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BESCHREIBUNG
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Die Erfindung betrifft einen zweipoligen Spannungsprüfer mit zwei
Kontaktspitzen, die über eine Glimmlampe, ggf. in Verbindung mit einem Widerstand,
miteinander verbunden sindi Derartige Spannungsprüfer sind in verschiedenen Ausführungsformen
bekannt. Zum Stand der Technik wird auf die DE-AS 1 072 741 und die DE-OS 2 009
170 Bezug genommen.
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Spannungsprüfer ermöglichen im allgemeinen nur eine Prüfung, ob ein
Potential an einem geprüften Punkt vorliegt oder nicht. Aufgrund der hohen Empfindlichkeit
derartiger Spannungsprüfer ist vielfach sogar nicht erkennbar, ob es sich um eine
Betriebsspannung oder um eine induktive oder kapazitive Fehlerspannung handelt.
Einige andere Geräte gestatten darüberhinaus eine Unterscheidung zwischen Betriebsspannungen
und Fehlerspannungen, sind jedoch zumeist bereits verhältnismäßig kompliziert. Bei
den meisteh bek annten Spannungsprüfern ist es nicht möglich, die Spannung zumindest
der Größenordnung nach einzustufen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Spannungsprüfer
zu schaffen, der eine Anzeige von Spannungswerten, Polaritäten und Phasenlagen ermöglicht
und zugleich verhältnismäßig einfach und robust aufgebaut ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Spannungsprüfer des Gattungsbegriffes
dadurch gelöst, daß zwischen den Kontaktspitzen eine Schaltung mit mehreren Glimmlampen
vorgesehen ist, denen jeweils wenigstens ein Widerstand zugeordnet ist, und daß
die Position und/oder der Widerstandswert der Widerstände derart gewählt ist, daß
die Glimmlampen stufenweise zunehmenden Teilspannungen der Prüf spannung ausgesetzt
sind.
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Die Widerstände, die zwischen die Kontaktspitzen geschaltet sind,
unterteilen die zwischen den Kontaktspitzen liegende
Prüfspannung
nach dem Spannungsteilerprinzip somit in eine Anzahl von Teilspannungen. Diesem
System der Widerstände sind die Glimmlampen derart zugeordnet, daß bei einer bestimmten
Betriebsspannung jede Glimmlampe einer unterschiedlichen Teilspannung ausgesetzt
ist. Da die Glimmlampen erst bei einer bestimmten, relativ genau festliegenden Spannung
zünden, leuchten sie bei zunehmender Prüfspannung nacheinander erst dann auf, wenn
die ihnen zugeordnete Teilspannung den Wert der Zündspannung erreicht. Durch geeignete
Eichung kann erreicht werden, daß in einem beliebigen Spannungsbereich ab etwa 50
V jeweils eine weitere Glimmlampe bei Erreichen einer bestimmten Prüfspannung aufleuchtet,
so daß die Prüfspannung zumindest der Größenordnung nach ermittelt werden kann.
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Die Anzahl der verwendeten Glimmlampen ist praktisch beliebig, so
daß entweder ein sehr großer Meßbereich oder eine sehr feine Unterteilung eines
besonders interessierenden Meßbereiches möglich sind. Die Abstufung der Spannungen
kann auch ungleichmäßig vorgenommen werden und beispielsweise in einem besonders
wichtigen Bereich sehr eng, in weniger wichtigen Bereichen nur grob sein.
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Darüberhinaus kann mit dem erfindungsgemäßen Spannungsprüfer die Polarität
einer Gleich- oder Wechselspannung ermittelt werden. In den Glimmlampen befinden
sich zwei Elektroden, die mit dem Auge durchaus unterschieden werden können. Leuchtet
nur eine dieser Elektroden auf, so handelt es sich um eine konstante oder gepulste
Gleichspannung mit negativem Wert an der der auf leuchtenden Elektrode zugeordneten
Kontaktspitze. Leuchten beide Elektroden auf, so handelt es sich um Wechselspannung
mit entgegengesetzter Phasenlage.
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Die Erfindung kann mit Hilfe von verschiedenen Grundschaltungen verwirklicht
werden. Es kommt im wesentlichen nur darauf an, daß die gesamte, zwischen den Kontaktspitzen
liegenden Schaltung unter Berücksichtigung der verschiedenen
Widerstände
und der Brennspannungen der nacheinander aufleuchtenden Glimmlampen eine derartige
Spannungsteilung ermöglicht, daß die einzelnen Glimmlampen unterschiedlichen Spannungen
ausgesetzt sind oder - anders ausgedrückt - bei zunehmender Prüfspannung nacheinander
den Wert der erforderlichen Zündspannung erreichen.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Widerstände zur Bildung
einer mehrstufigen Spannungsteilerschaltung in Reihe zwischen die Kontaktspitzen
geschaltet, und die Glimmlampen liegen jeweils parallel zu den Widerständen.
