專利名稱：模擬指針液晶顯示多功能測電筆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多功能測電工具，特別是能通過液晶屏模擬指針液晶定量顯示測量交/直流電壓值及相序;并通過蜂鳴器聲響判斷不帶電導(dǎo)線的通/斷和通過液晶感應(yīng)極判斷交流火線及查斷線的測電筆。
現(xiàn)有的測電筆是由測試觸頭、限流電阻、氖管、金屬彈簧和手觸電極串聯(lián)而成。將測試觸頭與被測物接觸，用手接觸手觸電極，觀察氖管是否起輝來剖斷被測物是否帶電。這樣的測試缺乏定量概念，應(yīng)用受局限。
專利號86203056是數(shù)示測電器，它是采用漏印電阻分壓，驅(qū)動(dòng)液晶分段顯示，區(qū)分出12、24、36、55、110、220V等交流電壓等級。然而分段顯示了電壓范圍，但卻仍然不能有準(zhǔn)確的電壓數(shù)字提供給使用者，要準(zhǔn)確定量顯示電壓值，則受液晶的閾特性限制，難以做到10級。
本發(fā)明的目的是提供一種新型的多功能測電筆，它是應(yīng)用微電子技術(shù)，通過模擬指針液晶定量顯示測量電參數(shù)，如交/直流電壓值及相序;并通過蜂鳴器聲響判斷不帶電導(dǎo)線的通/斷和通過液晶感應(yīng)極判斷交流火線及查斷線。具有結(jié)構(gòu)合理、電路簡潔、性能穩(wěn)定可靠和使用方便等特點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明的發(fā)明方案是在說明書附圖中，圖1給出該測電筆的結(jié)構(gòu)示意圖。它由測試觸頭(1)(為一字型螺絲刀頭φ3)、外殼(2)(采用塑料)、手握極(3)(為筆夾式)、液晶屏(4)、導(dǎo)電橡膠(5)(為1×3×23)、CMOS專用集成電路Q2805(6)、印刷電路板(7)、蜂鳴片(8)(為壓電陶瓷片φ11)、小彈簧(9)、電子元器件(10)、電源開關(guān)(11)、交/直流換擋開關(guān)(12)、附加插孔(13)、(14)、外接插頭(15)、(16)、外接探頭(表筆)(17)、(18)和電池(41)、(42)部分所構(gòu)成。
如在打開電源開關(guān)(11)，人手握電極(3)，用測試觸頭(1)探測被測帶電體時(shí)，被測體所帶電壓經(jīng)過分壓驅(qū)動(dòng)CMOS專用集成電路Q2805(6)，經(jīng)過該專用集成電路Q2805(6)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，驅(qū)動(dòng)液晶屏(4)顯示被測電壓值，如同模擬指針液晶手表中的秒針一樣。同樣原理，把兩個(gè)外接探頭(17)、(18)觸及兩根相線時(shí)，其相位差經(jīng)過移相和微電子技術(shù)處理轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷毫浚梢壕?4)顯示相序。
如在電源開關(guān)(11)關(guān)斷時(shí)，液晶屏(4)的其它各極均通過線路與測試觸頭(1)用電位，只有液晶屏(4)的
極接到手握(3)成為零電位，兩者之間阻抗高達(dá)數(shù)百兆歐，交流電感應(yīng)使液晶屏(4)顯示
符號來，這樣就可以用于感應(yīng)查火線，檢查帶電導(dǎo)線發(fā)生斷線的位置。又如在電源開關(guān)(11)關(guān)斷時(shí)，兩個(gè)外接探頭(17)、(18)通過測電器內(nèi)的蜂鳴器驅(qū)動(dòng)部分，只要兩極短接，蜂鳴器就發(fā)出報(bào)警嘟-嘟聲，用于查導(dǎo)線的通/斷。圖2給出該測電筆的電路工作原理圖，圖3給出CMOS專用集成電路Q2805(6)的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)示意圖，它們的結(jié)構(gòu)特征和具體實(shí)施在說明書


中分別加以描述。
以下結(jié)合說明書附對本發(fā)明中圖2、圖3作進(jìn)一步實(shí)施描述圖2給出該測電筆的電路工作原理圖，其中測試觸頭(1)的被測電壓通過分壓電阻(55)、(56)，到達(dá)橋式整流二極管(19)、(20)、(21)、(22)(采用IN4148或2CK1)，經(jīng)過整流在電阻(23)、(24)上產(chǎn)生采樣電壓。橋式整流二極管的另一交流臂接手握極(3)。橋式整流電壓一方面送分壓電阻(25)、(26)、(27)，另一方面送CMOS專用集成電路Q2805(6)的(IN)端作輸入。作為比較器，該Q2805(6)有一個(gè)參考電壓輸入端(VR)，取自電池(41)、(42)的中心電位，也可以穩(wěn)壓管來產(chǎn)生，以實(shí)現(xiàn)更好的準(zhǔn)確性，經(jīng)過CMOS專用集成電路Q2805(6)處理后，信號通過導(dǎo)電橡膠(5)接通液晶屏(4)。這時(shí)液晶屏(4)上運(yùn)動(dòng)的指針可根據(jù)電壓值而指示不同位置，并保留在最大位置，直到斷電為止。
如在測直流時(shí)，交/直流換檔開關(guān)(12)向DC位置側(cè)推，這時(shí)開關(guān)觸點(diǎn)(43)、(44)、(45)閉合，開關(guān)觸點(diǎn)(46)、(47)斷開。電阻(56)及橋式整流二極管(19)、(20)、(21)、(22)被短路跳越。電阻(26)用來調(diào)節(jié)零點(diǎn)，電阻(24)用來調(diào)節(jié)滿量程。
