專利名稱:安全萬用電表的制作方法
本實用新型涉及一種安全萬用電表，屬于電工測量儀表技術(shù)領(lǐng)域：
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目前市售的指針式萬用電表，均無可靠的防誤測導致電表損壞的安全保護設(shè)施，因此如果操作者對電表使用不熟練，或者操作者失誤，往往會造成電表內(nèi)元件，乃至表頭線圈、游絲或指針的損壞。簡單地采用二極管和保險絲進行保護，雖對表頭能起某些保護作用，但對許多元件仍不能起到保護，且保險絲燒斷從而使測量中斷的頻度更高。
本實用新型目的在于提供一種主要不是依靠保險絲保護，即能可靠地防止由于誤測而導致電表本身損壞的安全萬用電表。
本實用新型的技術(shù)解決方案是在不影響萬用電表測量精度和技術(shù)規(guī)范，基本上不改變現(xiàn)有萬用電表主體結(jié)構(gòu)和測量習慣的前提下，(1)，在通過表頭電路的主測量回路中串聯(lián)一個在正常測量電流通過時其電阻相對較小且電阻呈線性變化的限流耐壓器Ⅰ，見附圖2，用以限制通過測量回路的最大過載電流，承受大部或一部分過載電壓；(2)，對各測量回路中需要專門保護的部份并聯(lián)一個分流作用足夠大的鉗位器Ⅱ，見圖2，使正常測量電流不會泄漏而過載的大部份電流由鉗位器旁路掉，保證需要保護部份的端電壓限制在允許范圍之內(nèi)，一般為10V以下；(3)，根據(jù)不同的表頭，不同的測量量限，不同的精度等級要求，在表頭及其串聯(lián)的調(diào)節(jié)電阻RBa的電路FD間聯(lián)接表頭保護器Ⅲ，再對表頭作進一步的保護，以降低最大允許過載之幾率。
由于采取了上述措施，本實用新型所述的安全萬用電表，在市電220V和工業(yè)用電380V環(huán)境電壓下，不管任何誤操作均不會造成電表本身的損壞，且大部份量限無須保險絲保護。在糾正誤操作后，迅速恢復正常測量。
附圖簡介如下附圖1是現(xiàn)有萬用電表原理圖；附圖2是本實用新型安全萬用電表電原理圖；附圖3為本實用新型安全萬用電表實施例安全萬用示教電表主體電路。
下面結(jié)合附圖對本實用新型加以詳細敘述參見圖1，圖2。
1，在通過表頭電路AD的主測量回路，即“－”→A→D→“＋”→“－”中，在負接線柱“－”與A點之間串接一個限流器Ⅰ。此限流器的技術(shù)規(guī)格根據(jù)不同表型、條件和精度要求可以是(1)耐壓220V以上；(2)限流大小在0.035A至1.5A范圍內(nèi)選擇；(3)在常溫下線性電阻為500歐以下選擇。Ⅰ在220伏條件下，相當于8－300瓦的白熾燈泡。由于Ⅰ的串入，如果不改變原有萬用電表AD段串并聯(lián)總電阻，勢必增加“－”至D這一段電路的總電阻。故此安全萬用電表根據(jù)Ⅰ的線性電阻的大小，相應地減少AD段的內(nèi)阻以維持本實用新型電表“－”至D段總電阻和普通萬用電表這一段電路的總電阻相同。
2，按某一予定電壓值，但必須大于表頭靈敏度電壓4倍，一般為0.5V以上，最好按內(nèi)附電源E的1.5V電壓值，劃定各測量回路的保護區(qū)，并把那些需要保護的元件配置在此保護區(qū)內(nèi)，即配置在A至擋位開關(guān)滑動臂K之間。按此原則，電阻各擋RR1，RR2，WR及表頭電路中各元件均置于此保護區(qū)內(nèi)。而電流擋需要重新安排，分流電阻大于限流器線性電阻值的小電流擋的分流電阻RIA置于此區(qū)內(nèi)，而分流電阻較小的大電流擋之RIB置于此保護區(qū)外，以免造成其內(nèi)阻過大，RIb由保險絲保護。大于1.5V的直流電壓擋分壓電阻RV，以及＞0.5V的交流電壓擋分壓電阻RS，置于保護區(qū)外，適當加大功率以自?