專利名稱：用于裝有熔絲的電路的節(jié)約保險(xiǎn)絲的測試器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及測試器，更具體地說，涉及用于測試裝有熔絲的電路，諸如短路或接地電路檢測器和指示器的測試器。

背景技術(shù)：
許多電氣系統(tǒng)包括多個(gè)裝有熔絲的電路，其熔絲放置在熔絲板或盒中。通常，很容易測試熔絲板上的電路，如果其位于相對容易接近的位置的話。當(dāng)測試熔絲板上的電路時(shí)，通常將測試器應(yīng)用到正被測試的、與熔絲并聯(lián)的電路上。然而，當(dāng)測試短路時(shí)，該過程可導(dǎo)致熔斷該熔絲。
公知的是提供具有內(nèi)置斷路器的電路測試器，能將其連接到熔絲板上代替熔絲，用于測試裝有熔絲的電路。一個(gè)這種裝置是由Snap-on Tools公司出售的，名為YA809，其為短路定位器。YA809具有高額定電流的斷路器，并且當(dāng)將YA809連接到具有較低額定電流的電路時(shí)，這允許在正被測試的電路中流動(dòng)具有潛在破壞性電流。此外，YA809要求技術(shù)人員位于熔絲板的位置以便查看所提供的可視指示器。這可能不方便，在進(jìn)行測試的同時(shí)可能需要該技術(shù)人員位于所測試電路的另外地方。另一種用于找出短路或具有電流過剩的電流通路的診斷技術(shù)是重復(fù)替換熔斷的熔絲直到找出故障為止。這會在成功地完成測試前浪費(fèi)掉大量的熔絲。一種測試的更實(shí)際的方法是由可復(fù)位斷路器暫時(shí)提供電流并試圖找出該短路。
一種測試器模型具有安裝在熔絲兩端并且重復(fù)允許電流以電流脈沖的形式流過該短路的30A自復(fù)位熱斷路器。該斷路器在短的熱時(shí)延后打開，然后在冷卻后自動(dòng)復(fù)位。由此重復(fù)斷路器動(dòng)作的結(jié)果，在暫時(shí)高電流脈沖期間生成環(huán)繞該短路線路的磁場。該測試器包括響應(yīng)磁場偏轉(zhuǎn)的針式磁性檢測器。通過沿布線線束移動(dòng)該磁性檢測器，用戶能在該儀器停止偏轉(zhuǎn)時(shí)指出該短路。
由于該檢測器必須非常接近該布線來工作，因此很難使用該測試器。因此，熱斷路器的重復(fù)率大約為好幾十秒，這使得技術(shù)人員在一位置等很長時(shí)間來閉合該熱斷路器，以便查看該短路是否在那個(gè)位置。當(dāng)該短路的位置很難接近時(shí)，這種等待周期產(chǎn)生了麻煩。較長的電流脈沖持續(xù)時(shí)間也使得在每個(gè)脈沖期間，將該電氣系統(tǒng)暴露于具有潛在破壞性的高電流電平更長周期。熱斷路器易于過早損壞并且不穩(wěn)定，因?yàn)樗鼈兊那袛嚯娏饔蓽囟?、壽命以及其他外部要素而定?br> 其他電路測試器，不允許高電流，使用傳輸?shù)蕉搪芬约半S該布線移動(dòng)的相關(guān)接收器的高頻AC信號。不管該電氣系統(tǒng)的電源是接通還是斷開，該測試器均能工作。當(dāng)該信號降到0時(shí)，找出該短路。因此，確保正確連接所花的時(shí)間使找出該短路放慢。這種系統(tǒng)的成本相對較高，使得它不會成為理想的工具。
因此，存在對能更快速地對短路狀況起反映，更快地找出電子故障而不使系統(tǒng)長時(shí)間受高電流的破壞的用于電氣系統(tǒng)的測試器的需要。進(jìn)一步需要能測試電氣系統(tǒng)而與所測試的電路中的觸點(diǎn)的極性無關(guān)的測試器。同樣存在需要通過設(shè)定斷路器電流極限以便快速找出該電路正流動(dòng)的電流的電平的測試器。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了用于電子電路的改進(jìn)的測試器，其避免了現(xiàn)有測試器的缺點(diǎn)，同時(shí)提供另外的結(jié)構(gòu)和操作優(yōu)點(diǎn)。
公開了一種能直接插入熔絲板來代替裝有熔絲的電路的熔絲的測試器。
進(jìn)一步公開了一種能用于測試不同額定電流的電路而不存在超出任何電路的額定電流的危險(xiǎn)的測試器。
進(jìn)一步公開了一種測試器，提供測試結(jié)果的可聽和可視指示。
進(jìn)一步公開了一種簡單、緊湊和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的測試器。
進(jìn)一步公開了一種測試裝有熔絲的電路而沒有熔斷熔絲的風(fēng)險(xiǎn)的方法。
將開關(guān)應(yīng)用于測試中的電路中的熔絲端兩端，其暫時(shí)和重復(fù)閉合該開關(guān)以便在電路中產(chǎn)生短的持續(xù)電流脈沖，以及其中將電流脈沖的大小與指定基準(zhǔn)電流進(jìn)行比較。
測試電流超過指定值的電氣系統(tǒng)的方法，包括將一對觸點(diǎn)連接在用于具有指定額定值的熔絲的熔絲座兩端，根據(jù)該指定額定值，暫時(shí)閉合觸點(diǎn)間的電路以便產(chǎn)生通過該電氣系統(tǒng)的電流脈沖，將該電流脈沖的大小與指定的基準(zhǔn)電流值進(jìn)行比較，以及當(dāng)該電流脈沖的大小超過預(yù)定基準(zhǔn)電流值時(shí)，產(chǎn)生可感知的信號。
