专利名称：交直流高低压多用测电器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种主要用于指示电压存在，并可指示电压极性，检测电器设备线路故障的装置，尤其是具有信号接收体、显示器件、限流电阻、测试回路电极、绝缘壳体的测电装置。
目前常用的该种装置是市售的普通试电笔，它主要由作为信号接收体的触头、作为显示器件的氖灯，作为测压回路电极的手触极、保证测试安全的限流电阻以及安装上述部件的绝缘壳体构成，因受氖灯启辉电压限制无法测较低电压，另外对脱离电源的电器线路或元器件的通断情况也无法检测，而且在鉴别交直流电信号或鉴别直流电源极性时显示的差别不明显观察不方便。
本实用新型目的是提供一种多功能测电装置，它的测试电压范围大于普通试电笔；因灵敏度较高故可非接触地探测导线是否带电或探测隐伏断点，可非接触地遥测高电压；并可方便地鉴别交直流电信号，快速地鉴别直流电的极性；并要求该测电装置具有自动开关特性，即接到被测信号时电路开启工作，未接到被测信号时电路自动截止，从而能够省略电源开关，进而简化装置的构造、简化操作程序。
为实现上述目的本实用新型的主要技术方案是在有适当外形，具有绝缘性能的壳体上装配采用放大元件驱动的显示器件，由放大元件和显示器件构成放大电路并配给适当的电源；电路中的放大元件主要是由具有放大能力的晶体管担任，将上述的放大电路至少分为两组，每组电路均有本组的放大元件以及由本组放大元件驱动的显示器件，两组放大电路的输入端汇合并与两组电路共用的信号接收体电连接，信号接收体可接触或接近被测物体接收电信号。两组放大电路的回路端汇合并与两组电路共用的测试回路电极电连接。并在信号接收体与测试回路电极之间接入限流电阻。被测物体经信号接收体、放大电路、测试回路电极、人体或外引线构成测试回路。两组电路的第一级放大元件采用互为相反的导电类型、从而使两组电路具有相反的导电放大特性，即两组电路能分别负责接受和放大正向或负向电压信号，并分别驱动本组的显示器件发出相应的指示从而使用者通过观察显示器件的指示情况即可辨别被测信号。为了实现自动开关特性就要使电路具有一定的开启电压∑UK，根据现有技术可知许多非线性电子元件(包括晶体三极管、二极管)都具有一定的开启电压UK。即该类元件所加的电压小于UK时元件截止不通仅在电压达到UK时才开启导通，因此只要在放大电路中采用具有适当UK的元件，就可使该电路的开启电压∑UK大于电源电压VE从而实现无信号时电路自动截止，而∑UK大于VE的数值就是电路的启动阈值UQ，即∑UK－VE＝UQ或说∑UK＝UQ＋VE，因此当外加信号电压达到UQ时电路即可开启导通从而实现有信号自动开机。根据现有技术可知晶体管放大元件的反向耐压有一定极限，当超过此限时即被击穿损坏，但晶体管放大元件的正向电压降很低(查手册可见硅晶体管的正向电压降一般在1V以下)其它种类放大元件也有上述规律。本方案将具有相反导电特性的放大电路汇合，并根据并联电路电压相等的公知原理，使得每组电路的晶体管元件所承受的反向电压等于另一组电路晶体管元件的正向电压降，从而有效地削减元件所承受的反向电压，避免反向击穿现象，保障测试高压时的安全可靠性，并可降低对放大元件的耐压要求从而降低制造成本。
为了提高电源利用率或者为了降低对电源电压的要求以利于减小体积降低成本，可对上述的主要技术方案进行改进，其改进方案是使每组放大电路均由两组电源串联供电。
