專利名稱：具有密封的輸入插孔檢測裝置的數(shù)字萬用表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及數(shù)字萬用表。更具體地說，本發(fā)明涉及具有改進的 插孔檢測裝置的數(shù)字萬用表。
背景技術(shù)：
數(shù)字萬用表(DMM)可測量維修、故障排除和維護所需要的多個電參數(shù)。 這些參lt可以包括交流電壓和電流，直流電壓和電流，電阻和連續(xù)性。在 一些情況下，DMM可以測量例如電容和溫度一類的其他參數(shù)。
通常，DMM構(gòu)造成手持的裝置，它具有旋鈕，利用該旋鈕選擇各種功 能。在裝置的殼體(即殼)中設(shè)有多個與測試引線連接的引線插孔。使用的具 體插孔可取決于選擇的功能。LCD顯示器提供測試參數(shù)的讀數(shù)。
對于至少一些插孔，萬用表希望"知道"插頭是否插入。這是因為如 果用戶利用旋鈕選擇某些功能，在插孔中有插頭就可能產(chǎn)生問題。過去利 用各種裝置檢測插頭的存在。例如，在一種這類裝置中，在具體的插孔中 的管座分離成兩個單獨的一半?？邕^該兩個一半的連續(xù)性檢查揭示插頭存 在。雖然這個裝置工作得相當(dāng)好，但技術(shù)上對于另外新的裝置仍有余地。
關(guān)于萬用表的結(jié)構(gòu)和工作的詳細情況從美國專利No.7,034,517 , 6,466,003和6,043,640可以了解，這里;1入這些專利以供參考。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個方面，本發(fā)明提供了一種萬用表，包括具有多個測試引線插 孔的殼體，每個插孔包括整體的導(dǎo)電管座。優(yōu)選地，管座由金屬如黃銅制 成。位于殼體中的電路板具有與每個管座電氣連通的插孔導(dǎo)體。插孔檢測 裝置適于根據(jù)電特性的改變而自動確定插頭是否插入相應(yīng)的其中一個管座 中。殼體還可以具有用于選擇萬用表功能的旋轉(zhuǎn)的選擇器旋鈕。
優(yōu)選地，每個管座的內(nèi)部與殼體的內(nèi)部隔離。例如，管座可以模制在 殼體中。此外，每個管座可以在其底部形成用于接納連接螺釘?shù)穆菁y孔。
在這些實施例中的管座經(jīng)由連接螺釘與插孔導(dǎo)體連接。印刷電路板優(yōu)選地 形成多個容納相應(yīng)測試引線插孔的插孔孔口 。插孔導(dǎo)體可以通過與每個插 孔孔口相聯(lián)的相應(yīng)導(dǎo)電帶形成。
在當(dāng)前的優(yōu)選實施例中，插孔檢測裝置可以包括作用為監(jiān)控插孔電特
性改變的電路。例如，可以安裝光子發(fā)射器(photonic emitter)和光子檢測器 (photonic detector)，使得它們之間的光束路徑被插頭的插入中斷。在 一些實 施例中，光子發(fā)射器和光子檢測器位于管座的相反側(cè)上，管座形成光束路 徑的側(cè)向開口。優(yōu)選地，光子發(fā)射器和光子檢測器可以安裝在電路板上。
還構(gòu)想這樣的實施例，其中每個管座模制在殼體的透明部分中。優(yōu)選 地，電路對于相鄰一對插孔使用單——個光子發(fā)射器。光子發(fā)射器可以包 括紅外線發(fā)射二極管。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了一種萬用表，包括殼體，該殼體具有用 于選擇萬用表功能的旋轉(zhuǎn)的選擇器旋鈕。殼體還具有多個測試引線插孔， 每個測試引線插孔包括與殼體內(nèi)部隔離的整體導(dǎo)電管座。插孔檢測裝置包 括光子發(fā)射器和光子檢測器，使得它們之間的光束路徑被插頭插入其中一 個管座中而中斷。
本發(fā)明的再一方面提供了 一種檢測插入管座中的插頭存在的方法。該 方法的 一個步驟包括提供具有一對對準(zhǔn)的側(cè)向開口的金屬管座。根據(jù)另一 步驟，放置光子發(fā)射器，使得通過側(cè)向開口形成橫跨管座內(nèi)部的光子能量 束。光子檢測器位于適當(dāng)位置，以檢測光子能量束。另一步驟包括根據(jù)光 子檢測器上的信號，確定插頭是否插入管座中。優(yōu)選地，光子發(fā)射器可以 作用為周期性地發(fā)射光子能量。
