直流電。
充電部件最好與儀器制在同一殼體內以便于使用保管。因有關上述充電部分生產的現有技術較多此不詳述。
圖8、圖9提供了兩種有關本實用新型外形結構的具體方案、信號接收體2在圖8方案中是固定在殼體1上的，在圖9方案中是插在有縫螺紋夾管結構10中，當旋緊螺母11時即把它固定住，旋松螺母11時又可把它取下從而縮短儀器長度。該有縫螺紋夾管結構可參考市售的可換頭螺絲刀此不詳述。在圖8圖9中還可看到機殼1上具有照明燈ZD照明開關KZ；裝有視覺顯示器件的顯示板12，開關KC，測壓觸極5，測壓插座6，測通觸極7、測通插座9。圖9中還具有為聽覺顯示器件設立的放音孔、測通觸極8。
圖10～圖13提供了幾種探測附件的外形結構，其中圖10為曲面附件。主要用于曲面和電纜探測；圖11為平面附件主要用于平面探測；圖12為針狀附件主要用于密集印刷電路的測試；圖13為兼用附件。附件的工作部分如用軟金屬制造則可在使用時根據需要調整形狀。
對于隱斷點探測信號源可采用市電作為工頻信號源，但應注意安全，最好加限流措施。也可為本實用新型增設探測信號發生部件，其最佳方案是采用晶體管自激振蕩，也可用時基電路振蕩或互補多諧振蕩等，經變壓器升壓后作為探測信號。
權利要求1.一種至少由信號接收體、顯示器件、限流電阻測試回路電極、絕緣殼體構成的測電裝置，本實用新型的特征在于還具有驅動顯示器件的放大元件和電源，并主要由放大元件、顯示器件構成放大電路，該放大電路至少由兩組構成，每組放大電路均具有由本組放大元件驅動的顯示器件，兩組放大電路的輸入端匯合并與兩組放大電路共用的信號接收體電連接，兩組放大電路的回路端匯合并與兩組放大電路共用的測試回路電極電連接，并且在測試回路電極與信號接收體之間具有限流電阻，在兩組放大電路中均采用具有開啟電壓特性的元件使每組放大電路的開啟電壓等于電源電壓與啟動閾值之和從而使放大電路具有自動開關特性，兩組放大電路的第一級放大元件采用互為相反的導電類型從而使兩組放大電路能分別接受和放大正負電壓信號，并且分別驅動本組的顯示器件發出指示。
2.根據權利要求1所述的測電裝置，其特征在于每組放大電路原接在O點的供電線分別改接在另一組電源的端線上。
3.根據權利要求1所述的測電裝置，其特征在于放大電路中的放大元件由具有放大能力的晶體管擔任，還具有發光二極管與第一個放大元件串聯。
4.根據權利要求1或2或3所述的測電裝置，其特征在于在放大電路的輸入端與回路端之間設有分流支路。
5.根據權利要求1或2或3所述的測電裝置，其特征在于在放大電路的輸入端與回路端之間設有分流支路，并且在分流支路中設有開關。
6.根據權利要求1或2或3所述的測電裝置，其特征在于還設有測通回路電極與電源兩側的端線電連接，在每組放大電路里采用能使該組電路的開啟電壓小于兩組電源的串聯電壓的元件，從而使該組電路在與被測電器構成測通回路時能開啟工作。
7.根據權利要求1或2或3所述的測電裝置，其特征在電源上還接有由照明燈和照明開關構成的照明裝置。
8.根據權利要求1或2或3所述的測電裝置，其特征在于電源采用蓄電池并設有充電部件。
9.根據權利要求1或2或3所述的測電裝置，其特征在于信號接收體一端安裝在殼體上，另一端伸出在殼體外。并在其伸出端具有適于旋動螺釘的形狀部分。
10.根據權利要求1所述的測電裝置，其特征在于每組放大電路原接于O點的供電線改接在另一組電源的端線上；并在放大電路中設有與第一級放大元件串聯發光二極管；在放大電路的輸入端與回路端之間設有帶開關的分流支路；還設有測通回路電極，該電極與電源兩側的端線電連接、在可構成測通回路的那組放大電路里采用可使該組電路的開啟電壓小于兩組電源電壓之和的元件，在放大電路的電源上還接有由照明燈和照明開關構成的照明裝置，電源采用蓄電池并設有充電部件和探測信號發生部件。
專利摘要本實用新型公開了一種具有反向組合放大電路的多用測電裝置，采用多級放大分組顯示方案、自動開關結構、低壓元件承受高壓措施，因此測壓范圍較大靈敏度較高，尤其是可遙測高壓、探查線路隱斷點，并可鑒別交直流電、直流電極性。同時提供了改進的供電方案、加強鑒別力的分流支路、充電照明結構、通斷測試、電阻電容晶體管判測、電雷管及引爆線路安全測試、附加信號發生部件等改進方案，從而使其應用范圍更大、性能更加完善。
文檔編號G01R15/00GK2078005SQ9020427
公開日1991年5月29日 申請日期1990年4月6日 優先權日1990年4月6日
發明者郭科林, 李越春, 郭科學, 郭寶信 申請人:郭科林
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
