универсальный пробник

Формула изобретения

1. УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПРОБНИК, содержащий узел контроля наличия напряжения, резистивный делитель, один вывод которого соединен с первым щупом, соединенным через последовательно включенные переключатель с отрицательным выводом источника питания, положительный вывод которого соединен с вторым щупом, а также стабилитрон и усилитель постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности в работе, усилитель постоянного тока выполнен на двух транзисторах по схеме эмиттерного повторителя, причем база первого транзистора соединена со средним выводом резистивного делителя, а между базой первого транзистора и объединенными коллекторами первого и второго транзисторов, соединенных с отрицательной шиной источника питания, включен стабилитрон, эмиттер второго транзистора через светодиод и замкнутый контакт переключателя соединен с положительной шиной источника питания, а второй вывод резистивного делителя соединен с одним из выводов узла наличия напряжения, выполненного на двух встречно включенных светодиодах, другой вывод которого соединен с первым щупом.

2. Пробник по п.1, отличающийся тем, что второй щуп выполнен разъемным, подключение которого к пробнику осуществляется посредством резьбового соединения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в качестве переносного устройства для контроля работы различных электрических установок при пусконаладочных, монтажных и эксплуатационных работах в различных областях народного хозяйства.

Известен пробник универсальный ПУ-82 [1]. Пробник состоит из трех основных узлов: входного усилителя, генератора, управляемого напряжением, съемы индикации наличия напряжения.

Недостатком устройства является сложность его в изготовлении и ремонте, низкие функциональные возможности, использование дорогостоящих комплектующих, а именно трех микросхем.

Известен пробник типа УП-71 [2].

Схема пробника состоит из следующих основных элементов: усилителей постоянного тока, собранных на транзисторах, амплитудного ограничителя с выпрямителем и фильтром, состоящего из диодов, стабилитронов и конденсатора, ограничительного входного сопротивления, добавочного сопротивления, индикаторных лампочек.

Недостатком устройства являются низкие функциональные возможности, поскольку устройство не индицирует наличие напряжения в электрических цепях, заведомо находящихся под напряжением, и служит лишь для определения целостности электрической цепи. Устройство неэкономично, так как при его изготовлении использованы дорогостоящие комплектующие изделия. Кроме того, внутри прибора нарушается целостность электрической цепи в результате прикосновения скользящих контактов щупа, устанавливаемого в рабочее положение.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности работы устройства.

Для этого в универсальном пробнике, содержащем схему контроля наличия напряжения, схему индикации сопротивления, включающих резисторы, транзисторы, светоизлучающие элементы, стабилитрон, в цепь индикации сопротивления включен усилитель тока, выполненный на первом и втором транзисторах, по схеме эмиттерного повторителя, причем к базе первого транзистора подключена схема контроля наличия напряжения и между базой первого транзистора и коллекторами первого и второго транзисторов включен стабилитрон, а в эмиттерную цепь второго транзистора включен светоизлучающий элемент, последовательно к которому присоединен источник питания постоянного тока, второй вывод которого связан с коллектором второго транзистора. Кроме того, связь разъемного щупа со схемой пробника осуществляется посредством резьбового соединения.

Эмиттерный повторитель широко известен, например, в радиотехнических устройствах в качестве буферного или согласующего каскада между цепями с высоким выходным сопротивлением и цепями с высокой входной емкостью и низким входным сопротивлением.

В данном случае использование эмиттерного повторителя с нагрузкой в эмиттерной цепи в виде светоизлучающего элемента (светодиода) позволяет повысить чувствительность схемы, а это расширяет диапазон контролируемых пробником величин.

Предлагаемая схема устройства надежно защищена от пробоя при случайном попадании под напряжение, поскольку коллекторно-эмиттерный переход находится под одним и тем же потенциалом в результате присоединения источника питания постоянного тока последовательно к светоизлучающему элементу в эмиттерной цепи второго транзистора, причем второй вывод источника питания связан с коллектором второго транзистора.

Выполнение разъемного щупа с резьбой на конце обеспечивает надежную бесперебойную работу прибора в результате исключения нарушения целостности электрической цепи устройства при установке щупа в рабочее положение.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показал, что заявляемое решение отличается использованием в цепи индикации сопротивления эмиттерного повторителя с нагрузкой в эмиттерной цепи в виде светоизлучающего элемента. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "новизна".

Сопоставительный анализ заявляемого решения с другими известными решениями в данной области не позволил выявить устройства с аналогичной совокупностью признаков. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию изобретения "существенные отличия".

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит схему контроля наличия напряжения, которая состоит из светоизлучающих элементов 1 и 2, включенных параллельно-встречно, резистора 3. В качестве светоизлучающих элементов 1 и 2 применяются светодиоды типа АЛ 307ВМ соответственно зеленого и красного свечения.

В схему индикации сопротивления контролируемой цепи входит усилитель тока, собранный по системе двухкаскадного эмиттерного повторителя, а именно транзисторы 4, 5 (например, на основе триодов типа МП-25), с нагрузкой в эмиттерной цепи транзистора 5 в виде светоизлучающего элемента 6. В качестве светоизлучающего элемента 6 применен светодиод АЛ 307ВМ желтого свечения. Резистор 7 и стабилитрон 8 (типа Д814А) защищают вход усилителя тока от недопустимых уровней напряжения.

