Зонд для контроля параметров электрических цепей Советский патент 1988 года по МПК G01R1/06 

U 00 N9

4i

диапазоне, a также срав;шть два напряжения с высокой точностью, оцеяить ягличнку сопротивления кснтролируе- цепи и сравнить со17ротивление дяу.к цепей с высокой точностьюс Кро-- НС тог о, зонд позволяет проверить работоспособность полупрозодниковьга: переходов и сравнить два перехода по величине прймого падения напряжег шя

и обратного тока, оценить емкость конденсатора, проконтролировать целостность индуктивных элементов и проверить сопротивленкге изоляции, а также определить наличие переменной ш- зкочастотной составляющей в контролируемом сигнале, отличить улевой и фазовый провода в пктаюш.их сетях переменного тока, 2 э.п, ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в качестве миниатюрного многофункционального контрольно-измерительного устройства, нечувствительного к механическим вибрациям и ударным нагрузкам. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей зонда путем повышения точности и расширения диапазона контролируемых параметров. Зонд для контроля параметров электрических цепей -содержит контактный наконечник 1, гибкий провод 2, общую шину 3 зондаi контактный наконечник 4, корпус 5 зонда, вход 6, электронный блок 7, выход 8, элемент 9 звуковой индикации, кнопку 10 включения, вход 11, источник питания 12, переключатель 13, зажим 14, вывод эталонного элемента 15, зажим 16, выключатель 17, первый резистор 18, переключатель 19 двойного действия , электронный блок 7 выполнен в виде преобразователя напряжение-частота и состоит из второго резистора 20, первого вывода 21 конденсатора, третьего резистора 22, разрядного ключа 23, компаратора 24, одновибра- тора 25. С помощью зонда можно оценить величину напряжения в широком о (Л

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике к может быть ис- по;1Ь-5онано в качестве М1;:1-{иатюркогс многофункционального контрольно-измерительного устройства, нечувствитепь- ного к iexaничecким вибрациям к ударным нагрузкам.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей зонда путем повышения точности и расширения диапазона контролируемых параметров.

На чертеже приведена функциональная схема зонда.

Зонд для контроля параметров электрических цепей содерхсит первый контактный наконечник 1, соединенный гибким проводом 2 с общей шиной 3 зонда, и второй контактный аконеч- ник 4., закреплен -Го1Й на корпусе 5 зов:-- да и соединев:ньгй с вторым входом б электро} ного блока 7, размещенного в корпусе 5 зонда, выход 8 которого соедлнгн с элементом 9 зв5 ковой инди кацни, кнопку 10 вклнзчекия первым выводом соединеннз ю с первым входом П электронного блока 7, а вторым выводом - с источником ).2 питания,, второй вывод которого создиг-5ен с общей шиной 3 зонда, размещенной внутри корпуса 5 зонда, переключатель 13 с nepeKnro4aKsaHN H контактами, кающий контакт которого соединен с вторым контактным наконечником 4, а замыкакщий контакт чере$ первый зажим 14 соединен с первым выводом эталонного элемента 15, второй вывод гсо- торог О через второй зажим 16 соединен с общей ш-1ной 3 зонда, выключатель 17 и первый резистор 18, причем второй вход 6 электронного блока 7

0

0

5

2

через первый резистор 18 соединен с первым выводоь выключателя 1, второй вывод которого соединен с первым входом li электронного блока 7.

Кнопка 10 вк,г1ючения и переключатель 13 конструктивно объединены между собой в один переключатель 19 двойного действияS причем при нажатии на кнопку этого переключателя сначала замыкаются контакты кнопки 10 включения питания электронного блока 7 5 а при более сильном нажатии на кгюпку переключателя И двойного действия срабатывают контакты переключателя 13, подключенные к вчешне- 3 ажиму 14 .