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Die Widerstände sind in diesem Falle derart unterschiedlich bemessen,
daß an ihnen eine unterschiedliche Teilspannung anliegt.
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Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegen die
Widerstände jeweils paarweise in Reihe, so daß sie eine Anzahl von Spannungsteilerschaltungen
mit unterschiedlichem Teilungsverhältnis bilden. Die einzelnen Spannungsteilerschaltungen
oder Widerstands-Paare sind parallel zwischen die Kontaktspitzen geschaltet, und
jeweils eine Glinanlampe überbrückt einen der Widerstände eines Widerstands-Paares
oder ist parallel zu diesem geschaltet.
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Da die Spannungsteilerschaltungen die Prüfspannung in unterschiedlicher
Weise aufteilen, ergibt sich eine beliebige Abstufungsmöglichkeit für die an die
einzelnen Glimmlampen gelangende Spannung.
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Entsprechend einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind die Widerstände
zur Bildung einer mehrstufigen Spannungsteilerschaltung in Reihe zwischen die Kontaktspitzen
geschaltet, und die Glimmlampen sind nacheinander zwischen die Verbindungspunkte
der Widerstände und eine der Kontaktspitzen geschaltet.
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Bei einer anderen Ausführungsform sind die Widerstände parallel mit
einer der Kontaktspitzen verbunden und anschließend
jeweils mit
einer Glimmlampe in Reihe geschaltet, wobei die freie Klemme der Glimmlampen jeweils
mit dem Verbindungspunkt zwischen Widerstand und Glimmlampe der nächstfolgenden
Gruppe aus Widerstand und Glimmlampe verbunden ist. Die Glimmlampen haben die Funktion
von Schwellwertschaltern, die beim Überschreiten ihrer zugehörigen Zündspannung
diesen Wert anzeigen und zugleich zu einem Spannungsabfall an dem ihnen zugeordneten
Widerstand führen.
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Die Glimmlampen sind vorzugsweise in einem Gehäuse, beispielsweise
in einem als Handgriff ausgebildeten Gehäuse in Reihe angeordnet, und das Gehäuse
ist in der Position jeder der Glimmlampen mit einem Fenster versehen. Sofern die
Glimmlampen in der Reihenfolge aufsteigender Spannungswerte angeordnet sind, kann
die Prüfspannung aus der Anzahl der aufleuchtenden Glimmlampen ermittelt werden.
Im übrigen kann das Gehäuse auf der Außenseite in der Position der einzelnen Glimmlampen
eine Beschriftung aufweisen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
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Fig. 1 - 4 sind Schaltbilder verschiedener Ausführungsformen der
Erfindung; Fig. 5 ist eine schematische Darstellung des erfindungsgemäBen Spannungsprüfexs
mit einem Gehäuse.
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In der folgenden Beschreibung sind die Tastspitzen jeweils mit T1
und T2, die Widerstände mit R1 bis Rn und die Glimmlampen mit G1 bis Gn bezeichnet.
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Gemäß Fig. 1 liegen zwischen den Tastspitzen T1,T2 Wider-
stände
R1,R2,R3,R4 in Reihenschaltung. Die Widerstände R2, R3 und R4 sind durch Glimmlampen
G1,G2 und G3 überbrückt.
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Der Widerstand R1 dient im wesentlichen als Strombegrenzungswiderstand
und Spannungsteiler. Die Widerstände R2,R3 und R4 sind im Verhältnis zu R1 so gewählt,
daß sich unter Berücksichtigung der Brennspannung evtl. gezündeter Glimmlampen die
gewünschte Abstufung der Zündpunkte der Glimmlampen G1 bis G3 ergibt.
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Gemäß Fig. 2 sind in ähnlicher Weise Widerstände R5 bis Rg in Reihe
zwischen die Tastspitzen T1 und T2 geschaltet.