为了使本实用新型能有更高的鉴别能力，可在上述主要技术方案的基础上附加鉴别力加强结构，其方案是在放大电路的输入端与回路端之间增加一个分流支路，使被测信号分走一部分、进入放大电路的信号适当减少，从而灵敏度适当降低、对危险电压与感应电压的分辨能力以及抗干扰能力明显增强，当然如不需更高的鉴别能力也可不设分流支路。
为了使本实用新型的灵敏度和鉴别能力能按需控制最好将上述的分流支路中串入开关，需要鉴别能力高时开关接通分流支路起作用，需要灵敏度高时开关断开，分流支路被切断。
为了进一步增加本实用新型的应用范围，最好将主技术方案加以改进，使其附加检查电器线路通断和判测电阻、电容、晶体管的功能，其方案是通过选择有一定开启电压的放大元件，使放大电路的开启电压小于两组电源的电压之和，测试时该组放大电路与两组电源以及被测电器串联构成一个测通回路如被测电器导通则该回路必然开启导通经放大驱动显示器发出指示，根据公知的欧姆定律可知被测电器的导通电阻越小测试回路的电流越大从而显示器件发出的指示越大。依此可判断阻值，由于上述回路中的电源是机内的电池是直流电具有单向特点，所以能测有单向导电特点的晶体管，因电容的特性是充电时导通，充足电时不通。故能判测电容。为了使其能测危险物品如雷管、电引爆线路等，可在测试回路中增设限流电阻，以减小测试电流、保证测试安全，此类测试如用万用表去做可能由于拨错档位输入大电流而引起误爆炸恶性事故。
为了扩大本实用新型的实用性，最好增加照明功能其方案是增设由照明灯和照明开关构成的照明电路，由于照明耗电较大，为了降低用户的电费开支，仪器的电源最好用蓄电池并设有充电部件。
为了使仪器便于携带保管，最好将信号接收体制成可拆式以便在不测电时可缩短仪器长度。为了增加仪器的应用范围最好将信号接收体的伸出端制成适于旋动螺钉的形状。为了适应不同类型的被测物品，最好制备几种不同形状的探测附件供用户选择。
为了使本实用新型在探查电缆电线隐伏断点时更为方便，最好为仪器增设探测信号发生部件，其方案是采用晶体管振荡升压电路产生探测信号输给待测电缆电线，当然也可直接利用市电做工频信号源，但最好加安全限流措施。
实施时也可将上述的几项方案组合起来或将上述全部方案综合在一起，从而构成更能满足用户需求的产品。
本实用新型的优点是因灵敏度高故测压范围较大、可在危险范围之外遥测高压、还可探查隐藏电线、无损探查电线皮内的潜伏断点，从而有利于安全操作，提高效率、修旧利废；还可鉴别交直流电信号和直流电极性，并且不需象普通万用表那样变换档位交换表笔，因此方便迅速；具有自动开关特性，从而可简化结构、简化操作，防止误开机忘关机空耗电；合理的结构设计使其能用成本较低的低耐压元件安全可靠地测试高电压。
对主要技术方案的各改进方案还提供了提高电源利用率，提高鉴别能力，测试电器线路通断、判测电阻电容晶体管、安全测试电雷管、电引爆线路的改进方案以及增加充电照明结构减少电费开支，增加探测信号发生部件等积极措施。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明
图1是本实用新型主要技术方案的电路结构图；图2是对图1方案的供电方式加以改进的电路结构图；图3是对图1或图2附加分流支路的电路结构图；图4是对图1或图2附加测通回路的电路结构图；图5是对图1或图2附加照明电路的电路结构图；图6和图7是两种充电部件的电路图；图8和图9是两种壳体外形结构及有关部件分布的视图；图10～图13是几种探测附件的外形结构图；在图1的实施例中壳体上装有信号接收体2，壳体里有并列的两组放大电路，分别为A组放大电路3和B组放大电路4。两组放大电路的输入端汇合成C点并直接或通过电阻(图中未画此电阻)与信号接收体2连接，两组放大电路的回路端汇合成O点，并通过限流电阻R1、R2与测试回路电极相通，后者可由暴露于壳体外的测压触极5或测压插座6构成或两者兼有。