专利名称：具有陶瓷涂层的测试探针和测试仪器的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种测试仪器上的测试探针，并且尤其涉及具有绝缘措施的测试探针。
背景技术：
诸如万用表、电压表、示波器等的测试仪器，用于测量各种电气设备中的电參数。典型的测试仪器使用连接至位于测试仪器主体上的输入/输出终端的多个测试探针，以测量各种电參数。测试探针通常具有导电尖 端的测试端，以接触将测量的物体。通常，不同的测试端尖端用于各种测试应用。在技术委员会(TC66)的指导下，国际电子技术委员会(IEC)形成了涉及测试探针的测试测量仪器的安全标准，成为IEC61010-031。该标准指定了用于各种测试应用的测试探针尖端的需求。例如，安全标准指定了用于エ业应用的探针的已暴露金属尖端的长度，称为类型111 (CAT III)和类型IV (CATIV)设置，其长度不得超过4mm。对于存在高能量的エ业应用(CAT III和CAT IV)，等于或小于4mm的探针尖端对于帮助減少电弧闪光危险风险而言，是重要的。具有带长度小于4mm的暴露金属的引导尖端，对于ー些测量形成了困难，因为这将阻止用户将探针尖端容易地插入标准壁上插座，用于快速和精确测量。因而对于现有测试探针而言仍然存在的问题是，它们不能同时符合IEC61010-31新标准并且又能够插入电插座内。传统上，为了解决该问题，有ー种测试探针，其暴露的金属尖端比4mm长，并且具有用于金属尖端的塑料头帽。然而，塑料帽可移除，这不符合IEC61010-31标准。另ー种做法是，为了遵从IEC61010-31标准，为测试仪器使用具有不同探针尖端长度的各种测试探针组件。例如，用户可以具有两组测试探针，ー个探针组的探针尖端长度用于测试高能应用，而另ー个探针组的探针尖端长度用于测试低能应用。然而，这导致用户必须管理两组测试探针。美国专利公开号No. 2010/0182027A1公开了具有带指示盘的探针尖端和绝缘衬套的测试探针。绝缘衬套相对于探针尖端可移动，并且至少可以指示两个位置以提供探针尖端暴露在绝缘衬套外的两种不同长度。然而，正如在IEC61010-31A1 :2008中所清楚规定的，并不认为在测试端上的可伸缩绝缘衬套提供了适当的保护，因而US2010/0182027A1中公开的测试探针不符合IEC61010-31的需求。美国专利公开号No. 2010/0176828A1公开了可逆测试探针和测试探针尖端。可逆探针在第一端具有第一探针尖端，而在第二端具有第二探针尖端。测试探针体具有开ロ，可操作以接收第一探针尖端和第二探针尖端。当第一探针尖端位于开ロ中时，第一探针的尖端电耦合至位于测试探针体中的金属设备。当第二探针尖端位于开口中时，第二探针的尖端电耦合至位于测试探针体中的金属设备。然而，测试探针的可逆设计显著地増加了测试探针的结构复杂性和成本。用户还需要毎次在測量之前配置测试探针，导致低操作效率。
发明内容
根据前述背景，本发明的ー个目的是提供备选测试探针，其不需要携帯用于各种测试应用的不同的探针尖端，但是仍然符合IEC61010-31的要求。本发明的又ー备选目的是提供具有4_或更短的已暴露金属尖端的测试探针，其可以插入标准电插座中。本发明的又一目的是提供对测试探针的当前范围的有用备选。ー个或多个上述目的，通过独立权利要求的特征的组合而符合；从属权利要求公开了本发明的其他有利实施例。本领域技术人员将从下文中得知本发明的其他目的。因而，前述目的并非穷举，而仅是用于说明本发明许多目的中的ー些。