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Glimmlampen G4 bis G7 liegen zwischen den einzelnen Verbindungspunkten
zwischen den Widerständen R5 bis Rg und der Tastspitze T2. In diesem Falle zündet
selbst bei Verwendung identischer Widerstände die Glimmlampe G4 zuerst und die Glimmlampe
G7 als letzte Bei der Ausführungsform der Fig. 3 liegen zwischen den Tastspitzen
T1,T2 jeweils zwei in Reihe geschaltete Widerstände R10'R11' R12,R13; R14, R15,
die jeweils einen Spannungsteiler bilden. Das Teilungsverhältnis der Spannungsteiler
ist unterschiedlich gewählt. Glimmlampen Gg,Gg,G10 verbinden jeweils die Teilungspunkte
der Spannungsteiler mit einer der Tastspitzen, im dargestellten Beispiel mit der
Tastspitze T2, so daß die Glimmlampen parallel zu den Widerständen R11,R13,R15 liegen.
Diese Schaltung ermöglicht eine besonders einfache und feine Abstufung der Zündpunkte
durch Auswahl unterschiedlicher Teilungsverhältnisse der Spannungsteiler. Um allzu
große Helligkeitsunterschiede zwischen der zuerst und der zuletzt gezündeten Glimmlampe
zu unterbinden, kann man den Gesamtwiderstand des entsprechenden Teilers pro Stufe
bei konstantem Teilungsverhältnis verändern.
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Bei der Ausführungsform der Fig. 4 dient der Widerstand R16 als linearisierungswiderstand
und Spannungsteilerwiderstand. Im übrigen umfaßt die in Fig. 4 gezeigte Schaltung
eine Anzahl von Reihenschaltungen aus jeweils einem Wider-
stand
R17, R18, R19, R20 und einer Glimmlampe G11,G12,G13, G14, bei denen die Widerstände
R17 bis R20 parallel von der einen Tastspitze T2 ausgehen. Die freien Klemmen der
Glimmlampen G11 bis G14 sind jeweils mit dem Verbindungspunkt zwischen Widerstand
und Glimmlampe der nächsten Reihenschaltung verbunden, beispielsweise die Glimmlampe
G14 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R19 und der Glimmlampe G13
und so fort.
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Beim Erreichen der Zündspannung der Glimmlampe G11 zündet diese undbewirktdurch
den Brennstrom einen Spannungsabfall an dem Widerstand R17. Erreicht dieser Wert
die Zündspannung der Glimmlampe G12, so leuchtet auch diese auf.
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Da die Glimmlampe G12 später aufleuchtet als die Glimmlampe G11, tritt
für die Zündung der Glimmlampe G12 die Brennspannung der Glimmlampe G11 als Abstufung
zur Zündung der zweiten Glimmlampe in Erscheinung. Dieser Prozeß wiederholt sich
in Richtung weiterer nachgeschalteter Glimmlampen. Je nach Kurvenform der angelegten
Spannung können stark unterschiedliche Tastverhältnisse in der Brennzeit der einzelnen
Glimmlampen auftreten, so daß Helligkeitsunterschiede eintreten. Durch geeignete
Auswahl der Widerstände R17 bis R20 kann dieser Effekt vermindert werden.
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Eine gewünschte lineare Anpassung für höhere Eingangspannungen kann
mit Hilfe des Widerstandes R16 erfolgen.
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Der in Fig. 5 schematisch dargestellte Spannungsprüfer umfaßt ein
Gehäuse 10, in dem eine der zuvor erläuterten Schaltungen angeordnet ist. Das Gehäuse
ist als Handgriff ausgebildet und weist zugleich eine der Tastspitzen T1 auf.
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Über ein Kabel 12 ist das Gehäuse mit der zweiten Tastspitze T2 verbunden.
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Das Gehäuse weist eine Anzahl von in einer Reihe liegenden Fenster
14 auf, hinter denen sich die einzelnen Glimmlampen befinden. Die Zahl der Glimmlampen
ist praktisch beliebig.
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Die Ermittlung des Spannungswertes kann beispielsweise durch Abzählen
der auf leuchtenden Glimmlampen oder mit Hilfe einer auf dem Gehäuse angebrachten
Beschriftung erfolgen. Es liegt auf der Hand, daß die Glimmlampen in der Reihe der
Fenster 14 zweckmäßigerweise in der Reihenfolge ihres Zündpunktes angeordnet sind.
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Die Widerstände R1,R5,R16, die als Strombegrenzungs- und Spannungsteilerwiderstände
bezeichnet worden sind, können ggf. leicht und ohne Zerstörung der Schaltung auswechselbar
sein, so daß eine einfache Anpassung an unterschiedliche Prüfbereiche möglich ist.