如測量相序時(shí)，交/直流換檔開關(guān)(12)向AC側(cè)推，這時(shí)開關(guān)觸點(diǎn)(43)、(44)、(45)斷開，開關(guān)觸點(diǎn)(46)、(47)閉合。因?yàn)闇y試觸頭(1)沒有電壓，外接探頭(17)、(18)把信號送到附加插孔(13)、(14)上。經(jīng)過(28)、(29)、(30)以及(31)、(32)、(33)的RC移相網(wǎng)路后，在電阻(58)上產(chǎn)生φ1和φ2信號。經(jīng)過CMOS專用集成電路Q2805(6)處理后，輸出φ0信號經(jīng)電阻(34)、二極管(35)到達(dá)該Q2805(6)的(IN)端，電容(36)起濾波作用。這樣就實(shí)現(xiàn)了相位差轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷毫浚_(dá)到測量相序的目的。
如在測交流時(shí)，由于附加插孔(13)、(14)沒有信號，φ1和φ2兩點(diǎn)等電位，φ0輸出持續(xù)的高電平，被二極管(35)隔離，所以互不影響。
如測通斷時(shí)，內(nèi)電路電池(41)、(42)斷開是由電源開關(guān)(11)推向OFF位置，開關(guān)觸點(diǎn)(48)、(49)、(50)、斷開來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)開關(guān)觸點(diǎn)(51)、(52)接通。電源(+3V)經(jīng)附加插孔(13)、(14)，通過電阻(37)、(38)到達(dá)晶體三極管(40)(采用C9013或3DG201)輸入極，電阻(39)是用來保證晶體三極管(40)有效截止，防止誤響。一旦外電路接通，可通過晶體三極管(40)開啟CMOS專用集成電路Q2805(6)內(nèi)部的振蕩器(125)，即發(fā)出報(bào)警響聲。在電池(41)、(42)斷開時(shí)，手握極(3)與液晶屏(4)上
極經(jīng)電容(54)相通，用以測交流感應(yīng)電壓。在交/直流換檔開關(guān)(12)設(shè)置時(shí)，已考慮到被測入的安全，不管開關(guān)(12)撥響什么位置，手握極(3)與任何一個(gè)探極之間不會有低于1兆歐的電阻。
開機(jī)復(fù)位功能是在電池(41)、(42)接通時(shí)，電源開關(guān)(11)推向ON位置側(cè)，這時(shí)開關(guān)觸點(diǎn)(48)、(49)、(50)接通，而開關(guān)觸點(diǎn)(51)、(52)斷開，電容(57)緩慢充電，對計(jì)數(shù)器(122)復(fù)位。
圖3給出CMOS專集成電路Q2805(6)的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)示意圖。CMOS專用集成電路Q2805(6)是由電阻陣列(59).(60)～(119)，多路開關(guān)(120)，電壓相位比較器(115)，計(jì)數(shù)器(112)，編碼器(123)組成A/D轉(zhuǎn)換器，兩個(gè)獨(dú)立振蕩器(124)、(125)和相位比較器(126)等組成。其中60只相同大小的電阻陣列(59)～(119)是產(chǎn)生參考電壓(VR)的1/60、2/60～60/60。當(dāng)外加信號(IN)輸入到電壓相位比較器(121)“+”端時(shí)，外加電壓值高于電壓相位比較器(121)的輸入端“-”時(shí)，多路開關(guān)(120)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，增加計(jì)數(shù)，而當(dāng)外加電壓低于電壓相位比較器(121)輸入端“-”時(shí)，多路開關(guān)(120)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，減少計(jì)數(shù)，可以單向或可逆計(jì)數(shù)。該測電筆采用從(VR)電平逐步降至VEE方式單向計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器(122)保留最后的計(jì)數(shù)數(shù)值，并經(jīng)編碼器(123)編碼后輸出。由于60只串聯(lián)電阻陣列(59)～(119)制造時(shí)采用相同方向排列，相對誤差比較小，分壓比誤差小于5%。振蕩器(124)產(chǎn)生液晶屏(4)顯示和計(jì)數(shù)器(122)所必須的時(shí)鐘。振蕩器(125)是驅(qū)動(dòng)蜂鳴片(8)的，選擇在最佳頻率范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)微功耗音頻振蕩報(bào)警的目的。相位比較器(126)是一個(gè)異或非門，當(dāng)φ1與φ2相位同相時(shí)，輸出高電平。只有φ1與φ2相位差足夠大，使輸出低電平時(shí)間長于高是平時(shí)間，才有輸出。RC移相網(wǎng)路(28)、(29)、(30)和(31)、(32)、(33)對于不同電壓同樣有效，實(shí)現(xiàn)相位電壓轉(zhuǎn)換為電壓量。由液晶屏(4)顯示相位，對于50HZ和60HZ不同頻率會有差異，但作為定性判斷相序可以不調(diào)整移相元件(28)、(29)、(30)、(31)、(32)、(33)。