用于電氣系統(tǒng)的診斷測試器，包括一對用于連接在熔絲座兩端的觸點(diǎn)，所述熔絲座用于具有預(yù)定額定值的熔絲?？刂崎_關(guān)以便在觸點(diǎn)間暫時(shí)閉合以產(chǎn)生通過該電氣系統(tǒng)的電流脈沖。比較器將電流脈沖的大小與指定基準(zhǔn)電流值進(jìn)行比較。連接輸出裝置，以便產(chǎn)生表示當(dāng)該電流脈沖的大小超過指定基準(zhǔn)電流值時(shí)的可感知信號。
在一種形式中，重復(fù)電流脈沖以便操作者識別出電路故障的位置。脈沖持續(xù)時(shí)間相當(dāng)短以便在電流脈沖期間不會破壞系統(tǒng)。使位于熔絲座中的測試觸點(diǎn)與觸點(diǎn)對連接。測試器輸入電壓與連接到該觸點(diǎn)對的極性無關(guān)。電位計(jì)指示和調(diào)整設(shè)置成提供與相應(yīng)的熔絲的額定電流成比例的閥值的指定電流。
用于對電氣系統(tǒng)的過剩電流進(jìn)行測試的測試器，包括一對觸點(diǎn)，用于連接在熔絲座兩端，以便用于具有預(yù)定額定值的熔絲。提供開關(guān)以便在觸點(diǎn)間暫時(shí)閉合以產(chǎn)生通過該電氣系統(tǒng)的控制脈沖。編程微控制器以便暫時(shí)閉合該開關(guān)以產(chǎn)生通過測試中的電路的電流脈沖，將該脈沖與指定基準(zhǔn)電流值進(jìn)行比較，并且當(dāng)該電流脈沖的大小超過指定基準(zhǔn)電流值時(shí)產(chǎn)生指定信號。
暫時(shí)閉合一對觸點(diǎn)間的電路產(chǎn)生通過該系統(tǒng)的電流脈沖。因此，通過將電流脈沖的大小與指定值進(jìn)行比較，測試該電氣系統(tǒng)的電流是否超出指定值 在一種形式中，控制該電流脈沖以便具有在10-20ms范圍內(nèi)的寬度。脈沖的重復(fù)率可為大約每秒鐘1脈沖。



為便于理解試圖保護(hù)的主題，在附圖中示例說明了本發(fā)明實(shí)施例，從對其的檢查中，當(dāng)結(jié)合下述描述考慮時(shí)，應(yīng)當(dāng)很容易理解和意識到試圖保護(hù)的主題、其結(jié)構(gòu)和操作、以及許多其它的優(yōu)點(diǎn)。
圖1是測試器的前視圖； 圖2是與圖1類似的改進(jìn)的測試器的視圖； 圖3是與圖1類似的測試器組件的視圖； 圖4是與圖3類似的修改的測試器組件的視圖； 圖5是圖1-4的測試器的電路的示意圖； 圖6是另一測試器組件的頂視平面圖； 圖7是具有斷路器組件以及連接到主單元的一個(gè)插塞式連接器的圖5的測試器組件的透視圖； 圖8是圖7的測試器組件的分解透視圖； 圖9是圖6的測試器組件部分的放大、分解、透視圖； 圖10是圖8的測試器組件部分的另一放大、透視和另外的分解圖； 圖11描述根據(jù)示例說性實(shí)施例的汽車的電氣系統(tǒng)； 圖12表示可用在汽車的電氣系統(tǒng)中的熔絲種類； 圖13示例說明所述電氣系統(tǒng)測試器的另一種形式的外殼的一個(gè)例子； 圖14示例說明可用在圖13的電子測試器中的電路圖； 圖15表示可與圖13的電子測試器一起使用的電子測試器的另外的基于微處理器形式的大體結(jié)構(gòu)； 圖16(A)和16(B)表示在熔絲座兩端生成的脈沖的波形以及由測試中的電路生成的響應(yīng)；以及 圖17表示可與圖13的電子測試器一起使用的磁流故障檢測器的結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施例方式 參考圖1，示例了一種電氣系統(tǒng)測試器，一般用數(shù)字10表示，包括外殼11，包含斷路裝置12(見圖5)，該斷路裝置12可以是特定額定電流負(fù)載，諸如20安的自復(fù)位熱斷路器。外殼11具有降低寬度以及從其具有一對扁平接頭14的一端延伸的、設(shè)計(jì)成直接插入熔絲板的配套端，諸如自動(dòng)車的厚度突出部分13，端子14與通常安裝在熔絲板中的熔絲相同。外殼11具有用于瀏覽適當(dāng)?shù)目梢曋甘酒?，諸如LED閃爍器的開口15，并且還具有用于可聽信號器裝置，諸如適當(dāng)?shù)姆澍Q器的開口16。測試器10還適合直接插入熔絲板來代替用于測試短路的相同的額定電流的熔絲，以便對在測試器10中的斷路裝置測試其短路，防止電路上電流過載而沒有浪費(fèi)熔絲的風(fēng)險(xiǎn)。將意識到，在使用中，測試組件可包含多個(gè)測試部件10，每個(gè)測試部件具有足以覆蓋指定熔絲板中的熔絲額定值的不同的額定電流。
參考圖2，示例了一種測試器10A，其基本上與圖1的測試器相同，除代替具有扁平接頭，直接安裝在突出部分13外，通過包括接線器的電纜17，將測試器10A中的電路連接到熔絲轉(zhuǎn)接器插頭18，該轉(zhuǎn)接器18具有適合直接插入相關(guān)熔絲板的扁平接頭19。這允許將測試器10A的外殼與熔絲板分開一些距離放置以便于在熔絲板位于難于看到的位置的情況下，查看可視指示器。