因此，本发明在一方面是ー种测试探针，其包含具有由导电尖端所限定的第一端的导电部件、围绕导电部件的第一部分的绝缘部件，其中导电部件位于第一端和第一部分 之间的第二部分覆有绝缘材料的薄层。在本发明另一方面，本发明公开了ー种测试仪器，其包含输出终端和耦合至输出终端的测试探针。该测试探针还包含具有由导电尖端所限定的第一端的导电部件、围绕导电部件的第一部分的绝缘部件，其中导电部件位于第一端和第一部分之间的第二部分覆有绝缘材料的薄层。本发明具有许多优点，其中之一是本发明中的测试探针不仅符合IEC61010A1 2008的标准中的安全规则，而且适于用于各种应用中，诸如插入例如电插座的小孔中。测试探针仅露出了 4mm的金属部分。对于金属部分的其他部分，覆盖有诸如陶瓷的薄绝缘涂层。该非常薄的陶瓷涂层提供了良好的绝缘，以符合IEC标准的电子要求，而不影响插入电插座的能力。另ー优点是本发明中的测试探针使用非常简单的测试端，其将不显著地増加测试探针的复杂性和成本。对于用户同样便利的是携带整个测试仪器组，因为没有像现有技术中的多余部件。本发明中的测试探针可以向用户提供安全(符合IEC标准)和便捷方式的測量方法(仅适用一个测试端可以测试正常状况和电插座)。通过使用测试探针，用户无需准备仅用于电插座的特定测试端。
根据仅作为实例与根据本发明一个实施例的测试探针的随附附图一同提供的优选实施例的下列描述，本发明的前述和其他特征将变得明显。图I示出了根据本发明一个实施例的测试探针的结构。
具体实施例方式在随附权利要求和本发明的前述描述中，除了本文由于明确的语言或必须暗示而需要吋，措辞“包括”或诸如“包含”或“具有”的变体出于包括性意义，即说明存在所述特征，而非排除在本发明各种实施例中存在或増加其他特征。正如本文和权利要求中所使用的，“耦合”或“连接”指的是除非特别说明而经由一种或多种电子装置直接或间接地电耦合或连接。现在參考图1，将用于測量各种电子设备中的电參数的测试探针20连接至传输线24的一端。而传输线24的另一端连接至测试仪器连接器36。测试仪器连接器36配置以适合测试仪器(未示出)主体的插座或输出终端中，从而测试探针20和测试仪器电耦合。正如本领域技术人员将意识到的，该测试连接器36以及其在测试仪器主体上的插座可以是任何类型的连接器，诸如但不限于带罩或凹进的香蕉插座、BNC连接器、2_插头或接线柱。测试探针20包含贯穿其长度的细长导电部分，而导电部分具有限定导电尖端的第一端30。导电部分也称为导电部件。导电部分的第一部分26被厚塑料绝缘衬套22所包围，其也称为绝缘部件。在优选实施例中的绝缘衬套22是非导电塑料衬套，其具有足够的长度和厚度，以便于用户舒服地抓握测试探针进行操作。
除了导电部分的第一部分26之外，导电部分还具有第二部分28，其未被绝缘衬套26覆盖。相反，导电部分在第一端30和第一部分26之间的第二部分28覆有绝缘材料29的薄层。在优选实施例中，覆在第二部分28上的绝缘材料29是陶瓷，但是也可以是任意其他薄的耐用绝缘涂层。在一个实施方式中，在室温下涂覆该涂层，并且在高温下使之烧结。在最优选实施例中，使用氧化铝基陶瓷作为涂层。绝缘材料29的厚度是10 60 μ m,并且优选为20 30 μ m。绝缘材料29层具有足够高的电介值，以在用户测试高压时在两个相邻测试探针之间的空气放电，并且足够薄且耐用，以允许将测试探针插入电插座中。绝缘材料29与厚塑料绝缘衬套22的材料不同。导电部分的第一端30是暴露的导电部分的唯一部分。通过使第一端30接触目标电设备，进行对电參数的測量。在优选实施例中，第一端30的长度不长于4_，以符合IEC61010-31的需求，在更优选的实施例中，第一端30的长度是4mm。在上述的实施例中，本发明中的测试探针具有不长于4mm的探针尖端的已暴露导电部分。另一方面，由于在导电部分的第二部分28上的绝缘涂层非常薄,包括第二部分28和第一端30的测试端的部分的直径差不多与已暴露的导电尖端相等。测试探针20的测试端因而能够插入小孔中，诸如电插座中的小孔。相比而言，在常规技术中，具有仅暴露出4mm金属尖端的固定的塑料套管的测试探针的设计能够符合IEC61010-31标准，但是塑料衬套过厚，而不能将尖端插入电插座中。在本发明另一方面中，还公开了装配有如上所述的测试探针的测试仪器。测试仪器包括但不局限于万用表、电压表、示波器等。测试仪器包括位于其主体上的输出终端，而具有绝缘涂层的测试探针连接至输出終端。虽然已经在附图中详细示出和在前述说明书中详细描述了本发明，但是同样的是应当认为其对特征是说明性、而非限制性的，应当理解，仅已经示出和描述了典型实施例，而并未以任何方式限制本发明的范围。可以意识到的是，本文所述的任何特征可以用于任何实施例。说明性实施例彼此之间不排外，也不排外本文未引用的其他实施例。因此，本发明还提供了包括上述的一个或多个说明性实施例的组合的实施例。可以对本文所述的本发明进行修改和改变，而不脱离其精神和范围，因而仅应当根据随附权利要求所述地而进行这种限制。例如，如上在最优选实施例中所述的金属尖端的导电部分上的绝缘涂层是氧化铝基陶瓷涂层。然而，也可以使用其他类型的陶瓷，诸如氧化镁基、氧化锆基等。本领域普通技术人员自然能够适应其他类型的绝缘涂层，包括但不局限于绝缘涂料、合金、氧化物或其他合成材料。
上述实施例中所述的绝缘衬套是塑料衬套。然而，其他材料可能也适于制造绝缘衬套，诸如橡胶、玻璃或云母。应当理解，如果本文引用任何现有技术公开物，这种引用并不承认在澳大利亚或任何其他国家中，公开物构成本领 域公知常识的一部分。
权利要求
1.一种测试探针，包括a)导电部件，包括由导电尖端限定的第一端；b)绝缘部件，围绕所述导电部件的第一部分；以及其中所述导电部件在第一端和所述第一部分之间的第二部分覆有绝缘材料层。
2.根据权利要求I所述的测试探针，其中所述第一端的长度是4mm。
3.根据权利要求I所述的测试探针，其中所述绝缘部件是塑料衬套。
4.根据权利要求I所述的测试探针，其中绝缘材料是陶瓷。
5.根据权利要求I所述的测试探针，其中所述绝缘材料与绝缘部件的材料不同。
6.—种测试仪器,包括a)输出终立而；b)测试探针，耦合至输出终端；所述测试探针还包括i)导电部件，包括由导电尖端限定的第一端；ii)绝缘部件，围绕所述导电部件的第一部分；以及其中所述导电部件在第一端和所述第一部分之间的第二部分覆有绝缘材料层。
7.根据权利要求6所述的测试仪器，其中所述第一端的长度是4mm。
8.根据权利要求6所述的测试仪器，其中所述绝缘部件是塑料衬套。
9.根据权利要求6所述的测试仪器，其中绝缘材料是陶瓷。
10.根据权利要求6所述的测试仪器，其中所述绝缘部件包括标签部分。
全文摘要
本发明公开了一种测试探针，包括具有由导电尖端限定的第一端的导电部件，以及围绕导电部件的第一部分的绝缘部件。导电部件在第一端和第一部分之间的第二部分覆有绝缘材料层。本发明中的测试探针不需要携带不同的探针尖端用于各种测试应用，但是仍然满足IEC标准的安全要求。
文档编号G01R1/067GK102680754SQ20111006689
公开日2012年9月19日 申请日期2011年3月18日 优先权日2011年3月18日
发明者杨道军, 王茂川, 谢籼原 申请人:米沃奇电动工具公司