Электронный блок 7 выполнен в виде преобразователл напряжение - час- гота и состоит из второго резистора 205 первый вывод которого соединен с входом 6j а второй - с первыми выводами конденсатора 21 и третьего ре- зистора 22, первым вывoдo разрядного ключа 23 и входом компаратора 24, второй вывод третьег О резистора 22 соединен с входом 11, вторые выводы конденсатора 21 и разрядного ключа 23 соединены с общей шиной 3 зонда, а вход разрядного кпюча через одно- вибратор 25 соединен с выходом компаратора 24, причем выход компаратора 2ч- является выходом 8 электротно- го блока 7,

Зонд работает следуюпим o6pa30N;.

После включения питания зонда кнопкой 10 В1слючег1ня при отсутствии разности потекцигшоь меящу первь :-; 1 1-5 вторым 4 контактными накопи «инками (jxOpoTKOM замьжаи;- ,} между ними) элек- туонный блок 7, jbiuojnicHHWii п ии;к

преобразователя напряжение - частота генерирует низкочастотный сигнал, соответствующий низкому ВХОДНО1-1У напряжению, и элемент 9 звуковой индика- ции излучает низкочастотрагй звуковой сигнал При подаче на вход 6 с второго контактного наконечника 4 напряжения соответствующей полярности выходная частота повышается вплоть до ультразвука. Соответствие входного напряжения и вьгходной частоты позволяет судить о величине входного напряжения. Характерное дрожание частоты выходного сигнала свидетельствует о наличии в исследуемой цепи низкочастотной пере енной составляющей. При подключении на второй контактный наконечник 4 напряжения обратной полярности генерация отсутствует. Для точной идентифи-кации заданного уровня напряжения необходимо к зажимам 14 и 16 подключить источник эталонного напряжения. При переключении контактов переключателя 13 без выключе- НИН питания электронного блока 7 на выходе 8 будут поочередно сигналы двух частот, соответствующш-: входному или эталонному напряжению соответственно.

Звуковые сигналы легко сравнить по частоте на слух. При равенстве частот двух этих сигналов можно говорить о равенстве входного напряжения эталонному. В простейшем случае эта- лонное напряжение может быть принято равным 0. Если к входу 6 электронного блока 7 выключателем 17 через первый резистор 18 подключить первый вход 11, то на входе 6 появится неко торое напряжение, зависящее от соотношения сопротивления первого резистора 18 и сопротивления входа 6 электронного блока 7. Это напряжение через контакты переключателя 13 прикла дывается либо к второму контактному наконечнику 4, либо через зажим 14 к эталонному элементу 15. Если между первым 1 и вторым 4 контактными наконечниками включить резистор, то за счет падения напряжения на пе,рвом резисторе 18 напряжение на входе 6 уменьшается и выходная частота понижается. Подключив в качестве эталонного элемента резистор, можно срав- нить его coпpoтивлeE ия с сопротивлением исследуемой цепи. В этом случае можно также проверять и сравнивать полупроводниковые переходы по прямому падению напряжения и обратному тс ку. Подключение к входу зонда незаряженного конденсатора по динамике изменения частоты сигнала позволяет приблизительно судить о его емкости, а также оценить ток утечки.

Для улучшения восприятия частоты выходного сигнала необходимо сформировать сигнал, как можно более близкий по форме к синусоиде, например, можно применить триггер в режиме деления частоты на 2, так как на слух значительно легче определять частоту синусоидального сигнала или прямоугольных импульсов со скважностью 2, чем частоту следования коротких импульсов .

Кнопка 10 включения и переключа- тепъ 13 конструктивно объединены в один переключатель 19 двойного действия , с помощью одной кнопки можно включать питания зонда, и при необходимости включать вместо контролируемой цепи, подключенной между первым и вторым 4 контактными наконечниками, эталонный элемент 15.

Преобразователь напряжение - частота работает следующим образом.