；蛄聿扇”Ｗo措施。對上述需要保護的部份即A→K這一段并聯(lián)一個鉗位器Ⅱ，以鉗制加于這段電路的電壓而不至造成表頭及表頭以外的各元件的損害。根據(jù)最經(jīng)濟的原則此鉗位器Ⅱ的要求是(1)不泄漏的電壓應≥1.6V；(2)鉗位電壓不大于10V；(3)分流作用至少大于限流器最大電流50％。此鉗位器可采用的元件有晶體二極管、三極管、穩(wěn)壓管、發(fā)光二極管、晶閘管，以及由它們組成的電路，如全橋、半橋等。利用發(fā)光二極管或雙向三色發(fā)光二極管可兼作過載指示器。
3，由于不漏電電壓和鉗位電位之間范圍比較大，因此用鉗位器保護尚不能絕對保證表頭的安全，尤其是采用大中型管時。因此在表頭及其串聯(lián)調(diào)節(jié)電阻RBa的電路FD間聯(lián)接表頭保護器Ⅲ，對表頭作進一步的保護。表頭保護器對表頭的正向過載，以三極管Vbe作為鉗制表頭及其串聯(lián)電阻RBa兩端之電壓，而用Vce保護表頭，當三極管飽和導通時Uce減少，從而減少表頭最大允許過載之幾率。當交流擋采用半波整流時，為了保證半波峰值不被削去而影響測量精度，故表頭保護器Ⅲ的正向死區(qū)電壓應大于表頭及其串聯(lián)電阻RBa的靈敏度電壓的2]]>／0.45倍，即3.14倍。采用全波整流則可降為1.57倍。故此表頭最大允許過載定為400％，交流擋錯誤地測量了直流時，即有可能達到此過載量，但這是一般表頭所能承受的。表頭保護器尚可對不同測量回路進行專門的以降低過載率的保護。
參見圖3，詳細介紹本實用新型的實施例，當安全萬用示教電表表頭靈敏度Ig＝163μA，表頭內(nèi)阻Rg＝1050歐時，按直流每伏5KΩ，交流每伏2.4KΩ設(shè)計。它由一個四刀五擋位的波段開關(guān)選擇擋位“G”檢流計；R×100電阻擋；“－”直流擋；“～”交流擋以及＞25mA交直流電流擋。
波段開關(guān)中K3和K4用以配合各擋位串入或不串入保險絲RD2。當置于＞25mA擋時，串入RD2用以保護并接在附件接線柱LN之間的分流電阻，此時測試筆正接線柱至K1和分流電阻的電路是“＋”→RD2→e3→K3→I→K4→e4→d3→a3→K1“＋”→RD2→e3→K3→N→分流電阻由此可見RD2串入了總回路，保護了分流電阻及主測量回路，但此時限流器Ⅰ，包括Z和RZ，仍然是串在主電路中起著限流作用的。
其它四擋無需保險絲RD2保護，路徑是“＋”→a4→K4→Ⅰ→K3→a3→K1。
此時即使將分流電阻并接在LN上，但由于有I限流，故不至造成分流電阻的損壞。
由I限流后流至K1的電流分別通過擋位擇選開關(guān)K1的五個擋位觸點流向D點，而在K1和D之間并聯(lián)了鉗位器Ⅱ進行保護著這五條電路。
1，G檢流計擋由K1→D的電路是K1→G→A→RBb→RBa→Rg→D和K1→G→A→WR→RBc→D表頭反向保護用鍺管BG2，本例用PNP，如使用NPN型應注意按極性接好，所有其它各擋的表頭反向保護均共用此管，可保證最大反向過載電壓不超過0.2V。檢流計正向過載保護使用BG4，亦為PNP型鍺管，其基極和集電極連接后通過a2、K2與表頭負端即D點聯(lián)通，而發(fā)射極一端通過RBa與表頭正端相接，因此亦能保證本擋最大正向過載不超過0.2V。正反向采用同一管型和同參數(shù)的管子。可以保證本擋在誤測了交流電壓時指針基本不動。
2，R×100電阻擋這段的路徑是K1→R×100→E→RR1→WR→A→RBb→RBa→Rg→DK1→R×100→E→RR1→WR→RBC→DK1→R×100→E→RR2→D2→K2→D表頭的正向保護用D5，通過它對RR1的調(diào)節(jié)，可保證表頭最大正向過載不大于0.4V。
