УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПРОБНИК ЭЛЕКТРИКА

Полезная модель относится к области электроизмерительной техники и может быть использована при пусконаладочных работах, при электромонтажных работах, в качестве индикатора провода, находящегося под напряжением переменного электрического тока относительно другого, общего провода (далее - «фазы»), а также измерителя малых значений сопротивления силовых цепей.
Известен универсальный щуп-индикатор (см. Звирбулис, А. Универсальный щуп-индикатор / А. Звирбулис // Радио. - 2001. - №10. - С. 54), содержащий светодиоды, логические элементы, резисторы, конденсаторы, пьезоэлектрический излучатель и источник питания. Электрическая схема прибора обеспечивает параллельное включение светодиодов между собой и звуковой сигнализации, что позволяет идентифицировать «фазу», определять наличие постоянного напряжения (интервал 10…120 В), переменного напряжения (интервал 10…240 В), сигналов в телефонных сетях и в трансляционной сети, исправность предохранителей, резисторов (сопротивление 0…100 кОм), конденсаторов (емкость 0,05…20 мкФ), а также переходов кремниевых диодов и транзисторов. Недостатком вышеуказанного щупа-индикатора является отсутствие возможности измерения малых значений сопротивления силовых цепей (до 10 Ом).
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является пробник для пусконаладочных и электромонтажных работ (см. Нигматулин, Ю. Пробник для пусконаладочных и электромонтажных работ / Ю. Нигматулин // Радио - №12. - С. 39), содержащий тринистор, управляемый устройством управления, неоновую лампу, индицирующую наличие переменного напряжения более 80 В промышленной частоты, светодиоды, индицирующие напряжение меньшей величины, и лампу накаливания, индицирующую сопротивление измеряемого шлейфа, а также источник питания. Недостатками данного пробника являются отсутствие возможности определения «фазного» провода.
Заявляемая полезная модель направлена на решение задачи повышения оперативности и упрощения работы инженера-наладчика и/или электромонтажника силовых цепей, а также повышения безопасности его работы (исключения негативных последствий при определении наличия напряжения или сопротивления на не обесточенном оборудовании или при неправильной интерпретации результатов этих измерений).
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является расширение функциональных возможностей и повышение надежности работы устройства.
Технический результат достигается тем, что универсальный пробник электрика содержит последовательно соединенные щуп, лампу накаливания, тринистор, управляемый устройством управления, и источник питания, кроме того, светодиоды и цепь из последовательно соединенных входного резистора и неоновой лампы. Цепь из последовательно соединенных входного резистора и неоновой лампы включена между положительным полюсом и выводом между щупом и лампой накаливания, введены последовательно соединенные защитный резистор и сенсорная площадка. Свободный вывод защитного резистора соединен с выводом неоновой лампы, соединенным с отрицательным полюсом источника питания. Кроме того, величина входного сопротивления находится в диапазоне 1,5-2 МОм.
Заявляемая полезная модель поясняется фигурами 1 и 2.
На фиг. 1 представлена структурная схема пробника;
на фиг. 2 - принципиальная схема.
Цифрами обозначено следующее:
1 - тринистор,
2 - блок А1,
3 - блок А2,
4 - блок А3,
5 - блок А4,
6 - неоновая лампа,
7 - светодиод,
8 - светодиод,
9 - лампа накаливания,
10 - источник питания,
11 - транзистор,
12 - щуп,
13 - гибкий провод,
14 - резистор,
15 - резистор,
16 - конденсатор,
17 - транзистор,
18 - транзистор,
19 - транзистор,
20 - сенсорная площадка,
21 - входной резистор,
22 - защитный резистор,
23 - транзистор,
24 - стабилитрон.
Заявляемое устройство состоит из тринистора 1, управляемого устройством управления, представленным в виде совокупности блоков 2-5. Неоновая лампа 6 индицирует наличие переменного напряжения величиной более 80 В промышленной частоты, напряжение меньшей величины индицируют светодиоды 7 и 8. Сопротивление измеряемого шлейфа индицирует видимое свечение нити накала малогабаритной лампы накаливания 9. Для питания пробника используется источник питания 10, например, батарея гальванических элементов напряжением 3 В. Выключатель питания не требуется из-за малого потребления тока в дежурном режиме (менее 1 мкА).