放大元件F可选用普通晶体三极管、场效应管、复合晶体管、集成电路等。每组电路的放大元件F驱动视觉显示器件S(S可采用电流表头、指示灯、发光二极管、液晶显示器等)或驱动听觉显示器件Z(Z可选用电磁蜂鸣器或音频振荡器与电声转换器)，两种显示器件也可同时具有。从图1中可看出两组放大电路的第一级放大元件采用相反的导电类型，从而使两组电路能分别接受和放大正向或负向电压信号。两组放大电路分别配有相同或相似的电源VA和VB，电源可用锌锰电池、银锌电池、锂锰电池等。
由于两组放大电路的汇合从而构成一个串联环路(如图1中的粗实线所示)，如果将两组放大电路的输入端与回路端短路(如图1中CO两点短路)则可构成两个并列的环路即A组环路和B组环路，从图1中可看到上述环路中均含有电源而且电源方向与第一级放大元件的导电方向一致。因此要想使电路具有自动开关特性即在未接到被测信号时放大电路处于截止状态不工作不耗电，在接到被测信号时放大电路才开启导通，就必须使上述环路具有一定的启动阈值UQ，它的数值应根据具体需要而定，其原则是如需要抗干扰能力强就应大些，如需灵敏度高则应小些，但最好使启动阈值设在1伏左右，这样可兼顾灵敏度和抗干扰能力，使装置具有较强的实用性，而电路启动阈值等于电路的开启电压∑UK大于电源电压VE的数值，即UQ＝∑UK－VE或者∑UK＝UQ＋VE，实际测试时如图1所示使被测信号源Ux的信号电压VC通过信号接收体2进入放大电路并经限流电阻R1测压触极5，人体H或经限流电阻R2，测压插座6引线至信号源从而构成测压回路，在信号电压大于电路的启动阈值时，如果进入放大电路输入端的信号电压为正极，则是信号电压＋A组的电源电压＞A组的开启电压，从而使A组放大电路开启导通。信号被放大后驱动A组的显示器件发出指示，B组电路处于截止状态，反之如信号电压为负极则B组工作A组截止，如为交流信号或双向脉冲信号则两组电路交替工作显示器件交替发出指示，在信号频率较高时看上去似乎两组显示器件同时显示。要想使电路具有合乎要求的启动阈值就要选择有适当开启电压的第一级放大元件，如果一个不够就需多个串联，或选择适当个数适当开启电压的其它非线性元件D与放大元件配合，它可如图所示串在第一级放大元件的后面也可设在它的前面或前后都有，D可采用普通二极管。稳压二极管，发光二极管(LED)、压敏电阻等。设计举例一般硅质PN结的开启电压约0.7V，如果已知电源VE为3V，并要求启动阈值UQ为0.5V，求电路中应串联的硅PN结数量可用下面的方法求出，∑UK＝UQ＋VE＝0.5＋3＝3.5V，又根据串联电压等于各个单元电压之和的电学常识，可知如果串联电压为3.5V，各单元电压均为0.7V求单元个数该用除法计算，即所求PN结个数＝3.5／0.7＝5个。因发光二极管的开启电压较高，因此用它作为非线性元件D与第一个放大元件串联有利于减少PN结的串联总数，从而简化产品结构、并且由于本身可以发光可兼起显示器件S的作用。为了进一步增加本品的灵敏度可增设多级放大元件。例如采用互补放大、复合放大、差分放大元件等。前后级最好采用直接耦合方式、并相应地增设多级显示器件，因此类现有技术较多此不多述。为了能根据需要控制每组放大电路的灵敏度，可在放大电路的输入端加电位器调节。本实用新型的壳体1最好用绝缘较好强度较高的塑料如ABS注塑制造，信号接收体2最好用45＃以上的钢材制造，测压触极应采用耐腐导电材料。如需采用多级放大显示电路也可引用或参考现有音响设备的电平显示电路。听觉显示器件Z最好采用振荡电路或音响贮存集成电路驱动压电陶瓷片。为了提高生产效率和产品可靠性最好将放大电路部分制成集成化部件或模块。从图1的电路结构图中还可看出由于两组放大电路的汇合，必然使得在测试使用时每组放大电路所承受的反向电压等于另一组电路的正向电压降，因此可降低对电路元件的耐压要求。或者说提高了整个放大电路的耐压性能，从而为安全可靠地测试高电压提供了结构保障。