參考圖3，示例了一種測試器組件20，包括外殼21，在其一端具有插座22以及在其另一端具有降低厚度和寬度的突出部分23，該突出部分23具有一對扁平接頭24。該外殼21具有可視和可聽指示器孔25和26。該測試器組件20也包括斷路器模塊27，該斷路器模件包括與測試器10中類似的斷路裝置12，該斷路器模件具有當(dāng)斷路器模件27位于插座22中時(shí)，適合與外殼21中的相應(yīng)的端子29連接的一對端子28。斷路器模件27具有預(yù)定的額定電流，諸如20安培，與將由測試器組件20代替的熔絲的額定電流一致。斷路器模件27是以外螺紋接頭的形式并安裝在插座22中，該插座22是以內(nèi)螺紋接頭的形式。
使用中，以與圖1的測試器10所述的相同的形式，直接將外殼21插入相關(guān)的熔絲板來代替將測試的電路的熔絲。將意識到測試器組件20可包括多個(gè)斷路器模件27，分別具有分別對應(yīng)于在具體熔絲板等等中的各種熔絲的不同額定電流一致的不同額定電流。因此，例如，如果打算使用該測試器組件20來測試在10安培時(shí)熔斷的電路，可將該10安斷路器模件27插入該插座22中。這種裝置具有能測試具有各種不同額定電流的電路，同時(shí)僅需要單個(gè)測試和指示器電路的優(yōu)點(diǎn)。
參考圖4，示例了一種測試器組件20A，其基本上與圖3的測試器組件20相同，除代替扁平接頭24，而是直接安裝在突出部分23上，將外殼21中的電路通過電纜17連接到具有端子19的插頭18上，與圖2的測試器10A類似，用于插入熔絲板同時(shí)允許外殼21與該盤分開一些距離放置。
參考圖5，示例了一種如上所述放置在測試器10和10A以及測試器組件20和20A的外殼21中的類型的電路。該電路具有端子31，分別直接連接到扁平接頭14或24或連接到電纜17的導(dǎo)線。分別將端子31連接到二極管電橋32的端子，將其輸出端連接到可聽信號器或蜂鳴器33的端子。串聯(lián)連接在蜂鳴器兩端的為電阻器34和LED35。將意識到蜂鳴器33放置在直接位于可聽指示器孔16或26下的外殼11或21中，同時(shí)放置LED35以便通過可視指示器孔15或25可以看見。電路30還包括斷路裝置12，在測試器10或10A為端子31兩端的硬布線的情況下，或在測試器組件20和20A的情況下，該斷路裝置12將位于斷路器模件27中以便能插入插座22中。
現(xiàn)在參考圖6-10，示例了包括主外殼41的測試器組件40，該主外殼41包括兩個(gè)通過適當(dāng)?shù)难b置連接在一起的模塑構(gòu)件42和43。該外殼41具有降低厚度的、從其一端突出的頸部44。放置在外殼41中的為電路板45，該電路板45具有可基本上與圖5中所示的相似的電路，并包括可聽信號器或蜂鳴器46以及可視信號器，諸如LED47，并具有一對延伸到頸部44的觸頭48，以便與之協(xié)同操作以限定插座。也分別將端子48連接到形成電纜的導(dǎo)線49的相鄰端，其相對端與插座50連接。
測試器組件40還包括多個(gè)插座轉(zhuǎn)接器，示例說明它們中的三個(gè)并分別用51A、51B和51C來表示。轉(zhuǎn)接器51A-C分別具有不同大小的扁平接頭53A、53B和53C，用于分別插入熔絲板中的不同大小的熔絲插座中。盡管示例說明了三個(gè)轉(zhuǎn)接器51A-C，將意識到，根據(jù)打算與測試器組件40一起使用的熔絲板連接器端子的不同類型的數(shù)量，能提供任何數(shù)量。在其相對端，每個(gè)插頭轉(zhuǎn)接器51A-C還具有適合插入插座50中的一對端子54。
測試器組件40還包括多個(gè)斷路器模件60(示例的一個(gè))，其與上述結(jié)合圖3所示的斷路器模件27類似，并分別具有不同的額定電流。斷路器模件60具有可包括兩個(gè)適合通過任何適當(dāng)?shù)难b置固定在一起的模制的插座體構(gòu)件62和63的插座體或外殼61。插座體61在其一端具有突出頸部64并且可容納適當(dāng)?shù)木哂兄付娏魅萘康臄嗦菲?6的電路板65。斷路器模件60還包括一對端子68，可放置在頸部64中并且當(dāng)斷路器模件60的頸部64插入主外殼41的頸部44時(shí)，適合于與主外殼41的端子48緊密配合。將意識到，測試器組件40能提供增加的靈活性，不僅提供多個(gè)不同電流-電容斷路器模件，而且提供多個(gè)不同插頭轉(zhuǎn)接器，以便測試器組件40可插入電路中來代替各種不同類型的熔絲的任何一個(gè)。
如圖13-17所示的電氣系統(tǒng)測試器提供應(yīng)用來產(chǎn)生通過該電氣系統(tǒng)的負(fù)載電流脈沖的快速重復(fù)率、短持續(xù)時(shí)間電流脈沖。生成高重復(fù)率、短持續(xù)時(shí)間脈沖導(dǎo)致更短的接通周期以及更少電流流過該系統(tǒng)。操作者將一對端子連接在熔絲座兩端同時(shí)將熔斷或去除熔絲的額定安培數(shù)設(shè)置在電位計(jì)刻度盤或其他基準(zhǔn)電平指示器。為暫時(shí)和各個(gè)各自閉合電路，并因此產(chǎn)生負(fù)載電流，通過以所述的方式暫時(shí)和重復(fù)閉合端子間的開關(guān)，通過系統(tǒng)發(fā)送一系列電流脈沖。
產(chǎn)生可在或高于選定電流電平調(diào)整到接通的可感知報(bào)警器，從而表示在電路中流動(dòng)的過剩電流。如果報(bào)警器未接通，可能過早地熔斷該熔絲，或該短路可以是斷續(xù)或非循環(huán)的。如果存在短路，報(bào)警器斷續(xù)地產(chǎn)生脈動(dòng)，其表示該電路正流過比該熔絲能運(yùn)送的更多的電流。在暫時(shí)高電流脈沖期間，環(huán)繞短路線路生成磁場。操作者沿該導(dǎo)線移動(dòng)磁性傳感器以便掃描和找出該傳感器停止指示電流的短路之處。另外，該操作者能“抖動(dòng)”這些導(dǎo)線直到報(bào)警器停止脈動(dòng)。
