указатель низкого напряжения светозвуковой

Формула изобретения

Указатель низкого напряжения светозвуковой, содержащий первый и второй щупы - наконечники, резисторы и визуально акустический излучатель, отличающийся тем, что он снабжен двумя регуляторами тока, соединенными между собой последовательно и установленными в корпусе, при этом визуально акустический излучатель установлен в корпус и соединен с корпусом регуляторов тока с помощью гибкого изолированного провода, причем визуально акустический излучатель состоит из первого резистора, соединенного с первым щупом-наконечником и диодным мостом, положительный вывод которого присоединен к электролитическому конденсатору и аноду светодиода, катод последнего соединен с положительным выводом бузера со встроенным генератором, к отрицательному выводу бузера присоединен второй резистор и эмиттер транзистора n-p-n, второй вывод второго резистора присоединен к базе транзистора, отрицательный вывод диодного моста соединен с отрицательным выводом электролитического конденсатора и коллектором транзистора, второй вывод переменного тока диодного моста соединен с первым регулятором тока, причем последний последовательно соединен со вторым регулятором тока, при этом регулятор тока состоит из транзисторной оптопары, катод светодиода которой соединен с третьим резистором и полевым транзистором, другой вывод третьего резистора соединен с затвором полевого транзистора и эмиттером транзисторной оптопары, база которой соединена с четвертым резистором, другой вывод четвертого резистора соединен с коллектором транзисторной оптопары, полевым транзистором и минусовым выводом диодного моста.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к двухполюсным указателям низкого напряжения светозвуковым, и может быть использовано для определения наличия или отсутствия напряжения на токоведущих элементах.

Уровень техники

Известно устройство контроля электрических цепей и напряжений, содержащее источник питания, транзистор, коллектор которого соединен с первым выводом первого светодиода, второй вывод которого соединен с первым выводом источника питания, база транзистора через резистор смещения соединена с его эмиттером и с вторым выводом источника питания, токоограничивающий резистор, один вывод которого подключен к базе транзистора, две входные клеммы, при этом в устройство дополнительно введены два светодиода, стабилитрон, диод и три дополнительных резистора, причем первый дополнительный резистор включен между входной клеммой и вторым выводом диода, первый вывод которого соединен с первыми выводами второго и третьего дополнительных резисторов, второй вывод второго дополнительного резистора соединен с первым выводом стабилитрона, второй вывод которого соединен соответственно с вторым выводом второго светодиода, первый вывод которого соединен соответственно с первым выводом третьего светодиода, вторым выводом первого светодиода и второй входной клеммой, второй вывод третьего дополнительного резистора подключен к второму выводу третьего светодиода и второму выводу токоограничивающего резистора (см. а.с. СССР №1688178, кл. G01R 19/145, 31/02, опубл. 30.10.1991 г.).

Недостатком данного устройства контроля является сложность конструкции, опасность в обслуживании.

Известен указатель напряжения, содержащий два корпуса, первый корпус, имеющий первый контактный щуп, соединенный через токоограничивающий резистор с первой входной клеммой, и второй корпус, снабженный вторым контактным щупом, присоединенным через токоограничивающий резистор со второй входной клеммой, и расположенные в первом корпусе, соединенные с клеммами блок контроля наличия постоянного напряжения, источник питания, блок контроля наличия уровней переменного напряжения и три световых индикатора визуального контроля наличия напряжений, при этом в первом корпусе дополнительно установлены блок контроля наличия фазного и нулевого проводов и блок звуковой сигнализации, при этом блок контроля наличия фазного и нулевого проводов содержит преобразователь напряжение-ток, вход которого соединен через первую клемму с первым контактным щупом, а к выходу преобразователя напряжение-ток подключен световой индикатор «фаза» и третья клемма, соприкасающаяся с рукой оператора, блок звуковой сигнализации в виде генератора звуковых импульсов, снабженного акустическим элементом, и импульсного преобразователя, вход которого соединен с блоком управления преобразователем, один вход которого соединен с первым контактным щупом-наконечником через первую входную клемму, второй вход соединен с источником питания, при этом блок контроля наличия уровней напряжения выполнен в виде блока сравнения, состоящего из компараторов, имеющего один вход, соединенный через делитель напряжения и вторую клемму со вторым выносным щупом, и четыре выхода, к каждому из которых присоединены три световых индикатора визуального контроля наличия уровней напряжения и дополнительный индикатор контроля целостности цепи, при этом между первой клеммой и делителем напряжения установлены два дополнительных световых индикатора, использованных как визуальный указатель наличия постоянного или переменного напряжения, который, при наличии постоянного напряжения, использован в качестве указателя полярности напряжения на проводах (см. пат. РФ №2218576, кл. G01R 19/155, опубл. 10.12.2003 г.).