本發(fā)明的另 一 方面提供了一種用于電子裝置的插孔檢測裝置。該插孔 檢測裝置包括至少 一個插孔，其包括具有 一對對準(zhǔn)的側(cè)向開口的金屬管座。 光子發(fā)射器位于管座的一側(cè)上。光子檢測器位于管座的相反一側(cè)上，可以 檢測通過管座的對準(zhǔn)的側(cè)向開口的光束路徑。與光子發(fā)射器和光子檢測器 電氣連通的電路作用為確定插頭是否插入管座中。
本發(fā)明的其他目的、特征和方面由所公開的元件的各種組合和次級組 合，以及實現(xiàn)該組合的方法纟是供，下面將更詳細地討i侖。


在說明書的其余部分，參見附圖，向本領(lǐng)域的技術(shù)人員更具體地闡述 本發(fā)明的包括最佳方式的充分且被允許的公開內(nèi)容，附圖中
圖1為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的數(shù)字萬用表的透視圖2為示出圖1的萬用表的各種元件的分解圖3為沿著圖1的3-3線的橫截面圖，示出輸入插孔的結(jié)構(gòu)；
圖4為與圖3相似的但放大示出三個輸入插孔的橫截面圖5為示出圖2的印刷電路板一部分的放大的平面圖6為圖5所示的印刷電路板的底部的透視圖7為與圖6相似的但輸入插孔模制在頂部殼體件中的視圖，該頂部
殼體件插入印刷電路板中的相應(yīng)孔口中；和
圖8和9為示出根據(jù)本發(fā)明的檢測插頭插入的方式的簡化的示意圖。 在本說明書和附圖中重復(fù)使用標(biāo)記是為了示出本發(fā)明的相同或相似的
特征或元件。
具體實施例方式
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解該論述只是示例性實施例的說明，不用作 對本發(fā)明的更廣方面的限制，更廣方面體現(xiàn)在示例性結(jié)構(gòu)中。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的數(shù)字萬用表(DMM)IO。萬用表10包括具有 形成內(nèi)部空腔的殼體12的殼，各種內(nèi)部元件位于該內(nèi)部空腔中。在該實施 例中，殼體12優(yōu)選形成具有一起確定內(nèi)部空腔的頂部和底部殼體件12a和 12b。優(yōu)選地，每個殼體件12a.和12b可由高沖擊強度的硬質(zhì)塑料的模制外 殼形成，至少部分地二次注塑較軟的聚合物材料。
較軟的材料提供理想的握持表面。底部殼體件的模制外殼可以是不透 明的，但也可構(gòu)想頂部殼體件的模制外殼是透明的實施例。頂部殼體件12a 的透明的材料形成窗口 14，通過該窗口可以看見適當(dāng)?shù)娘@示器，例如液晶 顯示器(LCD)。優(yōu)選地， 一單獨的前面板(或"表皮")16容納于在頂部殼體 件12a中所形成的相應(yīng)凹部18中。優(yōu)選由不透明的剛性聚合物材料形成的 面板16形成各種孔以及具體型號萬用表所需要的其他部件。
多個鍵(統(tǒng)一用18表示)提供用戶界面。如圖所示，這些鍵可以包括導(dǎo) 向銨鈕20。還設(shè)有多個用于連接相應(yīng)測試引線的插孔22a-d。如下文更詳細 描述的，該插孔22a-d優(yōu)選通過在模制過程中將導(dǎo)電性的管座埋入頂部殼體
件12a中形成。
旋轉(zhuǎn)的選擇器旋鈕24允許用戶選擇具體的萬用表功能。在該情況下， 十個這種功能用旋鈕旋轉(zhuǎn)的相應(yīng)停止位置表示。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員意識 到的，為了表示相應(yīng)的功能，通常在面板16的頂表面上印制合適的圖形。
參見圖2可以最容易地解釋有關(guān)萬用表10的結(jié)構(gòu)的一些其它細節(jié)。在 殼體12的內(nèi)部空腔內(nèi)，萬用表10工作所需的各種電子元件安裝在電路板 26上。電路板26的各部分由底部屏蔽件28和頂部屏蔽件30覆蓋，以減少 干擾對萬用表10工作的影響。
選擇器旋鈕24包括懸垂的軸，借助該軸與安裝在電路板24上的旋轉(zhuǎn) 開關(guān)組件連接。優(yōu)選地，適當(dāng)?shù)募C構(gòu)32將選擇器旋鈕24的旋轉(zhuǎn)分成 離散的增量。結(jié)果，選擇器旋鈕24將保持在選擇的位置，直至用戶有意地 將旋鈕運動至新的位置。棘爪機構(gòu)32又連接到位于電路板26上的旋轉(zhuǎn)開 關(guān)件34上。開口 36可以形成在頂部屏蔽件30中以允許棘爪片幾構(gòu)32和旋 轉(zhuǎn)開關(guān)件34之間所需的互相連接。
