DE2060884A1 - Pruefeinrichtung zum Anzeigen der Richtung bzw.der Phasenlage von elektrischen Potentialen - Google Patents

Description

• Prüfeinrichtung zum Anzeigen der Richtung bzw. der Phasenlage von elektrischen Potentialen Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfeinrichtung zum Anzeigen der Richtung bzw. der Phasenlage von elektrischen Potentialen gegenüber einem vorgegebenen Bezugspotential, insbesondere für ein periodisch zwischen zwei Potentialen wechselndes Bezugspotential in Schaltwerkenmit valenten und antivalenten Schaltvariablen in Form des Bezugspotentials, deren Werte sich durch einen Phasenunterschied von 1800 unterscheiden.
• Seit vielen Jahren gibt es auf dem Markt billige und robuste Spannungsprüfer, die im wesentlichen eine Glimmlampe enthalten. Derartige Spannungsprüfer haben sich für orientierende Messungen weitgehend durchgesetzt und eignen sich für Gleich- bzw. Wechselspannung. Leider versagen diese Spannungsprüfer dann, wenn die Potentialdifferenz zwischen zwei elektrischen Leitern so gering ist, daß die Glimmlampe nicht zünden kann.
• Bei modernen Anlagen der Datenverarbeitung sowie bei Bausteinen der verschiedensten Techniken zur Realisierung von elektronischen Schaltwerken, insbesondere solchen, die mit valenten und antivalenten Schaltvariablen arbeiten, die durch Rechteckspannungen gegeben sind, deren Werte sich durch einen Phasenunterschied von 1800 unterscheiden, besteht vielfach der Wunsch, durch eine orientierende MEssung festzustellen, was für ein elektrisches Potential auf einer elektrischen Leitung gegenüber einem vorgegebenen Bezugspotential vornanden ist. In derartigen Anlagen bzw.
• bei den genannten Bausteinen ist die Potentialdifferenz durchweg relativ gering, so daß Prüfeinrichtungen mit Glimmanzeigeröhren nicht eingesetzt werden können. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Prüfeinrichtung anzugeben, die es gestattet, in einem vorgegebenen Potentialdifferenzbereich unter Zuhilfenahme eines vorgegebenen Bezugspotentials die Richtung bzw. die Phasenlage von elektrischen Potentialen festzustellen. Ferner soll die Prüfeinrichtung in der äußeren Form ein leicht zu handhabendes Gerät bilden.
• Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch die Verwendung von zwei antiparallel geschalteten Leuchtdioden mit vorgeschaltetem Strombegrenzungswiderstand. Eine derartige Prüfschaltung hat den Vorteil, daß sie sich mit handelsüblichen Leuchtdioden sehr klein aufbauen und durch die jeweilige Bemessung des Strombegrenzungswiderstandes leicht für einen bzw. einen anderen Potentialdifferenzbereich dimensionieren läßt. Die beiden Leuchtdioden können in mindestens einer Öffnung eines griffelförmigen Gehäuses geschützt angeordnet werden, das gleichzeitig den Strombegrenzungswiderstand enthält und an einer Stirnseite eine Metallspitze trägt. Das griffelförmige Gehäuse kann zur Aufnahme der beiden Leuchtdioden je eine gesonderte Bohrung aufweisen, in die jeweils eine der Leuchtdioden eingesetzt wird. Es ist aber auch möglich, die Bohrungen lediglich als Lichtaustrittsöffnung für die beiden Leuchtdioden vorzusehen, wobei die letztgenannten in einem anderen Hohlraum des griffelförmigen Gehäuses angeordnet sind. Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Prüfeinrichtung sieht vor, daß das griffelförmige Gehäuse eine längliche Öffnung aufweist, die durch ein lichtdurchlässiges Material abgedeckt ist, hinter dem die beiden Leuchtdioden geschützt mit ihrer Lichtaustrittsseite nach außen weisend hintereinander angeordnet sind. Während zum Abtasten des einen Potentials die in das griff elförmige Gehäuse eingelassene Metallspitze dient, Kann für das andere Potential am anderen Ende des griffelförmigen Gehäuses ein Teil einer elektrischen Steckverbindung vorgesehen werden zur Aufnahme des entsprechenden anderen Teiles mit einer Prüfleitung.