Недостатком данного указателя напряжения является сложность конструкции, невысокая надежность и опасность в обслуживании.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип является указатель напряжения, содержащий последовательно соединенные первый щуп, первый резистор, газоразрядный индикатор, второй резистор и второй щуп, а также акустический элемент, при этом в него введены выпрямительный мост, стабилизатор, генератор звуковой частоты и третий резистор, причем входная диагональ выпрямительного моста подключена в разрыв соединения газоразрядного индикатора с вторым резистором, а выходная диагональ подключена к акустическому элементу через последовательно соединенные стабилизатор и генератор звуковой частоты, третий резистор подключен параллельно входной диагонали выпрямительного моста (см. а.с. СССР №1624340, кл. G01R 19/155, опубл. 30.01.1991 г.).

Недостатком данного указателя напряжения является невысокая надежность, большие габариты и опасность при пользовании.

Раскрытие изобретения.

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения сводится к высокой надежности, малогабаритности, простоте и безопасности пользования за счет того, что питание указателя осуществляется непосредственно от измеряемой электрической сети без применения автономного источника питания.

Технический результат достигается с помощью указателя низкого напряжения светозвукового, содержащего первый и второй щупы-наконечники, резисторы и акустический излучатель, при этом он снабжен двумя регуляторами тока, соединенными между собой последовательно и установленными в корпусе, при этом акустический излучатель установлен в корпус и соединен с корпусом регуляторов тока с помощью гибкого изолированного провода, причем акустический излучатель состоит из первого резистора, соединенного с первым щупом-наконечником и диодным мостом, положительный вывод которого присоединен к электролитическому конденсатору и аноду светодиода, катод последнего соединен с положительным выводом бузера со встроенным генератором, к отрицательному выводу бузера присоединен второй резистор и эмиттер транзистора n-p-n, второй вывод второго резистора присоединен к базе транзистора, отрицательный вывод диодного моста соединен с отрицательным выводом электролитического конденсатора и коллектором транзистора, второй вывод переменного тока диодного моста соединен с первым регулятором тока, причем последний последовательно соединен со вторым регулятором тока, при этом регулятор тока состоит из транзисторной оптопары, катод светодиода которой соединен с третьим резистором и полевым транзистором, другой вывод третьего резистора соединен с затвором полевого транзистора и эмиттером транзисторной оптопары, база которой соединена с четвертым резистором, другой вывод четвертого резистора соединен с коллектором транзисторной оптопары, полевым транзистором и минусовым выводом диодного моста.

Краткое описание чертежей.

На фиг.1 дан указатель низкого напряжения светозвуковой, общий вид, функциональная схема.

На фиг.2 дан регулятор тока, функциональная схема.

На фиг.3 дан график частной входной характеристики указателя низкого напряжения светозвукового.

Осуществление изобретения.