Схема устройства содержит традиционный пробник, включающий зажим 9 типа "крокодил", соединенный гибким проводом 10 со схемой, лампу 11 накаливания (на 2,5 В), источник 12 питания постоянного тока (например, два элемента А332), разъемный щуп 13. Для связи с электронной схемой устройства имеется зажим с резьбовыми элементами 14, а также микропереключатель 15 (например, МП 210203) с нормально закрытым 16 и нормально открытым 17 контактами. Разъемный щуп 13 выполнен с резьбой на конце. Благодаря этому щуп 13 ввинчивается в резьбовые элементы 14 зажима, осуществляя надежный контакт.

Схема универсального пробника собрана на изоляционной плате, помещенной для защиты от механических повреждений в разъемный пластмассовый футляр (на чертеже не показано).

Устройство работает следующим образом.

Предварительно необходимо проверить исправность схемы, готовность ее к работе. Для этого ввинчивают щуп 13 в резьбовые элементы 14 зажима до отказа. При этом ток утечки усилителя, включающего транзисторы 4, 5 (I_Y= l_Y4 х К₄ х К₅, где К₄ и К₅ - коэффициенты усиления первого и второго каскадов), дает пороговое излучение желтого цвета светоизлучающего элемента 6. Устройство исправно и готово к работе.

При проверке резисторов один вывод резистора подключают к зажиму 9, а другой - к щупу 13. При этом через резистор 7 отрицательный потенциал источника 12 питания подается на базу транзистора 4, который открывает переход база-эмиттер, и потенциал поступает на базу транзистора 5. Протекает ток базы l_Б4 по цепи "минус" источника 12 питания - щуп 13 - резистор 7 - база транзистора 4, база транзистора 5 - светоизлучающий элемент 6 - нормально закрытый контакт 16 микропереключателя 15 - "плюс" источника 12 питания. Базовый ток l_Б4 открывает коллекторно-эмиттерный переход транзистора 4, и протекает ток l_Б4 х К₄ по цепи "минус" источника 12 питания - щуп 13 - коллекторно-эмиттерный переход транзистора 4 - база-эмиттер транзистора 5 - светоизлучающий элемент 6 - нормально закрытый контакт 16 микропереключателя 15 - "плюс" источника 12 питания. Ток первого каскада l_Б4 х К₄ открывает коллекторно-эмиттерный переход транзистора 5, и протекающий ток l_Б4 х К₄ х К₅ по цепи "минус" источника 12 питания - щуп 13 - коллекторно-эмиттерный переход транзистора 5 - светодиод 6 - нормально замкнутый контакт 16 микропереключателя 15 - "плюс" источника 12 питания заставляет светоизлучающий элемент 6 излучать желтый свет. По яркости излучения определяется исправность контролируемого резистора. Если скачка яркости излучения нет, значит имеется или обрыв резистора, или он более 5 МОм. По сравнению с яркостью излучения, аналогичного по величине заведомо исправному сопротивлению, можно судить о величине сопротивления.

Таким же образом проверяется исправность конденсаторов, а, судя по времени и величине заряда или разряда, - величина их емкости по сравнению с яркостью излучения при проверке заведомо исправного, известного по величине емкости конденсатора. Так, если светоизлучающий элемент 6 желтого свечения излучает пороговый свет, конденсатор имеет обрыв, если элемент 6 излучает постоянно максимальный свет - конденсатор пробит.

Аналогично проверяется изоляция обмоток электродвигателей по отношению к его корпусу. Если замечен скачок ступени излучения светоизлучающего элемента 6, то обмотка электродвигателя влажная, менее 0,5 МОм, и двигатель подлежит сушке, если нет - можно подавать напряжение.

При проверке наличия напряжения свыше 6В срабатывает стабилитрон 8, шунтируя вход транзистора 4. Напряжение подается на светоизлучающие элементы 1 и 2 через резистор 3. При подаче переменного напряжения оба светоизлучающих элемента 1 и 2 излучают зеленый и красный свет.

При подаче постоянного напряжения, если на щупе 13 оказывается отрицательный потенциал, светоизлучающий элемент 1 излучает зеленый свет, элемент 2 заперт.

Если на щупе оказывается положительный потенциал, светоизлучающий элемент 2 излучает красный свет, а элемент 1 заперт.

Для проверки схем электрической цепи на целостность зажим 9 подключают к одному концу цепи. Не нажимая на микропереключатель, находят второй конец цепи по максимальной яркости свечения светоизлучающего элемента 6. Нажимают на микропереключатель 15, замыкая контакт 17. Этим самым включается в работу схема традиционного пробника. Если лампа 11 ярко горит, то сопротивление меньше 10 Ом и цепь целая, т.е. второй конец цепи найден правильно.

Таким образом, универсальный пробник позволяет по сравнению с существующими расширить область применения. Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении экономичности и снижении стоимости устройства за счет упрощения конструкции, исключения применения дорогостоящих комплектующих, содержащих драгоценные металлы. Устройство несложно в эксплуатации.