图2是对图1技术方案的一个改进方案，其具体措施是将图1中的两组放大电路接至O点的供电线断开再分别接至对侧组电源的端线上，从而使两组放大电路均由两组电源串联供电。
图3是对图1或图2技术方案的改进方案，其具体措施是在放大电路的输入端C点和回路端O点之间增设一个由电容CK构成的分流支路。为了能根据不同的需要选择灵敏度又在分流支路中增设开关KC，当开关接通时分流电路被接通起分流作用可使进入放大电路的信号减少，从而起到限制灵敏度增加鉴别能力的作用，当开关断开时分流支路被断开不起作用为高灵敏用法。分流支路的电容CK最好增设与其并联的电阻。
图4也是对图1或图2技术方案的改进方案，其具体措施是增设测通回路电极，它可由暴露在壳体外的测通触极7、8或测通插座9构成，通过限流电阻R3R4R5或直接连接到电源的端线上。测试时将被测电器Rx的一端接信号接收体2，另一端直接经测通插座9插线或通过人体H接到测通回路电极上，从而构成测通回路(如图4中的粗实线所示)。本方案也采用类似于图1方案的设计制造原理使每组放大电路的开启电压大于该组的电源电压，但又小于两组电源电压之和，那么在图4中的测通回路里串联的电源VA＋VB即可使A组放大电路正向开启导通经放大后驱动A组显示器件发出指示，从而证明被测电器Rx导通，并且根据公知的欧姆定律可知导通电阻越小。电流越大、显示器件指示越大，可依此原理判断阻值，如果被测电器Rx不通(或已损坏)则上述测通回路也不能导通显示器件就没有指示。图4中测通回路里的限流电阻可使测试电流限制在微安级，约为电雷管引爆电流的万分之一以下，从而为测试电雷管、电引爆线路等危险品提供安全保障。
图5也是对图1或图2方案的改进方案，其具体措施是增加了由照吸灯ZD和照明控制开关KZ组成的照明电路，并且该电路与放大电路共用同一电源。增设照明电路后耗电量增大，为了减少电池消耗费用最好用蓄电池作电源，并相应地增设充电部件。
图6给出了由电阻电容降压、二极管整流的充电部件的电路结构图。交流电由Ia、Ib两线输入经电阻电容降压限流、二极管整流后由Oa、Ob两线输出直流电。
图7给出了变压器降压的充电部件的电路结构图，交流电由Ia、Ib两线输入经变压器B降压二极管整流后由Oa、Ob两线输出直流电。
充电部件最好与仪器制在同一壳体内以便于使用保管。因有关上述充电部分生产的现有技术较多此不详述。
图8、图9提供了两种有关本实用新型外形结构的具体方案、信号接收体2在图8方案中是固定在壳体1上的，在图9方案中是插在有缝螺纹夹管结构10中，当旋紧螺母11时即把它固定住，旋松螺母11时又可把它取下从而缩短仪器长度。该有缝螺纹夹管结构可参考市售的可换头螺丝刀此不详述。在图8图9中还可看到机壳1上具有照明灯ZD照明开关KZ；装有视觉显示器件的显示板12，开关KC，测压触极5，测压插座6，测通触极7、测通插座9。图9中还具有为听觉显示器件设立的放音孔、测通触极8。
图10～图13提供了几种探测附件的外形结构，其中图10为曲面附件。主要用于曲面和电缆探测；图11为平面附件主要用于平面探测；图12为针状附件主要用于密集印刷电路的测试；图13为兼用附件。附件的工作部分如用软金属制造则可在使用时根据需要调整形状。