• MinAusführungsbeispiel der Erfindung wird nrchstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Piguren zeigen im einzelnen: Fig. 1 die Prüfeinrichtung mit einem griffelförmigen Gehäuse und Fig. 2 bis 5 die unterscheidbaren Anzeigenmöglichkeiten verschiedener Betriebsfälle.
• Die Prüfeinrichtung nach Fig. 1 besteht aus einem griffelförmigen Gehäuse 1, an dessen einer Stirnseite 11 eine Metallspitze 2 eingesetzt ist. Die Wand des griffeilörmigen Gehäuses hat einen Durcnbrucn 3, durch den die Lichtaustrittsseite von zwei ijeuchtdioden 4 und 5 von außen zu sehen ist.
• Die beiden Leuchtdioden 4 und 5 sind antiparallel geschaltet und einerseits über den Strombegrenzungswiderstand b mit der Metallspitze 2 sowie andererseits mit einer aus dem griffelförmigen Gehäuse herausgeführten Prüfleitung I verbunden.
• Je nachdem, welcne Richtung bzw. Phasenlage zwischen zwei zugeführten Potentialen liegt, leuchtet keine der beiden Leuchtdioden, nur die eine bzw. die andere oder sogar beide.
• Die vier möglichen Betriebsfälle werden nun näher beschrieben.
• In allen vier Fällen wird angenommen, daß die Prüfleitung l der Prüfeinrichtung auf einem Bezugspotential liegt, dessen zeitlicher Verlauf durch die Kurven 8 (Fig. 2 bis 5) dargestellt ist. Beim ersten Betriebsfall (Fig. 2) liegt an der Metallspitze 2 ein elektrisches Potential, dessen zeitlicher Verlauf die Kurve 81 darstellt. Bei allen dargestellten Potentialverläufen gibt die strichlierte Linie jeweils Nullpotential an. Aus demVerlaut der Kurven 8 und 81 ist zu ersehen, daß die beiden der Prüfeinrichtung zugeführten Potentiale gegenphasig, also um 1800 phasenverschoben sind. Während der Halbperioden 40 liegt die Prüfleitung 1 auf positivem Potential, während die Metallspitze 2 Nullpotential führt. Bei diesen Halbperioden fließt daher über die Leuchtdiode 4 Strom, so da3 diese leuchtet. Während der Halbperioden 50 kehren sich die Verhältnisse um, so da die Leuchtdiode 5 eingeschaltet ist.
• Da die für datenverarbeitende Anlagen vorgesehenen Folgefrequenzen von Rechteckspannungen relativ noch sind, kann das Auge eines Betrachters der beiden Leuchtdioden dem beschriebenen Leuchtwechsel nicht folgen, so daß bei dem angenommenen Betriebsfall beide Leuchtdioden 4 und 5 ständig zu leuchten scheinen.
• Beim Beispiel nach Fig. 3 zeigt die Kurve 82 einen Potentialverlauf, der mit dem Verlauf des Bezugspotentials in der Amplitude- und Phasenlage übereinstimmt. Die Spannung, also die Potentialdifferenz zwischen dem Bezugspotential und dem auf Richtung bzw. Phasenlage zu prüfenden Potential, ist zu jedem Zeitpunkt gleich Null, so daß keine der beiden Leuchtdioden 4 und 5 leuchtet.
• Beim Beispiel nach Fig. 4 ist angenommen, daS das der Metallspitze 2 zugeführte zu prüfende Potential identisch ist mit dem durch die gestrichelten Linien angedeuteten Nullpotential. Beim Vergleich der Kurven 8 und 83 ist zu erkennen, daß jeweils bei den Halbperioden 40 die Potentialdifferenz ungleich Null und die Leuchtdiode 4 eingeschaltet ist.