優(yōu)選設(shè)置擋件以限制旋鈕24在順時針方向和逆時針方向的旋轉(zhuǎn)。在該 實施例中，擋件包括在面板16的表面上形成的弓形槽38。槽38容納位于 選擇器旋鈕24底部上的突起54。當(dāng)突起接合槽38的端面時，防止進一步 旋轉(zhuǎn)。
現(xiàn)參見圖3和4,插孔22a-d優(yōu)選包括才莫制在頂部殼體件12a中的相應(yīng) 整體管座40a-d。在當(dāng)前的優(yōu)選實施例中，形成管座，使得相應(yīng)管座的內(nèi)部 與殼體12的內(nèi)部隔離。換句話說，管座的底部封閉(如圖4中的42所示)， 使得周圍環(huán)境中的濕氣或其他污染物在這個位置不能滲透。在當(dāng)前的優(yōu)選 實施例中，管座可由適當(dāng)?shù)慕饘偃琰S銅制成。為了表示插孔的極性，在模 制前，可在相應(yīng)管座40a-d上壓制彩色護套44a-d。例如，護套44a-d可以 用按需要涂上紅色或黑色的非導(dǎo)電性聚合物形成。
模制之后，管座40a-d(及其相應(yīng)的護套44a-d)安裝在作為頂部殼體件 12a的整體部分形成的相應(yīng)凸臺46a-d上。如上所述，在本發(fā)明的許多優(yōu)選 實施例中，頂部殼體件12a的內(nèi)殼優(yōu)選由透明塑料材料制成。這樣，理想的 是凸臺46a-d是透明的。面板16形成分別與凸臺46a-d對準(zhǔn)的插孔孔口 48a-d。
現(xiàn)參見圖5-7,電路板26形成一系列容納相應(yīng)凸臺46a-d的凸臺孔
50a-d。相應(yīng)的導(dǎo)電帶52a-d與各凸臺孔50a-d相聯(lián)。為了使相聯(lián)的插孔和電 路板26上合適的電路電氣連通，每個導(dǎo)電帶與相應(yīng)管座40a-d連接。在該 實施例中，例如，每個導(dǎo)電帶52a-d具有一孔，相應(yīng)的螺釘54a-d(圖7)可以 借助該孔擰入相聯(lián)管座的底部中。
萬用表10適于自動^r測在至少一些插孔22a-d中插頭的存在。例如， 在所示的實施例中，自動檢測插孔22a和22b中插頭的存在。如圖4所示， 光子發(fā)射器56位于插孔22a和22b之間的電路板26上。相應(yīng)的光子檢測器 58和60位于從發(fā)射器56看的每個插孔22a和22b的另 一側(cè)上。在該情況 下，發(fā)射器66和檢測器58、 60在電磁光譜的紅外范圍內(nèi)工作。這樣，發(fā) 射器56可以為適當(dāng)?shù)募t外線發(fā)射二極管(IR-LED)。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人 員意識到本發(fā)明的原理也適用于其他適當(dāng)?shù)牟ㄩL。
參見圖8和9可以最容易地描述在所示實施例中插孔4企測裝置的工作。 在該實施例中，至少管座40a-b及其相應(yīng)的護套44a-b具有對黃過管座內(nèi)部互 相對準(zhǔn)的一對側(cè)向孔62。孔62定位成提供發(fā)射器56和相聯(lián)的檢測器58、 60之間的光束路徑。結(jié)果，當(dāng)沒有插頭插入插孔中時，光子能量不受阻礙 地從發(fā)射器56通過至檢測器58、 60。如圖9所示，當(dāng)將插頭64插入插孔 中時，光束路徑中斷，因此檢測器接收不到(或至少顯著地衰減)所期望的信 號。
如上所述，所示的實施例對相鄰的插孔22a和22b使用單個發(fā)射器56。 這樣，優(yōu)選將頂部殼體件12a形成具有光管結(jié)構(gòu)66,該結(jié)構(gòu)將從發(fā)射器56 發(fā)射的光子能量成直角地分離到期望的光束路徑?？梢钥闯?，在所示的實 施例中，光管結(jié)構(gòu)66的形狀好象砂漏的一半。因為頂部殼體件12a的外殼 為透明的，因此在模制過程中可以容易地形成光管結(jié)構(gòu)66。 一部分光子能 量將向著插孔22a行進，而其余部分將向著插孔22b行進。因為插孔凸臺也 是透明的，因此光子能量通過相應(yīng)的插孔凸臺行進(至少在所關(guān)注的頻率 下)。面板16的不透明性質(zhì)趨于減小來自周圍的干擾。
器58、 60的輸出?？梢岳酶鞣N方法區(qū)別所希望的信號(表示有或沒有插頭) 和各種干擾源。在一些示例性實施例中，例如，電路68可^皮構(gòu)造成以預(yù)定 的周期速度在發(fā)射器56上產(chǎn)生脈沖。然后，電路68 "知道"除非插入插頭， 在檢測器58、 60上應(yīng)該接收到相應(yīng)的信號。結(jié)果，電路68可以不考慮背
景干擾。
雖然以上描述了用于檢測有或沒有插頭的光學(xué)技術(shù)，但本領(lǐng)域的技術(shù) 人員將意識到，根據(jù)本發(fā)明可以利用其他技術(shù)。例如，可以提供電路來檢 測當(dāng)插入插頭時產(chǎn)生的電容改變。這可以使用振蕩電路完成，在該電路中， 振蕩頻率隨著插頭的插入改變。
因此可以看出本發(fā)明提供了 一種具有新穎的插孔檢測裝置的數(shù)字萬用 表。雖然已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的條件下可對其作改進和變化。另外應(yīng)當(dāng)了 解各實施例的各方面可全部或部分地互換。另外本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將 意識到，前述說明只是舉例而不是限制所附權(quán)利要求書進一步描述的發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種萬用表，包括具有多個測試引線插孔的殼體，每個所述測試引線插孔包括整體的導(dǎo)電管座；位于所述殼體中的電路板，所述電路板具有與每個所述管座電氣連通的插孔導(dǎo)體；和插孔檢測裝置，其適于根據(jù)電特性的改變而自動確定插頭是否插入相應(yīng)的其中一個所述管座中。
2. 如權(quán)利要求1所述的萬用表，其中每個所述整體管座的內(nèi)部密封從 而與所述殼體的內(nèi)部隔離。
3. 如權(quán)利要求2所述的萬用表，其中每個所述整體管座模制在所述殼 體中。
4. 如權(quán)利要求2所述的萬用表，其中每個所述管座在其底部形成用于 接納連接螺釘?shù)穆菁y孔，每個所述管座經(jīng)由所述連接螺釘與所述插孔導(dǎo)體 連接。
5. 如權(quán)利要求4所述的萬用表，其中所述印刷電路板形成多個容納相 應(yīng)測試引線插孔的插孔孔口 ，所述插孔導(dǎo)體通過與每個所述插孔孔口相聯(lián) 的相應(yīng)導(dǎo)電帶形成。
6. 如權(quán)利要求2所述的萬用表，其中每個所述整體管座由金屬形成。
7. 如權(quán)利要求6所述的萬用表，其中所述金屬為黃銅。
8. 如權(quán)利要求1所述的萬用表，其中所述殼體還具有用于選擇萬用表 功能的旋轉(zhuǎn)的選擇器旋鈕。
9. 如權(quán)利要求1所述的萬用表，其中所述插孔檢測裝置包括作用為監(jiān) 控所述插孔所述電特性改變的電路。
10. 如權(quán)利要求9所述的萬用表，其中所述電路包括光子發(fā)射器和光子 檢測器，使得它們之間的光束路徑被所述插頭的插入中斷。
11. 如權(quán)利要求10所述的萬用表，其中所述光子發(fā)射器和所述光子檢 測器位于所述管座的相反側(cè)上，所述管座上形成所述光束路徑的側(cè)向開口 。
12. 如權(quán)利要求11所述的萬用表，其中所述光子發(fā)射器和所述光子檢 測器安裝在所述電路板上。
13. 如權(quán)利要求12所述的萬用表，其中每個所述整體管座模制在所述殼體的透明部分中。
14. 如權(quán)利要求13所述的萬用表，其中所述電路對于相鄰一對所述插 孔使用單一一個所述光子發(fā)射器。
15. 如權(quán)利要求IO所述的萬用表，其中所述光子發(fā)射器包括紅外線發(fā) 射二極管。
16. —種萬用表，包括殼體，具有用于選擇萬用表功能的旋轉(zhuǎn)的選擇器旋鈕； 所述殼體還具有多個測試引線插孔，每個所述測試引線插孔包括與所 述殼體內(nèi)部隔離的整體導(dǎo)電管座；和插孔檢測裝置，其包括光子發(fā)射器和光子檢測器，使得它們之間的光 束路徑被插頭插入其中一個所述管座中而中斷。
17. 如權(quán)利要求16所述的萬用表，其中每個所述整體管座模制在所述 殼體的透明部分中。
18. 如權(quán)利要求17所述的萬用表，其中所述光子發(fā)射器和所述光子檢 測器位于所述插頭的相反側(cè)上，所述管座形成所述光束路徑的側(cè)向開口 。
19. 如權(quán)利要求18所述的萬用表，其中所述電路對于相鄰一對所述插 孔使用單一一個所述光子發(fā)射器。
20. 如權(quán)利要求16所述的萬用表，其中每個所述管座在其底部形成用 于接納連接螺釘?shù)穆菁y孔。
21. 如權(quán)利要求16所述的萬用表，還包括形成多個容納相應(yīng)測試引錢 插孔的插孔孔口的印刷電路板，所述相應(yīng)測試引線插孔的所述管座與相應(yīng) 導(dǎo)電帶連接，所述相應(yīng)導(dǎo)電帶與每個所述插孔孔口相聯(lián)。
22. 如權(quán)利要求21所述的萬用表，其中所述光子發(fā)射器和所述光子檢 測器安裝在所述電路板上。
23. 如權(quán)利要求22所述的萬用表，其中所述光子發(fā)射器包括紅外線發(fā) 射二極管。
24. —種檢測插入管座中的插頭存在的方法，所述方法包括下列步驟 0)提供具有 一對對準(zhǔn)的側(cè)向開口的金屬管座；(b)放置光子發(fā)射器，使得通過所述側(cè)向開口形成橫跨所述管座內(nèi)部的光子能量束; (c) 將光子檢測器放置在適當(dāng)位置，以檢測所述光子能量束；和(d) 根據(jù)所述光子檢測器上的信號，確定所述插頭是否插入所述管座中。
25. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述光子發(fā)射器作用為周期性地 發(fā)射光子能量。
26. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述金屬管座安裝在透明的硬質(zhì) 塑料中。
27. 如權(quán)利要求26所述的方法，其中所述光子發(fā)射器安裝成相對于通 過所述對準(zhǔn)的側(cè)向開口的所述光束路徑成直角。
28. 如權(quán)利要求27所述的方法，其中如權(quán)利要求10所述，其中所述光 子發(fā)射器包括紅外線發(fā)射二極管。
29. —種用于電子裝置的插孔檢測裝置，包括至少 一個插孔，其包括具有一對對準(zhǔn)的側(cè)向開口的金屬管座； 位于所述管座的一側(cè)上的光子發(fā)射器；位于所述管座的相反一側(cè)上的光子檢測器，可以檢測通過所述管座的 所述對準(zhǔn)的側(cè)向開口的光束^各徑；和電路，其與所述光子發(fā)射器和所述光子檢測器電氣連通，并且作用為確定插頭是否插入所述管座中。
30. 如權(quán)利要求29所述的插孔檢測裝置，其中所述金屬管座安裝在透 明的硬質(zhì)塑料中。
31. 如權(quán)利要求30所述的插孔檢測裝置，還包括第二插孔和第二光子 檢測器。
32. 如權(quán)利要求31所述的插孔檢測裝置，其中所述光子發(fā)射器為兩個 所述光子檢測器提供光子能量。
33. 如權(quán)利要求32所述的插孔檢測裝置，其中所述光子發(fā)射器包括紅 外線發(fā)射二極管。
全文摘要
本發(fā)明提供了具有密封的輸入插孔檢測裝置的數(shù)字萬用表。用于測試多個電參數(shù)的萬用表包括具有多個測試引線插孔的殼體。每個測試引線插孔包括整體的導(dǎo)電管座。優(yōu)選地，該管座由金屬如黃銅制成。位于殼體中的電路板具有與每個管座電連通的插孔導(dǎo)體。插孔檢測裝置適于根據(jù)電氣特性的改變而自動確定插頭是否插入相應(yīng)的其中一個管座中。例如，插孔檢測裝置可以包括光子發(fā)射器和光子檢測器，使得它們之間的光束路徑被插入插頭中斷。該殼體還可以具有用于選擇萬用表功能的旋轉(zhuǎn)的選擇器旋鈕。
文檔編號G01R31/00GK101368983SQ200810099539
公開日2009年2月18日 申請日期2008年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月14日
發(fā)明者丹尼爾·L·帕克, 特里·G·莫里, 約翰·M·吉爾伯特, 羅伯特·L·哈金斯, 蘇吉特·桑赫勒, 馬修·J·馬蒂諾 申請人:弗盧克公司