手動(dòng)操作電位計(jì)或其他基準(zhǔn)調(diào)整裝置以便根據(jù)熔斷或去除熔絲的額定電流調(diào)整電流脈沖的幅度。通過向上調(diào)整電位計(jì)直到報(bào)警器停止為止，指示流過電路的電流量。
圖11表示汽車中的電氣系統(tǒng)的圖。系統(tǒng)110具有多個(gè)由電池112供電的電路，該電池112將DC電源提供給各個(gè)電氣負(fù)載，諸如燈、機(jī)動(dòng)零件以及如用負(fù)載114表示的其他DC部件。將一組熔絲116包括在熔絲盒118中并以可去除結(jié)構(gòu)位于熔絲座120中。每個(gè)熔絲與其相應(yīng)的電路串聯(lián)并且具有與那個(gè)電路所具有的電流匹配的安培數(shù)。熔絲額定電流是在發(fā)生短路或部分電路通過大量電流的情況下，過剩電流破壞主要部件之前，其跳閘或熔斷時(shí)的電流。
圖12表示用在汽車電路中的典型的熔絲。熔絲130具有保護(hù)在諸如電子管138的絕緣殼內(nèi)的電阻元件132。該元件132的電阻將該熔絲的額定電流確定為與較高額定對應(yīng)的較高電阻值，其中較低電阻為該熔絲提供低額定電流。連接到熔絲兩端的導(dǎo)電頭134和136通過位于熔絲座120中可與導(dǎo)電插座接觸，如圖11所示。
參考圖13，描述了電子測試器的外部結(jié)構(gòu)，表示該測試器的外殼和外部特征的例子。外殼181保持和保護(hù)電氣系統(tǒng)的電路以及在其外表面上提供用于指示器以及連接到其他設(shè)備的各種端子。LED窗口182以及報(bào)警音頻輸出186提供可感知診斷指示器。將隔板184放置在外殼181的一個(gè)表面上并提供用于允許該測試器為便攜式的可移動(dòng)電池的位置。另外，AC適配器可連接到AC出口185，用于當(dāng)不使用電池時(shí)，提供能源。連接器出口188提供用于插測試器塞繩154的端子，反過來，測試器塞繩154連接到具有插頭插入部分152的測試器入口插頭150。實(shí)現(xiàn)一對可去除端子諸如接線夾或其他適當(dāng)?shù)倪B接器以便將測試器入口插頭連接到熔絲座120兩端的熔絲電路，如圖11所示。外殼181進(jìn)一步包括刻度盤190，該刻度盤190掃描標(biāo)記成表示用于測試的額定電流刻度的電流刻度192。該刻度盤從電流刻度選擇額定電流并將該測試器設(shè)置為汽車電路典型的電流。
圖14中示出了電氣系統(tǒng)測試器的電路圖的例子。該測試器包括一對端子220，以便通過熔絲座120使用，如圖11所示，電阻器R1通常與機(jī)電式繼電器200的開路觸點(diǎn)串聯(lián)電連接。該觸點(diǎn)暫時(shí)和重復(fù)閉合以便由電源通過輸入端和電路中的熔絲座產(chǎn)生短持續(xù)時(shí)間電流脈沖。在R1的兩端逐步形成根據(jù)歐姆定律流過該電阻器的電流確定的輸入電壓。
將該輸入電壓通過應(yīng)用到由二極管D1-D4組成的全橋整流器202以提供通過限流電阻器R2的正電壓信號。該輸入電壓與該輸入端兩端的觸點(diǎn)對的連接方向無關(guān)。即，使用全橋整流器允許連接熔絲座兩端的觸點(diǎn)而無需依從極性，從而加速測試過程。在全橋整流器中，電流流過在任何一個(gè)方向中的兩個(gè)二極管。在鍺二極管的情況下，例如，總電壓降為約0.6伏，其為每個(gè)二極管兩端的0.3伏電壓降的兩倍。
將電容器C1連接在整流器端子兩端并通過電阻器R1由輸入電壓脈沖充電。C1-R1的網(wǎng)絡(luò)提供低通濾波器功能并暫時(shí)存儲輸入電壓。將電容器C1兩端的存儲電壓提供給由第一運(yùn)算放大器204和電阻器R3-R6組成的不同放大器電路。選擇電阻器值以提供放大級增益-1。運(yùn)算放大器可以是分立部件或在單一芯片，諸如LM324，上具有多個(gè)放大器IC1的集成電路的一部分。將該放大器的輸出提供給電路中的公共總線作為參考并且向與通過C1的電壓同步的負(fù)電源干線-V脈動(dòng)。
通過電阻器R7將來自差動(dòng)放大器的輸出連接到由第二運(yùn)算放大器206組成的電壓比較器電路。由分壓電路提供用于表示熔斷或去除熔絲的額定安培數(shù)的跳閘點(diǎn)基準(zhǔn)，該分壓電路由電阻器R8-R10組成并連接在公共電路和負(fù)電源干線-V之間。電阻器R9是安裝在外殼的前面板上的可調(diào)整電阻器或電位計(jì)，用于選擇比較器跳閘點(diǎn)。如圖13所示，將刻度盤190連接到運(yùn)算放大器204的負(fù)輸入端上的電阻器R9的桿上并選擇刻度192上不同的安培數(shù)設(shè)定值。改變電阻值操作者便于根據(jù)熔斷或去除熔絲的額定安培數(shù)來調(diào)整測試器。為了穩(wěn)定性，連接在運(yùn)算放大器206兩端的電阻器R11作為反饋電阻器向比較器提供磁滯。電容器C5連接在運(yùn)算放大器206的負(fù)輸入和負(fù)電源之間以便最小化比較器基準(zhǔn)上的噪聲。