3，“－”直流擋與G擋不同的是在C1和G之a(chǎn)1間串入了一個RV1，正向保護不是BG4(此時已開路)而是D6，并通過它對RV1的調(diào)節(jié)，可保證本擋最大正向過載電壓不超過0.4V。
4，“～”交流擋K1→D的路徑是K1→～→BG5→RBb→RBa→Rg→DK1→～→BG5→RB6→WR→RBC→D對表頭的正向保護采用了BG1，BG3，D3和D4，所以采用了此多元件，這是由于Rg＋RBa兩端的靈敏度電壓為0.19V有效值，此時半波峰值可達0.6V，而一個中小功率硅管死區(qū)電壓只有0.45伏，為加深此死區(qū)串接了BG3和D3的兩個PN結(jié)。當FD兩端電壓≥0.8V時，BG1和BG3開始導通，BG1之Uce下降從而使表頭電壓由最大過載回落，為防止飽和導通時Uce降落過多而使表指返回，因此以D4鉗位。
5，＞25mA擋直接和G聯(lián)通，其正向保護共用交流擋表頭保護電路，反向仍然為BG2
過D后電流流經(jīng)RD1，此保險絲有兩個作用，一是保護限流器之白熾燈Z，Z短期內(nèi)可承受380伏電壓，再過載則由RD1切斷電路；二是此表尚存在一不安全因素，即當電壓直接誤接在M和N上時，由于此時未通過限流器，將危及鉗位器及表頭保護電路，雖此種可能極小，但因外露，故串接此保險絲加以保護。其它附件同于普通萬用表，不再敘述。
權(quán)利要求
1.一種安全萬用電表，包括表頭電路、測量回路，內(nèi)附電源、轉(zhuǎn)換開關(guān)、正負接線柱，其特征在于通過表頭電路AD的主測量回路中串聯(lián)限流器Ⅰ，在各測量回路中需要保護的部分并聯(lián)一個分流作用足夠大的鉗位器Ⅱ，在表頭及其串聯(lián)的調(diào)節(jié)電阻RBa的電路FD間聯(lián)接表頭保護器Ⅲ。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的安全萬用電表，其特征在于所述限流器耐壓220伏以上，限流大小在0.035安至1.5安范圍內(nèi)選擇，線性電阻在500歐以下選擇。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的安全萬用電表，其特征在于所述的鉗位器在不漏電電壓為0.5V以上，鉗位電位為10V以下范圍內(nèi)選擇。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述安全萬用電表，其特征在于所述表頭保護器，保證表頭最大允許過載不超過400％。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述安全萬用電表，其特征在于通過表頭電路AD的主測量回路，包括電壓各擋，小電流擋和大電阻擋，均由耐壓限流器I保護。
專利摘要
一種安全萬用電表，其主要技術(shù)特征在于在通過表頭電路的主測量回路中串聯(lián)一個在正常測量電流通過時其電阻相對較小且電阻呈線性變化的限流耐壓器；對各測量回路中需要保護的部分并聯(lián)一個分流作用足夠大的箱位器；在表頭與調(diào)節(jié)電阻串聯(lián)后的兩端間接表頭保護器，在市電220伏和工業(yè)用電380伏的情況下，任何誤操作均不會造成電表本身的損壞，且大部分量限無需保險絲保護，在糾正誤操作后，迅速恢復正常測量。
文檔編號G01R19/00GK87202243SQ87202243
公開日1987年11月4日 申請日期1987年2月16日
發(fā)明者唐持 申請人:唐持導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan