<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Mehrfachmessgerät für zumindest einen Spannungsmessbereich und einen oder mehrere Widerstands-Messbereiche, welches durch seine besondere Ausbildung gegen Zer- störung durch ungewolltes Anliegen der Netzspannung oder einer sonstigen äusseren Spannung, die grösser ist als die Spannung der in das Gerät eingebauten Stromquelle für die Widerstandsmessung, an den Buch- sen des Gerätes bei Widerstandsmessungen gesichert ist.
Eine für diesen Zweck vorgesehene Sicherungseinrichtung müsste nach überschlagsmässiger Betrach- tung so ausgelegt werden, dass sie auch im Bereiche für die höchsten Widerstandswerte (= kleinste Mess- ströme) noch sicher auslöst. Bei einer solchen Dimensionierung würde aber die Sicherungseinrichtung bei Messungen mit dem Bereich für die geringsten Widerstandswerte (= hohe Messströme) schon vom Messstrom selbst ausgelöst werden. Dies bedeutet, dass für jeden Widerstandsmessbereich eine eigene Sicherung vor- gesehen werden müsste.
Eine weitere Schwierigkeit entsteht in kombinierten H-V-Metern, welche für schwache Ströme abgesichert sein müssen, wo aber die Widerstandstoleranz der Sicherung in die Messgenauigkeit eingeht. Sichert man derartige Geräte z. B. mit einer Schmelzsicherung mit niedrigem Abschaltstrom, welche naturgemäss einen höheren Widerstand hat, ab, so muss bei jeder Auswechselung der Sicherung gleich- zeitig der Innenwiderstand nachjustiert werden.
Die Verwendung von Relais zur Absicherung der Messwerke macht es einerseits notwendig, sehr emp- findliche und daher teure Relais vorzusehen und hat anderseits denselben Nachteil wie schon erläutert, nämlich dass der Messstrom der Messbereiche für geringe Widerstände dieses Relais bereits auslösen kann. Ausserdem ist die Eigenschaft der Kupferwicklung des Relais, eine starke Temperaturabhängigkeit ihres Widerstandes zu haben, unerwünscht.
Um bei den eingangs erwähnten Geräten mehrere Bereiche mit einer einzigen Sicherung absichern sowie um hochohmig, empfindliche Sicherungen durch niederohmig und daher ohne weiteres austauschbare Sicherungen ersetzen zu können, wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, parallel zu einem oder mehreren der Bereichswiderstände je einen spannungsabhängigen Widerstand zu schalten und eine mit dieser Parallelschaltung in Serie liegende, an sich bekannte Schmelzsicherung in niederohmiger Ausführung vorzusehen, die beim Anlegen einer äusseren Spannung, z. B. der Netzspannung an die Gerätebüchsen von jenem Strom, der infolge der hiebei eingetretenen Verringerung der Grösse des dem jeweils eingeschalteten Widerstandsmessbereich zugeordneten an sich bekannten spannungsabhängigen Widerstandes fliesst, zum Ansprechen gebracht wird.
Weitere Merkmale der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert, welche die Schaltbilder zweier Ausführungsformen erfindungsgemässer Geräte darstellt, u. zw. in Fig. l das Schaltbild eines Gerätes mit zwei Widerstands- und einem Spannungsmessbereich und in Fig. 2 jen 'eines Gerätes mit einem Spannungs- und einem Widerstandsmessbereich.
Das erste Gerät, dessen Schaltung in Fig. 1 gezeigt ist, besitzt einen Ohm-Messbereich, einen Kilo- Ohm-Messbereich und einen Messbereich für Spannungen. Die Umschaltung von dem ansonsten eingeschal-
<Desc/Clms Page number 2>
teten Spannungsmessbereich auf einen der beiden Widerstands-Messbereiche erfolgt durch Drücken jeweils einer dem gewünschten Widerstands-Messbereich entsprechenden Taste.
Zwischen den beiden Geräteklemmen oder Gerätebuchsen l, 2 ist nach der unmittelbar mit der Klem- me 2 verbundenen Sicherung 3 der das Messwerk 4 enthaltende Messkreis angeordnet. Dieser umfasst ausser dem Messwerk 4 selbst die zwei Widerstände 5, 6, welche zur Eingrenzung des Messwerkstromes dienen, den Vorwiderstand für die Spannungsmessung 7, die Diode 8 zur Gleichrichtung des über das Messwerk fliessenden Stromes zur Messung von Wechselspannungen und gegebenenfalls auch zur Verzerrung der Skala des Messwerkes, und den Regelwiderstand 9, welcher nur bei Widerstandsmessungen eingeschaltet ist und zur Nullpunkteinstellung dient.
Die Spannung für die Widerstandsmessungen liefert die Batterie 10. Für jeden Widerstandsbereich ist ein Spannungsteiler, bestehend aus Widerständen 11 und 13 bzw. 12 und 14 vorgesehen, wobei der Span- nungsteiler des Ohmbereiches wesentlich niederohmiger (z. B, 100 Q) als der des kQ-Bereiches (z. B. 10 M) ist.
Diese Spannungsteiler werden mittels Kontakten 15, 16, 17 bzw. 19, 20, 21 die mit federbelasteten
Drucktasten 18'bzw. 22 verbunden sind, bei Widerstandsmessungen mit der Batterie und mit dem Messkreis verbunden. Parallel zum Widerstand 14 ist ein spannungsabhängiger Widerstand 23 geschaltet.
Die Wirkungsweise dieses Gerätes ist wie folgt : Ist keine der beiden Tasten gedrückt, funktioniert der
Messkreis als Spannungsmesser. Der Strom, der hiebei über die Sicherung fliesst, ist im wesentlichen von dem Widerstand 7 begrenzt und daher sehr klein.
Zur Messung eines niedrigen Widerstandes ist die Taste 18 zu drücken. Dadurch werden die Kontakte
15, 16, 17 geschlossen. Es fliesst ein Strom von der Batterie über die Widerstände 11 und 13, welcher am
Widerstand 13 einen Spannungsabfall erzeugt. Dieser wird vom Messkreis angezeigt und der Zeiger mit
Hilfe des Potentiometers 9 auf Endausschlag geregelt (-n). Der an die Klemmen angeschlossene unbe- kannte Widerstand vermindert die Spannung am Widerstand 13 und verursacht dadurch einen Zeigerrück- gang. Der Wert des unbekannten Widerstandes ist dann auf der Skala ablesbar.
Liegt ungewollter Weise an den Buchsen 1, 2 eine höhere Spannung, etwa Netzspannung, so ist die Grösse des Stromes im wesent- lichen durch den Widerstand 13 begrenzt und reicht aus, um die Sicherungseinrichtung-im vorliegenden Falle die-Sicherung 3-zum Ansprechen (Durchschmelzen) zu bringen, so dass eine Beschädigung des Mess- werkes nicht eintreten kann.
Bei der Einschaltung des Bereiches für höhere Widerstände, was durch Drücken der Taste 22 erfolgt, ist im Falle des Anliegens einer höheren Spannung, etwa Netzspannung, an den Buchsen 1, 2 der Begren- zungswiderstand 14 für die Grösse des über die Sicherung fliessenden Stromes massgebend. Da der Begrenzungswiderstand aber im Hinblick auf den (Hochohm-) Messbereich einen hohen Wert aufweisen muss, wäre der Strom an sich zu gering, um die Sicherungseinrichtung zum Ansprechen zu bringen, hoch genug aber, um das Messwerk zu zerstören. Derspannungsabhängige Widerstand 23, welcher parallel zum Begrenzungswiderstand 14 liegt, schafft hier jedoch die erforderliche Abhilfe.
Solange nur die sehr geringe Messspannung der Batterie vorhanden ist, beeinflusst dieser spannungsabhängige Widerstand die Grösse des durch die Parallelschaltung der Widerstände 14 und 23 gegebenen Widerstandswertes nicht oder nur geringfügig.
Liegt aber eine hohe Spannung an den Buchsen 1 und 2, so erniedrigt der Widerstand 23 seinen Wert erheblich, so dass ein Strom hinreichender Stärke über ihn und damit die Sicherungseinrichtung fliesst, wodurch auch in diesem Falle-Netzspannung an den Buchsen bei eingeschaltetem Hochohm-Messbereich - die Sicherungseinrichtung anspricht.
Das zweite Gerät, dessen Schaltung in Fig. 2 angegeben ist, besitzt einen Q-Bereich und einen V-Bereich. Die Umschaltung erfolgt wie beim ersten Gerät mittels eines Tasters 30, welcher im ungedrückten Zustand auf Spannungsmessung steht. Der Strom fliesst in diesem Fall über die Sicherung 3, die Kontakte 32, 33, den Vorwiderstand 35, die Diode 8 und das Messwerk 4, wobei der Diode und dem Messwerk noch ein Widerstand 36 parallel liegt, und ist relativ klein.
Bei Widerstandsmessungen wird der Taster 30 gedrückt und verbindet die Kontakte 32 und 34 sowie 37, 38.
Der der Batterie 10 entnommene Strom fliesst durch den Vorwiderstand 39, den Einstellwiderstand 40 bzw. die Diode 8 und das Messwerk 4 an die Buchse 1, von dort über den unbekannten Widerstand zur Buchse 2 und über die Sicherung 3 zur Batterie 10 zurück. Der spannungsabhängige Widerstand 23 ist dabei sehr hochohmig ; über ihn fliesst praktisch kein Strom.
Die Sicherung 3 ist in dieser Schaltungen Teil des Innenwiderstandes und geht dadurch in das Messergebnis ein. (Übliche Widerstandstoleranzen der Schmelzsicherungen sind etwa : 50'%)). Bei ungewoll- tem Anlegen einer grossen Spannung, z. B. Netzspannung, an die Buchsen 1, 2 wird der spannungsabhän-
<Desc/Clms Page number 3>
gige Widerstand 23 sehr niederohmig ; es fliesst ein grosser Strom über ihn, die Batterie und die Sicherung. Diese spricht an. Die Sicherung kann sehr niederohmig. gewählt werden, so dass ihre Widerstandstoleranz gegenüber dem Widerstand 39 vernachlässigbar ist.
Die Erfindung ist keineswegs an die gezeigten Ausführungsbeispiele gebunden. Die Umschaltung des Gerätes kann mittels beliebiger Schalter an Stelle der Taster erfolgen. Anstatt der Schmelzsicherung kann jede beliebige Sicherungseinrichtung, etwa ein empfindliches Relais, ein Thermoschalter u. dgl., Anwendung finden. Die Batterie kann durch jede andere Stromquelle, auch durch eine Wechselstromquelle, ersetzt werden. Natürlich können beliebig viele Widerstands-oder Spannungsmessbereiche vorgesehen werden.
<Desc / Clms Page number 1>
EMI1.1
The invention relates to an electrical multiple measuring device for at least one voltage measuring range and one or more resistance measuring ranges, which, due to its special design, protects against destruction by unintentional application of the mains voltage or any other external voltage that is greater than the voltage of the power source built into the device for resistance measurement, is secured to the sockets of the device for resistance measurements.
A safety device provided for this purpose would have to be designed according to a rough estimate that it is still reliably triggered in the area for the highest resistance values (= smallest measuring currents). With such a dimensioning, however, the safety device would be triggered by the measuring current itself during measurements with the range for the lowest resistance values (= high measuring currents). This means that a separate fuse would have to be provided for each resistance measuring range.
A further difficulty arises in combined H-V meters, which have to be protected for weak currents, but where the resistance tolerance of the fuse is included in the measurement accuracy. If you secure such devices z. If, for example, a fuse with a low cut-off current is used, which naturally has a higher resistance, the internal resistance must be readjusted at the same time when the fuse is replaced.
The use of relays to protect the measuring units makes it necessary on the one hand to provide very sensitive and therefore expensive relays and on the other hand has the same disadvantage as already explained, namely that the measuring current of the measuring ranges can trigger this relay for low resistances. In addition, the property of the copper winding of the relay to have a strong temperature dependence of its resistance is undesirable.
In order to secure several areas with a single fuse in the devices mentioned above and to be able to replace high-resistance, sensitive fuses with low-resistance and therefore easily replaceable fuses, it is proposed according to the invention to connect a voltage-dependent resistor in parallel to one or more of the range resistors and to provide a fuse in series with this parallel connection, known per se, in a low-resistance design, which when an external voltage is applied, e.g. B. the mains voltage to the device sockets is caused to respond by the current that flows as a result of the reduction in the size of the voltage-dependent resistance associated with the respective switched-on resistance measuring range.
Further features of the invention are explained below with reference to the drawing, which shows the circuit diagrams of two embodiments of devices according to the invention, u. Between FIG. 1 the circuit diagram of a device with two resistance and one voltage measuring range and in FIG. 2 that of a device with one voltage and one resistance measuring range.
The first device, the circuit of which is shown in FIG. 1, has an ohm measuring range, a kilo ohm measuring range and a measuring range for voltages. Switching from the otherwise switched on
<Desc / Clms Page number 2>
The voltage measuring range on one of the two resistance measuring ranges is carried out by pressing a key corresponding to the desired resistance measuring range.
Between the two device terminals or device sockets 1, 2, after the fuse 3 connected directly to the terminal 2, the measuring circuit containing the measuring mechanism 4 is arranged. In addition to the measuring mechanism 4 itself, this includes the two resistors 5, 6, which serve to limit the measuring mechanism current, the series resistor for voltage measurement 7, and the diode 8 for rectifying the current flowing through the measuring mechanism for measuring AC voltages and, if necessary, also for distorting the scale of the measuring mechanism, and the rheostat 9, which is only switched on for resistance measurements and is used for setting the zero point.
The voltage for the resistance measurements is supplied by the battery 10. A voltage divider consisting of resistors 11 and 13 or 12 and 14 is provided for each resistance range, the voltage divider of the ohm range being significantly lower (e.g. 100 Ω) than that of the kQ range (e.g. 10 M).
These voltage dividers are spring-loaded by means of contacts 15, 16, 17 or 19, 20, 21
Pushbuttons 18 'or 22 are connected, with resistance measurements connected to the battery and to the measuring circuit. A voltage-dependent resistor 23 is connected in parallel with the resistor 14.
This device works as follows: If neither of the two buttons is pressed, the will work
Measuring circuit as a voltmeter. The current that flows through the fuse is essentially limited by the resistor 7 and is therefore very small.
To measure a low resistance, press key 18. This will make the contacts
15, 16, 17 closed. A current flows from the battery via resistors 11 and 13, which is on
Resistor 13 creates a voltage drop. This is indicated by the measuring circle and the pointer with
Using the potentiometer 9, regulated to full deflection (-n). The unknown resistor connected to the terminals reduces the voltage at resistor 13 and thereby causes a pointer decline. The value of the unknown resistance can then be read off the scale.
If a higher voltage, for example mains voltage, is inadvertently present at the sockets 1, 2, the magnitude of the current is essentially limited by the resistor 13 and is sufficient for the safety device - in the present case the fuse 3 - to respond ( Melting) so that the measuring mechanism cannot be damaged.
When activating the area for higher resistances, which is done by pressing button 22, the limiting resistor 14 is decisive for the magnitude of the current flowing through the fuse if a higher voltage, such as mains voltage, is applied to sockets 1, 2 . Since the limiting resistance has to have a high value with regard to the (high-resistance) measuring range, the current itself would be too low to make the safety device respond, but high enough to destroy the measuring mechanism. The voltage-dependent resistor 23, which lies parallel to the limiting resistor 14, provides the necessary remedy here.
As long as only the very low measuring voltage of the battery is present, this voltage-dependent resistance does not influence the size of the resistance value given by the parallel connection of the resistors 14 and 23, or only slightly.
If, however, there is a high voltage at sockets 1 and 2, resistor 23 lowers its value considerably, so that a current of sufficient strength flows through it and thus the safety device, which in this case also results in mains voltage at the sockets when the high-ohm measuring range is switched on - the protection scheme responds.
The second device, the circuit of which is shown in FIG. 2, has a Q range and a V range. As with the first device, the switchover takes place by means of a button 30 which, when not pressed, is set to voltage measurement. In this case, the current flows via the fuse 3, the contacts 32, 33, the series resistor 35, the diode 8 and the measuring mechanism 4, with a resistor 36 also lying parallel to the diode and the measuring mechanism, and is relatively small.
When measuring resistance, the button 30 is pressed and connects the contacts 32 and 34 as well as 37, 38.
The current drawn from the battery 10 flows through the series resistor 39, the setting resistor 40 or the diode 8 and the measuring mechanism 4 to the socket 1, from there via the unknown resistor to the socket 2 and via the fuse 3 to the battery 10. The voltage-dependent resistor 23 is very high resistance; Practically no electricity flows through it.
The fuse 3 is part of the internal resistance in these circuits and is therefore included in the measurement result. (Usual resistance tolerances of the fuses are about: 50%)). If a large voltage is accidentally applied, e.g. B. mains voltage, the voltage-dependent
<Desc / Clms Page number 3>
gige resistor 23 very low resistance; a large current flows through it, the battery and the fuse. This speaks to. The fuse can have a very low resistance. are chosen so that their resistance tolerance with respect to the resistor 39 is negligible.
The invention is in no way bound to the exemplary embodiments shown. The device can be switched using any switch in place of the buttons. Instead of the fuse, any safety device, such as a sensitive relay, thermal switch and the like can be used. Like., Application. The battery can be replaced by any other power source, including an AC power source. Of course, any number of resistance or voltage measuring ranges can be provided.