• Beim letzten der unterscheidbar durch die Leuchtdioden anzeigbaren Betriebsfall ist in Fig. 5 angenommen, daß das der Metallspitze 2 zugeführte zu prüfende Potential gegenüber dem Nullpotential positiv ist. Die Lage zum Nullpotential ist durch die Gerade 84 angedeutet. Da während der Halbperioden40 die Differenz zwischen dem Bezugspoten- tial vom Betrage und von der Richtung ner übereinstimmen, bildet sich während dieser Halbperioden für die Prüfeinrichtung keine Spannung aus. Während der anderen Halbperioden 50 ist die Potentialdifferenz ungleich Null, und die an der Prüfeinrichtung anliegende Spannung hat eine Richtung, bei der die Leuchtdiode 5 vom Strom durchflossen ist, so daß für das Auge eines Betrachters diese Leuchtdiode ständig zu leuchten scheint.
• Zusammenfassend zu den Beispielen nach Fig. 2 bis 5 kann gesagt werden, daß es mit Hilfe der Prüfeinrichtung möglich ist, an Hand des Leuchtverhaltens der beiden vorgesehenen Leuchtdioden vier verschiedene Aussagen über die Richtung bzw. die Phasenlage eines elektrischen Potentials gegenüber einem vorgegebenen rechtecKförmigen Bezugspotential zu machen. Diese Aussagen können in zwei Gruppen aufgeteilt werden. In die erste Gruppe gehören Potentiale, welche dieselbe Charakteristik wie das Bezugspotential aufweisen mit bzw. ohne einen Phasenunterschied von 1800 In die zweite Gruppe gehören Gleichpotentiale, die einerseits mit dem vorgegebenen Nullpotential übereinstimmen bzw.
• gegenüber diesem negativ sind und andererseits gegenüber dem Nullpotential positive Potentiale. Das vorgegebene Bezugspotential kann für alle vier voneinander unterscheidbare Fälle entweder wie bei den Beispielen ein rechteckförmiges Signal sein, das zwischen dem vorgegebenen Nullpotential und positiven Werten oder auch zwischen dem Nullpotential und negativen Werten wechselt.
• In der praktischen Ausführung kann die Prüfeinrichtung in ein bleistiftähnliches Gehäuse aus elektrisch nicht leitendem Material eingebaut werden. Das eine wende des so entstehenden Prttfstiftes kann zum Zuführen des Bezugspotentials mit einer Telefonbuense versehen werden. Bei Verwendung von handelsüblichen GaAsP-Diqdenmit einem Strombegrenzungswiderstand von ca. 1 k0hm kann die maximale Potentialdifferenz im Dauerbetrieb 12 V und bei kurzen Prüfzeiten maximal 40 V betragen.
• 4 Ansprüche 5 Figuren

Claims (4)

1. Patentansprüche: Prüfeinrichtung zum Anzeigen der Richtung bzw. der Phasenlage von elektrischen Potentialen gegenüber einem vorgegebenen Bezugspotential, insbesondere für ein periodisch zwischen zwei Potentialen wechselnles Bezugspotential in Schaltwerken mit valenten und antivålenten Schaltvariablen in Form des Bezugspotentials, deren Werte sich durch einen Phasenunterschied von 1800 unterscheiden, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Verwendung von zwei antiparallel geschalteten Leuchtdioden (4, 5) mit vorgeschaltetem Strombegrenzungswiderstand (6).
2. 2. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t, daß die beiden Leuchtdioden (4, 5) in mindestens einer Öffnung (3) eines griffelförmigen Gehäuses (1) geschützt angeordnet sind, das gleichzeitig den Strombegrenzungswiderstand (6) enthält und an einer Stirnseite (11) eine Metallspitze (2) trägt.
3. 3. Prüfeinrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c fl g e k e n n z e i c h n e t, da3 das griffelförmige Gehäuse (1) eine längliche Öffnung (3) aufweist, die durch ein lichtdurchlässiges Material abgedeckt ist, hinter dem die beiden Leuchtdioden (4, 5) geschützt mit ihrer Lichtaustrittsseite nach audenEweisend hintereinande angeordnet sind.
4. 4. Prüfeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das griffelförmige Gehäuse (1) an einem Sunde einen Teil einer elektrischen Steckverbindung trägt zur Aufnahme des entsprechenden anderen Teiles mit einer Prüfleitung. L e e r s e i t e