以下給出該測電筆在具體實(shí)施中，有關(guān)電子元器件(10)的規(guī)格(按圖中代號順序說明)(19)、(20)、(21)、(22)是硅二極管，采用1N4148或2CK1。
(23)、(25)、(27)、(37)、(38)、(39)是片狀電阻器473。
(24)、(26)是片狀微調(diào)電位器103。
(28)、(29)是片狀電容器152。
(30)、(58)是片狀電阻器205。
(31)、(32)是片狀電阻器105。
(33)是片狀電容器302。
(34)是片狀電阻器104。
(36)是片狀電容器104。
(40)是晶體三極管，采用C9013或3DG2013。
(41)、(42)是扣式電池G8。
(53)是片狀電容器101。
(54)是瓷片電容器5PF1000V。
(55)是碳膜電阻1/8 W2M。
(56)是碳膜電阻1/8 W8M。
(57)是片狀電容103。
本發(fā)明是應(yīng)用微電子技術(shù)，通過模擬指針液晶定量顯示測量交/直流電壓及值相序;并通過蜂鳴器聲響判斷不帶電導(dǎo)線的通/斷和通過液晶屏感應(yīng)極判斷交流火線及查斷線。具有結(jié)構(gòu)合理、電路簡潔、體積小、便于攜帶、性能穩(wěn)定可靠、多功能、使用方便、安全、造價(jià)成本較低和易于實(shí)施等特點(diǎn)。
該Q2805(6)是一塊CMOS中規(guī)模專用集成電路。目前已由江蘇省常州半導(dǎo)體廠生產(chǎn)提供貨源。與之配套的液晶屏(4)的結(jié)構(gòu)與模擬指針液晶手表相似，由上海電子管廠提供貨源。Φ11mm超薄型蜂鳴片(8)由上海無線電元件一廠等廠家提供貨源。
權(quán)利要求
1.一種模擬指針液晶顯示多功能測電筆，它是應(yīng)用微電子技術(shù)，通過模擬指針液晶定量顯示測量交/直流電壓值及相序；并通過蜂鳴器聲響判斷不帶電導(dǎo)線的通/斷和通過液晶感應(yīng)極判斷交流火線及查斷線，其特征在于它是由測試觸頭(1)、絕緣外殼(2)、手握極(3)、液晶屏(4)、導(dǎo)電橡膠(5)、CMOS專用集成電路Q2850(6)、蜂鳴片(8)、小彈簧(9)、電子元器件(10)、電源開關(guān)(11)、交/直流換檔開關(guān)(12)、附加插孔(13)、(14)、外接插頭(15)、(16)、外接探頭(17)、(18)和電池(41)、(42)部分所構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測電筆，其特征在于CMOS專用集成電路Q2805(6)，其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)為串聯(lián)電阻陣列(59)、(60)～(119)、多路開關(guān)(120)、電壓相位比較器(121)、計(jì)數(shù)器(122)、編碼器(123)構(gòu)成的A/D轉(zhuǎn)換器和兩個(gè)獨(dú)立的振蕩器(124)、(125)以及相位比較器(120)部分所構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測電筆，其特征在于采用CMOS專用集成電路Q2805(6)實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，并驅(qū)動(dòng)模擬指針液晶屏(4)定量顯示電參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測電筆，其特征在于相序測量結(jié)構(gòu)是采用RC移相網(wǎng)路和CMOS專用集成電路Q2805(6)中的相位比較器(120)，實(shí)現(xiàn)相位電壓轉(zhuǎn)換為電壓量，由液晶屏(4)顯示相序。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測電筆，其特征在于查斷線的測量結(jié)構(gòu)是采用晶體管(40)啟動(dòng)CMOS專用集成電路Q2805(6)中的振蕩器(119)驅(qū)動(dòng)蜂嗚片(8)，實(shí)現(xiàn)通/斷線檢查。
全文摘要
一種多功能測電筆，它是應(yīng)用微電子技術(shù)，通過模擬指針液晶定量顯示測量交/直流電壓值及相序；并通過蜂鳴器判斷不帶電導(dǎo)線的通/斷和通過液晶感應(yīng)極判斷交流火線及查斷線。被測電壓或相序是經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，驅(qū)動(dòng)液晶屏上一段指針顯示，從指針的不同位置可以得知被測電壓值。它由測試觸頭、手握極、液晶屏、專用集成電路、蜂鳴片和電子元器件等構(gòu)成。具有電路簡單、體積小、使用方便、安全、成本較低和易于實(shí)施特點(diǎn)。
文檔編號G01R19/00GK1064946SQ92103040
公開日1992年9月30日 申請日期1992年5月4日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月4日
發(fā)明者唐幗華 申請人:唐幗華