DE2311012C3 - Elektrisches Prüfgerät mit akustischer, quantitativer Analoganzeige für Widerstand und Spannung - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Prüfgerät mit akustischer quantitativer Analogan/.eige für Widerstand

ι» und Spannung, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Mit solchem Prüfgerät kann das Bestehen oder Nichtbes'.ehen elektrischer Verbindungen, hoher oder niedriger elektrischer Widerstände in solchen Verbindungen oder das Vorhandensein einer eiektri-

·!- sehen Spannung an einer solchen Verbindung, die außerhalb des Gerätes besteht, geprüft werden, wobei das Prüfgerät beim Bestehen einer Verbindung, dem Vorhandensein eines Widerstandes oder einer Spannung ein von Menschen wahrnehmbares akustisches

^JS Signals abgibt, dessen Tonhöhe Prüfgeräte werden beispielsweise Durchgangsprüfer, Leitungsprüfer oder Prüfsummer genannt.

Zweck

!" Das Prüfgerät wird bei der Erreichung elektrischer Anlagen der Energie-, Fernmelde-, Meß- und Regeltechnik dazu benutzt, die Verbindungen zwischen den Anlageteilen zu prüfen, ehe sie in Betrieb genommen werden. Es dient ferner zur Fehlersuche in solchen

Js Anlagen. Ferner dient das Gerät zur Fehlersuche in elektrischen und elektronischen Geräten und zur Feststellung der Funktionsfähigkeit elektronischer Bauelemente.

,_ü Stand der Technik

Prüfgeräte, die eine akustische quantitative Analoganzeige für Widerstände bzw. Durchgang benutzen, sind in den DT-PS 16 lö 09! und DT-AS 23 04 211 enthalten. In beiden Fällen wird erwähnt, daß die Tonhöhe des akustischen Signals von der Größe des im Prüfstromkreis liegenden zu prüfenden Widerstandes abhängt. Die Bestimmung der Größe dieses Widerstandes wird jedoch der menschlichen Fähigkeit zur Abschätzung von Tonhöhen überlassen. In der US-Patentschrift 32 84 707 wird außerdem auf die dem Widerstandswert entgegenlaufende Tonhöhe eingewiesen.

Kritik des Standes der Technik

Die Fähigkeit des Menschen, die Tonhöhe abzuschätzen ist individuell sehr unterschiedlich und die von den Prüfgeräten abgestrahlten Töne sind in ihrer Höhe nicht einheitlichen Widerstandswerten zugeordnet; die Zuordnung hängt nämlich vom angewendeten Tonerzeugungsprinzip, der Bemessung der Schaltungsbe- ^⁰ standteile und von deren Toleranzen ab.

Hinzu kommen vorübergehende Abweichungen durch Temperatureinfluß und Veränderung der Betriebsspannung. Es ist also nur eine äußerst vage Abschätzung von Widerstandswerten möglich.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bestimmung der Größe eines Widerstandes oder einer

Spannung aus der Tonhöhe zu ermöglichen, ohne die menschliche Fähigkeil zum absoluten Erkennen von Tonhöhen zu verlangen, sondern lediglich die Fähigkeil des Menschen zu nutzen, die Unterschiedlichkeil oder die Gleichheit zweier Töne erkennen zu können, wenn diese, dicht aufeinanderfolgend, zu Gehör gebracht werden.

Lösung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs I angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere Ausgestaltung der Erfindung

Um in anderen Anwendungsfällen nur feststellen zu können, ob der zu prüfende Widerstand einen bestimmten Wert über- oder unterschreitet, kann der einstellbare Widerstand auf einem bestimmten Wert entlassen werden oder an seine Stelle ein nicht einstellbarer kalibrierter Widerstand treten.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der zu prüfende Widerstand durch einen separaten Schaltkontakt abgeschaltet, jedoch tritt der einstellbare kalibrierte Widerstand nicht an seine Stelle, sondern vervollständigt den frequenzbestimmenden Stromkreis auf einem anderen Wege, wobei er zur Darstellung der gleichen Tonfrequenz, wie die durch den zu prüfenden Widerstand verursachte, einen anderen Widerstandswert haben muß. Die Bezifferung der Einstellsk-.la des einstellbaren, kalibrierten Widerstandes ist dann mit dessen eingestelltem Wert nicht identisch, sondern stellt die Widerstandswerte dar, die der zu prüfende Widerstand haben muß, um die gleiche Tonfrequenz hervorzurufen.

Eine Erweiterung auf die Feststellung von Spannungswerten ist möglich, indem eine zu prüfende Gleichspannung an einen festen Widerstand im frequenzbestimmenden Stromkreis gelegt wird und dadurch die Höhe der Frequenz von der Höhe dieser Gleichspannung bestimmt wird. Die Skala des einstellbaren, kalibrierten Widerstandes, der wie im vorigen Absatz beschrieben, in den frequenzbestimmenden Stromkreis geschaltet wird,- muß für den Fall der Spannungsprüfung mit Spannungswerten beziffert sein.

Schließlich ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung derart möglich, daß der elektroakustisch^ Wandler in einen Schwingkreis aus Kondensator und Spule geschaltet wird, so daß im Resonanzfall eine bestimmte Tonfrequenz vor den anderen durch Lautstärke hervorgehoben wird und daß diese Hervorhebung dazu dient, das Anliegen eines bestimmten Widerstandes oder das Vorhandensein einer bestimmten Gleichspannung an den Prüfpolen zu signalisieren.

Erzielbare Vorteile

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß es möglich ist, die Größe eines Widerstandes oder einer Spannung mit einem einfach aufgebauten elektronischen Oszillator zu bestimmen, an den keine hohen Anforderungen bezüglich Bauelementetoleranz, Temperatur und Spannungsabhängigkeit zu stellen sind und dessen Herstellung einfacher und billiger ist als jedes optisch anzeigende System. Außerdem darin, daß der Meßwert durch die Einstellung des kalibrierten Widerstandes gespeichert ist, also die Messung ausgeführt werden kann, ohne das Gerät dabei beobachten zu müssen, was bei erschwerten Arbeitsbedingungen von Vorteil sein kann. Die Skala des einstellbaren,

kalibrierten Widerstandes kann auch mit ertastbaren Zeichen verstehen werden, so daß auf diese Weise Meßgeräte, die von Blinden ablesbar sind, einfacher hergestellt werden können.

> In der Anwendung des Gerätes für Durchgangsprüfungen kann zudem ein schnell überprüfbarer Bezug des vorliegenden Durehgangswiderstandes zu einem bestimmten Höchst- oder MinJestwert hergestellt werden, wodurch besonders Serienprüfungen sehr beschleunigt κι und erleichtert werden.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel eines elektrischen Prüfgerätes mit akustischer, quantitativer Analoganzeige für Widerstand und Spannung besieht aus dem elektronischen Oszillator, gebildet aus den Transistoren (I₁ 2), den Kondensatoren (3,9) und den Widerständen (4,5); der Gleichstromquel Ie (Batterie) (17); dem elektroakustischen Wandler

to (Lautsprecher) (6) mit dem Resonanzkreis aus Spule (7) und Kondensator (8); dem Meßbereichsumschalter (12, 13) und der Vergleichseinrichtung, gebildet aus dem Umschalter (10), dem mit ihm verbundenen Ausschalter (11) und dem einstellbaren, kalibrierten Ausschalter (11) und dem einstellbaren, kalibrierten Widerstand (14). Der zu prüfende Widerstand bzw. die Spannung wird an die Prüfpole (15,16) angeschlossen.

In der dargestellten Stellung der Schaltkontakte schwingt der Oszillator, indem der Kondensator (3) über die Widerstände (5, 6) so lange geladen wird, bis in dem Transistor (1) der Basisstrom zu fließen beginnt. Dieser hat zur Folge, daß die Kollektor-Emitter-Sirecke leitend wird und ein Basistrom im Transistor (2) fließen kann, der wiederum dessen Emitter-Kollektor-Strecke leitend werden läßt, was einen Strom durch den elektroakustischen Wandler (6) zur Folge hat. Damit wird aber durch die gestiegene Spannung an (6) die Entladung des Kondensators (3) beendet und der Basisstrom im Transistor (1) unterdrückt; die Kollektor-Emitter-Strekkc wird nichtleitend und unterbricht dadurch den Basistrom des Transistors (2), dessen Emitter-Kollektor-Strecke ebenfalls nichtleitend wird, den Strom durch (6) unterbricht und der obere Belag des Kondensators (3) wieder auf das Emilterpotential des Transistors (1) gelangt und somit das Spiel von neuem beginnt. Der Kondensator (9) verlängert die Öffnungsdauer des Transistors (2), hat jedoch keinen wesentlichen Einfluß auf die Frequenz, da er nur bei der Entladung des Kondensators (3) wirksam ist. Für die Aufladezeit des Kondensators (3) und damit für die Frequenz der entstehenden Sägezahnschwingung sind die Widerstände (4, 5) bestimmend, wobei der Widerstand (4) einen Mindestwert haben muß, der von den Eigenschaften des Transistors (1) abhängt. Er bestimmt also die höchste

S5 Frequenz, die der Oszillator erzeugt, wenn kein weiterer Widerstand und keine zusätzliche Spannung zwischen seinem unteren Ende und dem Pluspol der Stromquelle (17) liegt.

In der gezeichneten Stellung der Schalter (U, 12) wird

no ein zu prüfender Widerstand, der an die Prüfpole (15,16) angeschlossen ist, dem Widerstand (5) parallelgeschaltet. Der durch den Widerstand (5) bedingte Grund- und Dauerton wird durch die Parallelschaltung also höher. Er erreicht die höchste Frequenz beim Kurzschluß des

(15 Widerstandes (5).

Wird hingegen in der gezeichneten Stellung der Schalter (11, 12) eine Gleichspannung an die Prüfpole (15,16) gelegt, so hängt die Tonhöhe (in einem Bereich,

der niedriger als die Spannung der Stromquelle (17) ist), sowohl von der Höhe der Spannungs als auch von der Polung ab.

Aus diesem Verhalten ergibt sich die Möglichkeit, Logikpcgcl zu prüfen.

Wenn bei den vorstehend beschriebenen Prüfungen der Umschalter (10) und der Schaltkontakt (11) betätigt werden, so wird der einstellbare, kalibrierte Widerstand (14) in den frequenzbcslimmendcn Ladestromkreis für den Kondensator (3) geschaltet und der Stromkreis zum Prüfpol (16) geöffnet. Mit dem Widerstand (14) kann jetzt die Tonhöhe eingestellt werden. Durch wiederholtes Betätigen des Umschalters (10, 11) während der Einstellung können die Tonhöhen verglichen werden, bis der Eindruck entsteht, daß sowohl bei betätigtem als auch bei unbeläligtcm Umschalter der Ton gleich hoch ist. Ein mit dem Einstellorgan des Widerstandes (14) verbundener Zeiger weist dann auf einen Skalenwert, der die Höhe des an den Prüfpolen liegenden Widerstandes oder der Spannung angibt. Da in den vorstehend beschriebenen Fällen vorausgesetzt war, daß sich die Schalter (12, 13) in der gezeichneten Stellung befinden, ist der durch die Einstellung am Widerstand (14) abgegriffene Teilwert nicht maßiden-

tisch mit dem Wen des Widerstandes im Prüfstromkreis zwischen den Prüfpolen (15,16) und kann es natürlich im Falle der Spannungsprüfung ohnehin nicht sein.

Wird nun der Meßbereichumschallcr (12, 13) in die der Zeichnung entgegengesetzte Stellung gebracht, so wird bei einer Prüfung der zu prüfende Widerstand, der zwischen den Prüf polen (15, !6) liegt, in Reihe zu den Widerständen (4,5) geschaltet. Wird in diesem Falle der Umschalter (10) betätigt, so wird der zu prüfende Widerstand durch den öffnenden Kontakt des Umschalters (10) abgeschaltet und durch den schließenden Kontakt der einstellbare, kalibrierte Widerstand (14) an Stelle des zu prüfenden Widerstandes in den Stromkreis gelegt. Durch wiederholtes Betätigen des Umschalters (10) und Verstellen des Widerstandes (14) kann Tongleichheit hergestellt werden.

Der am einstellbaren, kalibrierten Widerstand (14) bei Tonglciehheit abgegriffene Widerstandswert ist gleich dem zu prüfenden Widerstand zwischen den Prüfpolen (15, 16). Für diesen Fall müßte also die Skala unter dem Zeiger am Einstellglied des Widerstandes (14) in Übereinstimmung mit den jeweils abgegriffenen Teilwerten des Widerstandes sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrisches Prüfgerät mit akustischer, quantitativer Analoganzeige für Widerstand und Spannung, das einen elektronischen Oszillator enthält, der von einer Batterie gespeist wird, dessen Frequenz durch einen Kondensator (3) und den mit ihm in Reihenschaltung liegenden Widerständen (4, 5), sowie dem zu prüfenden Widerstand, der über die Prüfpole (15, 16) angeschlossen sein muß, bestimmt wird, indem der Kondensator über diese Widerslände periodisch geladen und über die Basis-Emitter-Strecke des Transistors (1) entladen wird und ein /weiter Transistor (2) von den Entladeimpulsen gcbleuert wird, die in dem Kondensator (9) gespeichert wurden und dessen Entladung über die Basis-Kollektor-Strecke des Transistors (2) einen Stromfluß durch dessen Emitter-Kollektor-Strecke ermöglicht und damit einen Stromfluß durch den elektroakustischen Wandler (6) hervorruft, der infolge des periodischem Vorganges einen Ton abstrahlt, und daß mit dem Umschalter (12, 13) zwei Meßbereiche gebildet werden, indem in einem Meßbereich der über die Prüfpole (15, 16) anzuschließende Widerstand parallel zu einem der Widerstände (5) liegt, über die der Kondensator (3) geladen wird und im anderen Meßbereich der über die Prüfpole (15, 16) anzuschließende Widerstand in Reihe mit den Widerständen (4, 5) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem letztgenannten Meßbereich ein weiterer Umschalter (10, 11) vorgesehen ist, bei dessen Betätigung der über die Prüfpole (15, 16) angeschlossene zu prüfende Widerstand abgeschaltet wild und der einstellbare, kalibrierte Widerstand (14) in den frequenzbestimmenden Stromkreis eingeschaltet wird und ihn schließt.

2. Elektrisches Prüfgerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Meßbereich, der wirksam wird, wenn der zu prüfende Widerstand parallel zum Widerstand (5) geschaltet ist, neben dem weiteren Umschalter (10) ein mechanisch mit ihm gekoppelter Schalter (11) vorhanden ist und daß dieser Schalter bei Betätigung des weiteren Umschalters (10) den Stromkreis des an (15, 16) angeschlossenen zu prüfenden Widerstandes unterbricht, wobei dann durch den weiteren Umschalter (10) der kalibrierte (d. h. mit einer Skala versehene) einstellbare Widerstand (14) in den Speisestromkreis des frequenzbestimmenden Teils des Oszillators geschaltet wird und dadurch eine Kurzschlußverbindung über den Umschalter (13) ersetzt wird, so daß die Größe des an (14) eingestellten Widerstandswertes Einfluß auf die Frequenz des Oszillators hat.

3. Elektrisches Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn der Meßbereich eingeschaltet ist, in dem die Prüfpole (15, 16) an beiden Enden des Widerstandes (5) angeschlossen sind, die Höhe der erzeugten Tonfrequenz von der Höhe einer Gleichspannung abhängig ist, die über die Prüfpole (15, 16) an den Widerstand (5) angeschaltet wird und bei Betätigung des weiteren Umschalters (10) sowie öffnen des Schaltkontaktes (11) der einstellbare kalibrierte Widerstand (14) in den frequenzbestimmeinden Stromkreis geschaltet wird und die Einstellskala mit Spannungswerten bezeichnet ist, die an den Prüfpolen (15, 16) anliegend, die gleichen Tonlrequenzen zur Folge haben.

4. Elektrisches Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektroakustische Wandler (6) in einem Schwingkreis aus Kondensator (8) und Spule (7) geschaltet ist, durch den im Resonanzfall eine bestimmte Tonfrequenz in der Lautstärke vor anderen Tonfrequenzen hervorgehoben wird.