當(dāng)比較器輸出很高時(shí)，使用來自比較器的輸出來開關(guān)報(bào)警器208。通過電阻器R12將比較器輸出連接到驅(qū)動(dòng)晶體管Q1、激勵(lì)報(bào)警器208來實(shí)現(xiàn)開關(guān)。報(bào)警器生成將從音頻報(bào)警器186輸出的可聽報(bào)警聲，如圖13所示。報(bào)警器可以是高亮指示器或生成任何人為可感知信號的裝置。例如，報(bào)警發(fā)聲器MSR-320可用來生成可聽報(bào)警信號。在電容器C1兩端的電壓仍然高于該比較器的定點(diǎn)電壓的周期期間，該報(bào)警繼續(xù)。該時(shí)間周期基本上比閉合繼電器觸點(diǎn)以允許由操作者可聽感知長。用于報(bào)警的典型的按時(shí)周期可約為100毫秒。
進(jìn)一步參考圖14，配置脈動(dòng)非穩(wěn)態(tài)振蕩器以便生成繼電器200兩端的控制脈沖，該繼電器暫時(shí)和重復(fù)閉合觸點(diǎn)220間的電路。因此，通過測試中的電氣系統(tǒng)生成來自該電源的電流脈沖。振蕩器包含運(yùn)算放大器210和電阻器R13-R16，其中電阻器R14連接在運(yùn)算放大器兩端作為反饋電阻器。電阻器R15和R16每一個(gè)與穩(wěn)定二極管D5和D6中的一個(gè)串聯(lián)并連接在運(yùn)算放大器210的兩端。電阻器R15和二極管D5設(shè)置輸出電流脈沖持續(xù)時(shí)間，而電阻器R16和二極管D6設(shè)置該脈沖串的重復(fù)率。電容器C2連接在運(yùn)算放大器210的負(fù)輸入端以及負(fù)電源間。
如圖14所法，振蕩器的輸出通過電阻器R17驅(qū)動(dòng)晶體管Q2。當(dāng)該振蕩器的輸出很低持續(xù)約10毫秒時(shí)，接通晶體管。在其接通狀態(tài)，晶體管Q2使繼電器200的線圈通電，從而根據(jù)該電氣系統(tǒng)測試器，如上所述閉合設(shè)置在熔絲板兩端的觸點(diǎn)。電阻器R18、分流晶體管Q2，確保當(dāng)運(yùn)算放大器的高輸出落在低于正電源干線+V約1.5伏時(shí)斷開晶體管Q2。因此，當(dāng)晶體管Q2接通和斷開并在其接通狀態(tài)時(shí)向繼電器200的線圈通電時(shí)可暫時(shí)和重復(fù)閉合觸點(diǎn)220。另外，二極管D7位于開關(guān)200兩端，并且當(dāng)生成電流脈沖時(shí)，分流在繼電器線圈200兩端感應(yīng)生成的噪聲尖峰。
運(yùn)算放大器210的輸出進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)指示器裝置通知在電流脈沖接通的時(shí)間周期的測試器的操作者。指示器裝置可以是發(fā)光二極管(LED)、音頻報(bào)警器或任何可感知信號。例如，如圖16所示，LED212通過電阻器R19連接在運(yùn)算放大器210的輸出和負(fù)電源之間。LED212當(dāng)振蕩器的輸出為高持續(xù)約1秒時(shí)發(fā)亮以表示生成了電流脈沖。LED212可安裝在測試器外殼盒181上的一個(gè)LED窗口182上。
代替分立電路的微處理器可用來控制暫時(shí)閉合熔絲座兩端的觸點(diǎn)以便由通過該電氣系統(tǒng)的電源生成電流脈沖。這種系統(tǒng)的例子在圖15中所示，表示基于微處理器的系統(tǒng)300，其包括微處理器302、存儲器裝置304和用于傳送信息和指令的I/O端口306。將微處理器302編程成生成用于暫時(shí)和重復(fù)閉合熔絲板120兩端的電路，如圖11所示的預(yù)定頻率和脈沖寬度的控制脈沖。進(jìn)一步將處理器編程為將來自電源受測試中的電路流過的電流脈沖的大小與由熔斷或去除熔絲的額定電流設(shè)置的基準(zhǔn)電流值進(jìn)行比較。模擬數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器是用于從如圖13所示的刻度盤190接收電流設(shè)定值，并向微處理器302提供數(shù)字電流閥值設(shè)定值的入口。另外，A/D轉(zhuǎn)換器308接收并轉(zhuǎn)換受測試電路流過的電流電平以提供與電路流過的過剩電流一致的數(shù)字電流脈沖讀數(shù)。然后，通過I/O端口306將該電流脈沖讀數(shù)發(fā)送到微處理器302。
微處理器將來自測試中的電路的電流脈沖讀數(shù)與熔絲的額定閥值進(jìn)行比較。如果電氣系統(tǒng)流過比閥值電流更多的電流，生成信號320以接通報(bào)警器，表示存在通過該電氣系統(tǒng)的電流超出其相應(yīng)熔絲的額定值。進(jìn)一步編程該微處理器以保持該報(bào)警器為開啟足夠長，以便操作者感知到該信號。該信號可以是可聽、可視信號，諸如LED等等。與參考圖14所述的那些類似的其他指示器可通過微處理器的輸出信號激活。圖15進(jìn)一步顯示通過I/O端口連接到微處理器的顯示裝置310和輸入裝置312，用于編程基于微處理器的系統(tǒng)以及執(zhí)行測試。