При подключении источника 12 питания контактами кнопки 10 включения к шине питания начинается заряд конденсатора 21 через резистор 22. При напряжении на входе 6, равном нулю, напряжение на конденсаторе 21 возрастает по экспоненте и приближается к напряжению, определяемому делителем, образованным резисторами 22 и 20. Порог срабатывания компаратора 24 должен быть немного меньше этого напряжения, при этом по достижении на конденсаторе 21 напряжения, равного порогу срабатывания компаратора 24, на выходе компаратора появляется высокий потенциал, который запускает одновиб- ратор 25, выходной импульс которого открывает разрядный ключ 23, который разряжает конденсатор 21, после чего цикл работы повторяется. При этом генерируется низкочастотный сигнал. Частота генерации возрастает при повышении напряжения на входе 6, так как увеличивается скорость заряда конденсатора 21 за счет изменения тока через резистор 20.

Порог срабатывания компаратора 24 пропорционален напряжению на шине питания, чем обеспечивается независимость генерируемой частоты от изменеНИН напряжения источника j/, при контроле сопротивления различных цепей. Это происходит в результате того, что зондирующий ток пропорционален напряжению источники питания , и синхронное с иэменением этого зондирующего тока изменение riopoi a срабатывания компаратора взакм-ю компенсируются ,

С помощью предлагаемого зонда можно оценить величи1Р, напряй-еьгия в широком .циапазоне, а такясе сраыдать два напряжения с высокой тоиностьюэ

оценить величину сопротивлгния кот

ролируемой цепи и сравнить сопротихч- ление двух цепей с высоко-- стью. Кроме ТОГО} зон,ц поггволяет проверить работоспособность полупроводниковых переходов, а также сравнить два перехода по величине прупмого падения напряжения и обратного тока Зонд позволяет оценить е.п :ость конденсатора, проконтролировп-ть и.е-пост - кость индуктивных элементов 3 проверить сопротивление изоляции определить наличие переменной низкочастотной составляющей в конгро.г Ируемок сигнале; например, отличить нулевой и фазовый провода в гситающих сетях переменного тока.

Формула изобретения

1 , Зонд для контроля параметров электрических цепей, содержащий первый контактный наконечник: соединенный с общей шиной зскда; г: второй контактный наконечник, закрег1леннь;й на корпусе зонда и соединенный с входом электронного блока, размещенного в корггусе зонда, вых.од которого соединен с. элементом звуковой индикапии кнопку включения, первым выводом сое даненную с первым входом электронно-то блока,, а вторым выводом - с источником питания, ):;торои ПЫРОД которого сс ецинен с общей шиной зснда, о т - л и чающийся тем, что. с целью расширения функциокальиых воз- мс/кностей зо:--1да путем расиирения диапазона контролируBNftiix параметров , в неге дополнителЬ о введены переклю- ч ятель с переключаюшньш KOHraKTaNDi,

эталонный элемент, первый резистор и выключатель, причем вход электронпо- j-Q блока соединен с переклю-гаюпи м каигактом переключателя; разьыкающий конч якт которого соединен со вторым

коитактнь;м наконечником, а замыкающий контакт через первый зажим соеди- ;ieH с первым выводов эталонного элемента, второй вывод которого через второй зажим соединен с общей шиной

, второй вход электронного блока через первый резистор соединен с парным выводом кьпспючателя, второй вывод которого соединен с первым вхо- д ом 3 л 8 к т р о :-П Т о г с 6 j о к а.

2 Зонд по п.15 о т л и ч а ю щ и и с я тем, что кнопка включения л переклю -штель конструктивно обьеди наны мехеду cc6ov; з один перекпюча- тель двойного действия,

3, Зоз-щ по п. 1 „ отличаю- ш и и с я тем, что электронньп блок содержит преобразователь напряжение - частота, выполненный в виде второго резистора, первый вывод которого соенен с первыми выводами конденсатора и третьего резне.тора,; первым выводом разрядного и входом компаратора, зторой вывод третьег о резистора

соединен с первым входом электронного блока, вторые выводь; рондев-:сатора и разрядного ключа соединены с обвдей шиной 5 а вход разрядного клк-ча через одновибратор соедин.ен с выходом компаратора; причем выход компаратора явJ ;яeтcя выходом э-пектроннсл о бочока.