对于隐断点探测信号源可采用市电作为工频信号源，但应注意安全，最好加限流措施。也可为本实用新型增设探测信号发生部件，其最佳方案是采用晶体管自激振荡，也可用时基电路振荡或互补多谐振荡等，经变压器升压后作为探测信号。
权利要求1.一种至少由信号接收体、显示器件、限流电阻测试回路电极、绝缘壳体构成的测电装置，本实用新型的特征在于还具有驱动显示器件的放大元件和电源，并主要由放大元件、显示器件构成放大电路，该放大电路至少由两组构成，每组放大电路均具有由本组放大元件驱动的显示器件，两组放大电路的输入端汇合并与两组放大电路共用的信号接收体电连接，两组放大电路的回路端汇合并与两组放大电路共用的测试回路电极电连接，并且在测试回路电极与信号接收体之间具有限流电阻，在两组放大电路中均采用具有开启电压特性的元件使每组放大电路的开启电压等于电源电压与启动阈值之和从而使放大电路具有自动开关特性，两组放大电路的第一级放大元件采用互为相反的导电类型从而使两组放大电路能分别接受和放大正负电压信号，并且分别驱动本组的显示器件发出指示。
2.根据权利要求1所述的测电装置，其特征在于每组放大电路原接在O点的供电线分别改接在另一组电源的端线上。
3.根据权利要求1所述的测电装置，其特征在于放大电路中的放大元件由具有放大能力的晶体管担任，还具有发光二极管与第一个放大元件串联。
4.根据权利要求1或2或3所述的测电装置，其特征在于在放大电路的输入端与回路端之间设有分流支路。
5.根据权利要求1或2或3所述的测电装置，其特征在于在放大电路的输入端与回路端之间设有分流支路，并且在分流支路中设有开关。
6.根据权利要求1或2或3所述的测电装置，其特征在于还设有测通回路电极与电源两侧的端线电连接，在每组放大电路里采用能使该组电路的开启电压小于两组电源的串联电压的元件，从而使该组电路在与被测电器构成测通回路时能开启工作。
7.根据权利要求1或2或3所述的测电装置，其特征在电源上还接有由照明灯和照明开关构成的照明装置。
8.根据权利要求1或2或3所述的测电装置，其特征在于电源采用蓄电池并设有充电部件。
9.根据权利要求1或2或3所述的测电装置，其特征在于信号接收体一端安装在壳体上，另一端伸出在壳体外。并在其伸出端具有适于旋动螺钉的形状部分。
10.根据权利要求1所述的测电装置，其特征在于每组放大电路原接于O点的供电线改接在另一组电源的端线上；并在放大电路中设有与第一级放大元件串联发光二极管；在放大电路的输入端与回路端之间设有带开关的分流支路；还设有测通回路电极，该电极与电源两侧的端线电连接、在可构成测通回路的那组放大电路里采用可使该组电路的开启电压小于两组电源电压之和的元件，在放大电路的电源上还接有由照明灯和照明开关构成的照明装置，电源采用蓄电池并设有充电部件和探测信号发生部件。
专利摘要本实用新型公开了一种具有反向组合放大电路的多用测电装置，采用多级放大分组显示方案、自动开关结构、低压元件承受高压措施，因此测压范围较大灵敏度较高，尤其是可遥测高压、探查线路隐断点，并可鉴别交直流电、直流电极性。同时提供了改进的供电方案、加强鉴别力的分流支路、充电照明结构、通断测试、电阻电容晶体管判测、电雷管及引爆线路安全测试、附加信号发生部件等改进方案，从而使其应用范围更大、性能更加完善。
文档编号G01R15/00GK2078005SQ9020427
公开日1991年5月29日 申请日期1990年4月6日 优先权日1990年4月6日
发明者郭科林, 李越春, 郭科学, 郭宝信 申请人:郭科林