參考圖16(A)，控制脈沖400表示暫時(shí)和重復(fù)閉合熔斷或去除熔絲的熔絲板兩端的觸點(diǎn)的圖形。該脈沖的重復(fù)率可大約為每秒鐘一脈沖。控制脈沖以具有10-20ms范圍內(nèi)的寬度?？删幊袒蛟O(shè)計(jì)圖15的微控制器以及圖14的電路以提供指定頻率和持續(xù)時(shí)間內(nèi)的控制脈沖。
圖16(B)表示具有與控制脈沖400相同的頻率、表示受測試電路從電源流過的電流的電流脈沖450。電流電平470表示指定基準(zhǔn)電流值或表示由圖13中所示的外殼180的前端的刻度盤設(shè)置的熔斷或去除熔絲的額定電流的閥值電平。電流脈沖460顯示由電路從電源流過的電流，在存在短路或部分電路流過過多電流的情況下，該電流可超過閥值電平470。比較器電路或基于編程微處理器系統(tǒng)將脈沖460的振幅與閥值電流電平470進(jìn)行比較。測試器在檢測到該電路流過指定基準(zhǔn)電流時(shí)，生成可感知報(bào)警。
磁性檢測器可用來當(dāng)檢測到該電路流過過多電流時(shí)找出短路。檢測器指示在由于重復(fù)開關(guān)操作的結(jié)果的暫時(shí)高電流脈沖期間環(huán)繞短路線路的磁場。在圖17中描述了這種磁性傳感器的一個(gè)例子，表示具有外殼508的傳感器500，在該外殼連接用于檢測磁場的導(dǎo)電環(huán)506。端口510和512分別提供對地和電源的連接。用位于顯示窗口502中的針504或其他類型的指示器，諸如帶狀量規(guī)或數(shù)字顯示器的偏轉(zhuǎn)表示存在磁場。通過沿測試中的電路的導(dǎo)線移動(dòng)該磁性傳感器，當(dāng)該檢測停止指示電流時(shí)，找出短路。該磁性傳感器可以是單獨(dú)的部件或與公開的電氣系統(tǒng)測試器的集成部分。可對測試器的外殼做其他的修改以便提供與該測試器連接的集成或可拆卸磁性傳感器。
圖13-15的電氣系統(tǒng)測試器從9伏電池和在負(fù)電源干線-V和公共電路間提供5伏穩(wěn)定電源的穩(wěn)壓器得到電源。很顯然，可包括另外的電源裝置。根據(jù)特定的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)，可去除電源單元、AC轉(zhuǎn)接器以及其他的電源可增加到該測試器。電源可以是插入具有或不具有與AC轉(zhuǎn)接器連接的端口的電池插座中的可去除部件。
在所述電氣系統(tǒng)測試器中的電源能具有根據(jù)特定應(yīng)用的各種結(jié)構(gòu)。例如，電源可以是以各種類型的能提供必要電源的電池的形式。電池可以是常規(guī)的堿性電池、高質(zhì)量鋰離子電池，或定制的電池。電池可以是可充電的，以便提供方便和重復(fù)使用。這種可充電電池是以鎳鎘(NiCd)或鎳氫(NiMH)電池的形式。然而，應(yīng)當(dāng)注意能提供必需電源輸出的任何其他類型的可充電電池可用在本電氣系統(tǒng)測試器中。
很顯然，所公開的電氣系統(tǒng)測試器的結(jié)構(gòu)可以是提供緊湊、手持或簡單的形式的設(shè)備?？捎锰峁┡鲎脖Ｗo(hù)的材料構(gòu)成該測試器以便該測試器能承受從各種高度落下。
在此公開的實(shí)施例可包括任何可用適當(dāng)?shù)碾妷涸?，諸如電池、交流發(fā)電機(jī)等等，提供任何適當(dāng)?shù)碾妷海T如約13伏、約43伏等等。
在此描述的實(shí)施例可與任何所需系統(tǒng)或發(fā)動(dòng)機(jī)一起使用。那些系統(tǒng)或發(fā)動(dòng)機(jī)可包括利用化石燃料，諸如汽油、天然氣、丙烷等等、諸如由電池、永磁發(fā)電機(jī)、太陽能電池等等、風(fēng)和混合物或其結(jié)合生成的電氣的產(chǎn)品。那些系統(tǒng)或發(fā)動(dòng)機(jī)可包括到另一系統(tǒng)中，諸如汽車、卡車、小舟或船、摩托車、發(fā)電機(jī)、飛機(jī)等等中。
圖13-15所述的測試器有利地允許操作者測試由電氣系統(tǒng)的電流是否超出指定基準(zhǔn)電流值，該電流是由通過該系統(tǒng)的高頻電流脈沖產(chǎn)生的。指示器通知存在高于基準(zhǔn)電流值的電流電平。然后操作者在短的時(shí)間周期內(nèi)確定電路故障的位置而不會長期將電氣系統(tǒng)暴露于在每個(gè)脈沖期間由系統(tǒng)發(fā)送的有破壞性的高電流電平。
從上文，可以看出已經(jīng)提供了用于測試短路或接地電路的改進(jìn)的測試裝置，其提供可視或可聽指示并可直接插入各種不同類型的熔絲板中來代替將受測試的裝有熔絲的電路的熔絲，同時(shí)在測試期間提供有效的過載保護(hù)。
盡管已經(jīng)示出和描述了具體的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到在不脫離在其較寬方面中的測試技術(shù)的原理的情況下，可做出改變和修改。僅通過示例提供在上述說明書和附圖中所述的內(nèi)容而不是作為限制。
權(quán)利要求
1、一種用于對電氣系統(tǒng)的過多電流進(jìn)行測試的測試器，所述系統(tǒng)由電源供電，并包括用于具有預(yù)定額定值的熔絲的熔絲座，所述測試器包括
一對觸點(diǎn)，電連接在所述熔絲座的兩端；
開關(guān)，與所述觸點(diǎn)連接并可與所述電源連接，可暫時(shí)閉合所述開關(guān)以便將電流脈沖傳遞到所述熔絲座；