Указатель низкого напряжения светозвуковой, содержит первый щуп-наконечник 1, визуально акустический излучатель, установленный в корпусе 2, регуляторы 3 и 4 тока, соединенные между собой последовательно и установленные в корпусе (не обозначен), второй щуп-наконечник 5, соединенный с регулятором 4 тока, при этом визуально акустический излучатель состоит из первого резистора 6, соединенного со щупом-наконечником 1 и диодным мостом 7, положительный вывод которого присоединен к электролитическому конденсатору 8 и аноду светодиода 9, катод последнего соединен с положительным выводом бузера 10 со встроенным генератором (не показан), к отрицательному выводу бузера 10 присоединен второй резистор 11 и эмиттер транзистора 12 n-p-n, второй вывод резистора 11 присоединен к базе транзистора 12, отрицательный вывод диодного моста 7 соединен с отрицательным выводом электролитического конденсатора 8 и коллектором транзистора 12, второй вывод переменного тока диодного моста 7 соединен с первым регулятором 3 тока, при этом последний состоит из транзисторной оптопары 13, катод светодиода которой соединен с третьим резистором 14 и полевым транзистором 15, другой вывод третьего резистора 14 соединен с затвором полевого транзистора 15 и эмиттером транзисторной оптопары 13, база которой соединена с четвертым резистором 16, другой вывод четвертого резистора 16 соединен с коллектором транзисторной оптопары 13, полевым транзистором 15 и минусовым выводом диодного моста 17, к положительному выводу которого присоединен анод светодиода транзисторной оптопары 13. Регулятор 3 тока последовательно соединен с регулятором 4 тока, конструкция которого аналогична конструкции регулятора 3 тока. Корпус 2 визуально акустического излучателя соединен с корпусом регуляторов 3, 4 тока с помощью гибкого медного изолированного провода (не показан).

Указатель низкого напряжения светозвуковой эксплуатируется следующим образом.

Указатель низкого напряжения светозвуковой определяет наличие или отсутствие напряжения при непосредственном прикасании щупами-наконечниками 1, 5 к токоведущим частям в электроустановках постоянного и переменного тока величиной от 90 до 1000 В.

При подаче положительного потенциала напряжения на первый щуп-наконечник 1 и отрицательного на второй щуп-наконечник 5, либо переменного напряжения величиной от 90 до 1000 В электрический конденсатор 8 через диодный мост 7 начинает заряжаться. При достижении определенного напряжения на обкладках электролитического конденсатора 8 происходит лавинный пробой транзистора 12 n-p-n, начинает протекать ток через светодиод 9 и бузер 10 со встроенным генератором. Светодиод 9 начинает светиться, а бузер 10 издавать звук. После разряда электролитического конденсатора 8 процесс повторяется.

Регулирующим элементом схемы является полевой транзистор 15, управляющим - транзисторная оптопара 13, которая включена инверсно, что позволяет использовать обратную ветвь вольтамперной характеристики и получать требуемые эксплуатационные характеристики. Питание регулятора 3 и соответственно регулятора 4 постоянным или переменным током осуществляют через диодный мост 17, к положительному выводу которого присоединен анод светодиода транзисторной оптопары 13, при этом последнюю применяют для гальванической развязки управляющих и управляемых цепей регуляторов тока 3, 4. Третий резистор 14 служит для установки рабочей точки транзисторной оптопары 13, четвертый резистор 16 - для ограничения напряжения, прикладываемого к транзистору в максимальных режимах работы регуляторов 3, 4 тока.

При увеличении подаваемого постоянного или переменного напряжения на регулятор 3 тока, т.е. на выводы переменного тока диодного моста 17, происходит увеличение протекающего тока через последовательно включенные светодиод транзисторный оптопары 13 и полевой транзистор 15. Транзистор оптопары 13 открывается и шунтирует переход затвор - исток полевого транзистора 15, сопротивление которого увеличивается и ток, протекающий через регулятор 3, уменьшается.

В соответствии с требованиями ГОСТ 20493-2001 к указателям низкого напряжения максимальный ток, протекающий через указатель в рабочих режимах, не должен превышать 10 мА.

Таким образом, в общем случае производится автоматическое регулирование тока в зависимости от приложенного напряжения. Зависимость описывается выражением: I=a×U^b,

где I - ток, протекающий через указатель;

U - напряжение, приложенное к указателю;

а - коэффициент;

b - показатель степени.

a, b - рациональные числа, зависящие от применяемых в схеме указателя полупроводниковых элементов и номиналов резисторов. Частная входная характеристика регулятора 3, 4 тока, полученная опытным путем, представлена на графике (фиг.3).

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

- повышение надежности указателя за счет исключения из указателя автономного источника питания, требующего периодической замены или подзарядки;

- повышение безопасности электротехнического персонала за счет того, что питание указателя осуществляется непосредственно от измеряемой электрической сети без применения источника питания;

- упрощение конструкции;

- простота в пользовании;

- малые габариты и вес.