Устройство управления работает следующим образом. Если на концах щупа пробника 12 и гибкого провода 13 (с зажимом «крокодил» на конце) присутствует переменное или постоянное напряжение любой полярности, то блок 3 выдает сигнал блокировки на блок 4, выполняющий функцию логического элемента 2И, и дальнейшее прохождение сигнала на открытие тринистора 1 прекращается. При этом светятся неоновая лампа 6 и один (при постоянном напряжении) или два (при напряжении промышленной частоты 50 Гц) светодиода в блоке 3 (также указывают полярность приложенного напряжения). При отсутствии напряжения на щупе 12 и гибком проводе 13 блок 3 выдает разрешающий сигнал на блок 4, и если между щупом 12 и гибким проводом 13 присутствует активное сопротивление измеряемой цепи, то срабатывает блок 2 и с выдержкой времени t=0,5 с выдает сигнал разрешения на второй вход блока 4. В результате на выходе последнего появляется сигнал, который усиливается блоком 5, и с его выхода выдается сигнал на управляющий электрод тринистора 1. Тринистор 1 открывается, и если омическое сопротивление между щупом 12 и гибким проводом 13 достаточно мало (не более 10 Ом), то загорается лампа накаливания 9. По степени ее накала можно приблизительно оценивать величину сопротивления цепи. По яркости свечения светодиодов в блоке 3 также можно оценить величину приложенного к щупу 12 и гибкому проводу 13 напряжения.
Универсальный пробник работает следующим образом. Блок 2 выполнен на транзисторе 11. При подключении щупа пробника 12 к измеряемому сопротивлению цепи открывается транзистор 11 по цепи: плюс источника питания 10 - гибкий провод 13 - измеряемое сопротивление Rx -щуп 12 - резистор 14 - эмиттерный переход транзистора 11 - минус источника питания 10. Через выдержку времени t=0,5 с, определяемую элементами 15 и 16, открывающий сигнал подается на базу транзистора 17, выполняющий функцию усилителя мощности. Если при этом транзисторы 18 и 19 закрыты, то транзистор 17 открывается, подается открывающий сигнал на управляющий электрод тринистора 1. Последний открывается, а лампа 9 светится, если измеряемое сопротивление 10 Ом и менее. Для определения «фазы» инженер-наладчик прикладывает конец щупа 12 к проводу, касаясь при этом большим пальцем сенсорной площадки 20. Увеличенный номинал резистора 21 (порядка 1,5-2 Мом) позволяет использовать только один из щупов для определения «фазы» (режим «индикатора напряжения»). Через тело человека начинает протекать емкостной ток, под действием которого начинает светиться неоновая лампа 6, ток ограничен защитным резистором 22. Для человека этот ток лежит далеко ниже порога чувствительности, около 220 В/2 Мом=100 мкА. Для повышения надежности и безопасности работы универсального пробника тринистор, управляемый устройством управления, неоновая лампа, светодиоды, лампа накаливания, источник питания, защитный и входной резисторы размещены внутри взрывонепроницаемого корпуса.
В случае, когда к щупу 12 пробника приложено напряжение, отрицательным полюсом к щупу 12, то светится светодиод 8, индицируя полярность приложенного напряжения, а также открывается транзистор 18. Своим переходом коллектор-эмиттер он шунтирует базу транзистора 17 на корпус, запрещая тем самым прохождение сигнала на открытие тринистора 1.
В случае, когда к щупу 12 пробника приложено напряжение, положительным полюсом к щупу 12, то светится светодиод 7, индицируя полярность приложенного напряжения, а также открывается транзистор 23. Коллекторным током транзистора 23 открывается транзистор 19, который своим переходом коллектор-эмиттер шунтирует базу транзистора 17 на корпус, запрещая тем самым прохождение сигнала на открытие тринистора 1.
Так как источник питания 10 включен встречно приложенному напряжению к щупу 12, то для выравнивания условий открытия транзисторов 18 и 19 в цепь базы транзистора 18 включен стабилитрон 24, падение напряжения на котором примерно равно напряжению источника питания 10. Транзисторы 18 и 19 будут открываться при одинаковом значении напряжения на щупе 12 при любой полярности. При подаче на щуп 12 переменного напряжения светятся оба светодиода 7 и 8, транзисторы 18 и 19 попеременно открываются, поддерживая транзистор 17 в закрытом состоянии.
Для повышения надежности и безопасности работы универсального пробника тринистор 1, устройство управление, представленное блоками 2-5, неоновая лампа 6, лампа накаливания 9, источник питания 10, защитный 22 и входной 21 резисторы размещены внутри взрывозащищенного корпуса.
Данный пробник позволяет работнику без применения цифровых и стрелочных измерительных приборов (мультиметров) проверить монтаж кабельных линий электроустановки, а именно прозвонить кабельные линии на протяжении всей электрической цепи (от источника до приемника), определить обрыв любого проводника кабеля, определить замыкание на землю и (или) замыкание проводников между собой. Пробник снабжен тиристором, выполняющим функцию «электронного ключа», позволяющим ему в автоматическом режиме показывать наличие сетевого напряжения на щупах пробника (режим индикатора напряжения), при этом защищая электронные компоненты плат, участвующие в режиме «прозвонки» и лампу накаливания от выхода из строя.