控制器，與所述開關(guān)連接，控制所述開關(guān)重復(fù)地暫時(shí)閉合；
比較器，將所述電流脈沖的大小與指定基準(zhǔn)電流值進(jìn)行比較；以及
指示器，當(dāng)所述電流脈沖的大小超過所述指定基準(zhǔn)電流值的大小時(shí)，產(chǎn)生可感知信號。
2、如權(quán)利要求1所述的測試器，其特征在于，在具有所述觸點(diǎn)對的電路中進(jìn)一步包括整流器，所述整流器產(chǎn)生與連接到所述觸點(diǎn)對的極性無關(guān)的輸入電壓信號。
3、如權(quán)利要求1所述的測試器，其特征在于，所述控制器包括生成預(yù)定寬度和頻率的控制脈沖的振蕩器。
4、如權(quán)利要求3所述的測試器，其特征在于，所述控制脈沖的脈沖寬度在大約10-20毫秒的范圍內(nèi)以及脈沖重復(fù)率為每秒約1個(gè)周期。
5、如權(quán)利要求1所述的測試器，其特征在于，進(jìn)一步包括與所述觸點(diǎn)對串聯(lián)的電阻器以及連接到所述電阻器的差動(dòng)放大器，所述差動(dòng)放大器檢測所述電阻器兩端的電壓降。
6、如權(quán)利要求1所述的測試器，其特征在于，所述比較器包括運(yùn)算放大器。
7、如權(quán)利要求1所述的測試器，其特征在于，進(jìn)一步包括微處理器，編程用于
(a)暫時(shí)閉合所述開關(guān)以便通過所述電氣系統(tǒng)的電源生成電流脈沖；
(b)將所述電流脈沖的大小與指定基準(zhǔn)電流值進(jìn)行比較；以及
(c)當(dāng)所述電流脈沖的大小超過所述指定基準(zhǔn)電流值的大小時(shí)，產(chǎn)生可感知信號。
8、如權(quán)利要求7所述的用于測試電氣系統(tǒng)的裝置，其特征在于，重復(fù)所述步驟(a)至(c)以產(chǎn)生具有預(yù)定寬度和頻率的電流脈沖。
9、如權(quán)利要求8所述的用于測試電氣系統(tǒng)的裝置，其特征在于，所述電流脈沖寬度為約10-20毫秒以及脈沖重復(fù)率為每秒約一個(gè)周期。
10、一種對電氣系統(tǒng)超過指定值的電流進(jìn)行測試的方法，所述系統(tǒng)由電源供電并包括用于具有預(yù)定額定值的熔絲的熔絲座，所述方法包括步驟
將一對觸點(diǎn)連接在所述熔絲座兩端；
暫時(shí)閉合所述觸點(diǎn)間的電路以便由通過所述電氣系統(tǒng)的電源產(chǎn)生電流脈沖；
將所述電流脈沖的大小與指定基準(zhǔn)電流值進(jìn)行比較；以及
當(dāng)所述電流脈沖的大小超過所述指定基準(zhǔn)電流信號的大小時(shí)，產(chǎn)生可感知信號。
11、如權(quán)利要求10所述的測試電氣系統(tǒng)的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括
重復(fù)所述暫時(shí)閉合所述觸點(diǎn)間的電路的步驟以便通過所述電氣系統(tǒng)產(chǎn)生重復(fù)的電流脈沖。
12、如權(quán)利要求11所述的測試電氣系統(tǒng)的方法，其特征在于，以每秒1個(gè)脈沖的速率產(chǎn)生電流脈沖。
13、如權(quán)利要求12所述的測試電氣系統(tǒng)的方法，其特征在于，每個(gè)電流脈沖具有在10-20毫秒范圍內(nèi)的持續(xù)時(shí)間。
14、如權(quán)利要求10所述的測試電氣系統(tǒng)的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括根據(jù)為連接到所述熔絲座而指定的熔絲的額定電流，設(shè)定指定基準(zhǔn)電流值的步驟。
15、如權(quán)利要求14所述的測試電氣系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述指定基準(zhǔn)電流值是通過調(diào)整可變電阻器來設(shè)置。
16、如權(quán)利要求10所述的測試電氣系統(tǒng)的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括通過所述系統(tǒng)，與所述觸點(diǎn)對的極性無關(guān)地生成正電壓信號的步驟。
17、如權(quán)利要求10所述的測試電氣系統(tǒng)的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括當(dāng)產(chǎn)生可感知信號時(shí)，確定短路位置的步驟。
18、一種用于測試電氣系統(tǒng)的測試器，包括熔絲座，用于具有預(yù)定額定電流負(fù)載的熔絲，所述裝置包括
一對觸點(diǎn)，電連接到所述熔絲座；
斷路器，電連接到所述觸點(diǎn)對，并具有與所述熔絲相同的預(yù)定額定電流負(fù)載；以及
指示器，當(dāng)在所述斷路器中存在過電流情形時(shí)，產(chǎn)生可感知信號。
19、如權(quán)利要求18所述的測試器，其特征在于，進(jìn)一步包括具有所述斷路器的外殼，將所述觸點(diǎn)對剛性連接到所述外殼。
20、如權(quán)利要求18所述的測試器，其特征在于，進(jìn)一步包括外殼以及將所述觸點(diǎn)對連接到所述外殼的導(dǎo)線。
21、如權(quán)利要求18所述的測試器，其特征在于，進(jìn)一步包括具有減少寬度和厚度、連接到所述觸點(diǎn)對的突出部分的外殼。
22、如權(quán)利要求21所述的測試器，其特征在于，所述觸點(diǎn)對與另一對觸點(diǎn)相同，其中所述另一對觸點(diǎn)是所述熔絲的觸點(diǎn)。
23、如權(quán)利要求22所述的測試器，其特征在于，所述斷路器是自復(fù)位熱斷路器。
24、多個(gè)用于測試電氣系統(tǒng)的測試器，其包括用于具有多個(gè)預(yù)定額定負(fù)載中的一個(gè)熔絲的熔絲座，每個(gè)測試器包括
一對觸點(diǎn)，電連接到所述熔絲座；
斷路器，電連接到所述觸點(diǎn)對，并具有與多個(gè)預(yù)定額定電流負(fù)載中的一個(gè)；以及
指示器，當(dāng)在所述斷路器中存在過電流情形時(shí)，產(chǎn)生可感知信號。
25、如權(quán)利要求24所述的多個(gè)測試器，其特征在于，一個(gè)測試器的所述斷路器具有不同于另一個(gè)測試器的所述斷路器的預(yù)定額定負(fù)載電流。
26、如權(quán)利要求24所述的多個(gè)測試器，其特征在于，一個(gè)測試器進(jìn)一步包括具有所述斷路器的外殼，其中所述觸點(diǎn)對剛性連接到所述外殼。
27、如權(quán)利要求24所述的多個(gè)測試器，其特征在于，一個(gè)測試器進(jìn)一步包括外殼以及將所述觸點(diǎn)對連接到所述外殼的導(dǎo)線。
28、如權(quán)利要求24所述的多個(gè)測試器，其特征在于，一個(gè)測試器進(jìn)一步包括具有連接到所述觸點(diǎn)對的減小寬度和厚度的突出部分的外殼。
29、一種測試電氣系統(tǒng)的方法，所述系統(tǒng)包括用于具有預(yù)定額定值的熔絲的熔絲座，包括
提供分別具有斷路器的多個(gè)測試器，所述斷路器分別具有預(yù)定的額定電流負(fù)載；
從所述多個(gè)測試器選擇具有其預(yù)定額定電流負(fù)載與用于所述熔絲座的所述熔絲的預(yù)定額定值匹配的斷路器的測試器；
將所選擇的測試器的觸點(diǎn)連接到所述熔絲座的兩端；以及
通過所述斷路器提供過電流情形的可感知指示。
30、一種用于測試電氣系統(tǒng)的測試器，所述系統(tǒng)包括用于具有多個(gè)預(yù)定額定值中的一個(gè)的熔絲的熔絲座，所述測試器包括
指示部件，包括電連接到所述熔絲座的第一對觸點(diǎn)，和電連接到所述第一對觸點(diǎn)的第二對觸點(diǎn)以及連接到所述第二對觸點(diǎn)的指示器；以及
斷路模件，具有用于可移動(dòng)地連接到所述第二對觸點(diǎn)的第三對觸點(diǎn)，所述斷路模件包括具有預(yù)定額定電流負(fù)載的斷路器；
其中當(dāng)在所述斷路模件中存在過電流情形時(shí)，所述指示器產(chǎn)生可感知信號。
31、如權(quán)利要求30所述的測試器，其特征在于，進(jìn)一步包括具有所述指示器的外殼，外螺紋和內(nèi)螺紋接頭中的一個(gè)包括所述第二對觸點(diǎn)并且由所述外殼容納，外螺紋和內(nèi)螺紋接頭中的另一個(gè)包括所述第三觸點(diǎn)對并且由所述第一斷路模件所容納，以及所述外螺紋接頭可移動(dòng)地插入所述內(nèi)螺紋接頭，用于電連接所述第二和第三觸點(diǎn)對。
32、如權(quán)利要求31所述的測試器，其特征在于，所述外螺紋和所述內(nèi)螺紋接頭中的一個(gè)包括位于外殼中的插座并且所述第一斷路模件可移動(dòng)地插入所述插座，用于電連接所述第二和第三觸點(diǎn)對。
33、如權(quán)利要求30所述的測試器，其特征在于，進(jìn)一步包括具有用于可移動(dòng)地連接到所述第二觸點(diǎn)對的第四觸點(diǎn)對的另一斷路模件，所述另一斷路模件包括具有另一預(yù)定額定電流負(fù)載的另一斷路器。
34、如權(quán)利要求33所述的測試器，其特征在于，所述預(yù)定額定電流負(fù)載不同于所述另一預(yù)定額定電流負(fù)載。
全文摘要
在一種形式中，本發(fā)明涉及用于測試電氣系統(tǒng)，諸如用于汽車的測試器，開發(fā)成反復(fù)提供的、短的持續(xù)時(shí)間控制電流脈沖來降低通過電氣系統(tǒng)的負(fù)載電流。操作者將一對輸入觸點(diǎn)連接在熔絲座兩端。暫時(shí)和重復(fù)閉合輸入觸點(diǎn)間的電路以便由通過該系統(tǒng)的電源產(chǎn)生重復(fù)的電流脈沖。當(dāng)該電流脈沖的大小超過指定基準(zhǔn)電流值的大小時(shí)，產(chǎn)生可感知信號。在另一種形式中，將用于電氣系統(tǒng)的測試器設(shè)計(jì)成插入熔絲盒的熔絲端中。該測試器能包括多個(gè)可互換的斷路器模件以便允許將測試器用在具有不同額定電流的電路上。
文檔編號G01R31/00GK1576866SQ0315235
公開日2005年2月9日 申請日期2003年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月29日
發(fā)明者托馬斯·P·貝克爾, 丹尼爾·D·里昂伯格, 馬修·D·克拉斯, 威廉·G·布魯諾 申請人:斯耐普昂技術(shù)公司