本文介紹一種新穎的低壓測電筆,其功能和使用方法與傳統(tǒng)的氖管測電筆完全相同,它在試電時不需工作電源,只靠微弱的測試電流就能使發(fā)光二極管閃爍、壓電陶瓷片發(fā)聲,以聲光雙指示的形式顯示測試點帶電與否,既使試電顯示更醒目,又克服了氖管漏氣失效等缺點,實現(xiàn)了無源試電顯示器件的固體化。
眾所周知,測電筆允許通過的測試電流一般為微安級。這么小的電流不可能直接推動發(fā)光管發(fā)光及壓電陶瓷發(fā)聲,但從能量的角度看,氖管的起輝電壓在100V左右,起輝電流按1μA計,則其最小發(fā)光功率為0.1mw而發(fā)光二極管的導通電壓為1.6V~2V,最小發(fā)光電流可低至0.1mA以下,其最小發(fā)光功率約0.16mW,與氖管的最小發(fā)光功率為同一數(shù)量級。若再加入聚能電路以提高脈沖功率,就完全能以氖管發(fā)光的電能去推動發(fā)光二極管發(fā)光。此外,壓電陶瓷片工作時所需電流極微,依靠氖管的測試電壓促其發(fā)聲,也無問題。
依上述分析,筆者設計出如附圖所示的電筆原理電路。分壓限流電阻R、測試端CS、觸摸端CM等與傳統(tǒng)測電筆結構相似。二極管VD1~VD4組成整流橋,壓電陶瓷片YD既作為發(fā)聲元件,又利用自身固有的電容起充電聚能、脈沖放電作用。可控硅VS與觸發(fā)管VS1~VS4構成電子開關,控制YD電容的充電時間,其觸發(fā)電壓可通過改變觸發(fā)管的個數(shù)來調節(jié),這樣就使該測電筆的”起輝”電壓可以調節(jié)。試電時,整流橋把-微弱的交流測試電流變成直流電,給YD本身的電容充電聚集能量,當其兩端電壓升至VS1~VS4的觸發(fā)電壓時,VS受其觸發(fā)而迅速導通,YD就通過VS在極短時間內向LED放電釋放能量,LED就得到瞬間時強度遠超過其最小發(fā)光電流的脈沖電流,以較高的亮度閃光,同時YD也發(fā)出人耳足以聽到的聲音。隨著YD電容不斷的充電、放電,LED就不停地閃爍,YD也不停地斷續(xù)發(fā)聲,使該電筆具有聲光雙指示的功能。當然,可以不用YD,而用一只電容代之,此時試電筆只有發(fā)光指示功能,但亮度會提高一些;也可以取掉發(fā)光管,構成單一功能的音響試電筆。
氖管測電筆的亮度隨使用環(huán)境變化很大,而該試電筆的閃光亮度和聲音大小只由電路決定,與使用環(huán)境無關,基本恒定。只是其閃爍及發(fā)聲速度的快慢隨測試電流的大小而變化,測試電流大一些,閃爍和發(fā)聲的速度就快一些,反之亦然。這便使得該測電筆閃爍、發(fā)聲速度的快慢能大致反映操作者對地電阻大小或測試電壓的高低,因這兩個因素決定測試電流的大小。
該測電筆工作時,電路處于微電流狀態(tài),故具有很長的使用壽命。經(jīng)筆者一年多的試驗和測試,證明該電筆電氣參數(shù)完全符合電氣安全技術規(guī)程的要求,工作性能穩(wěn)定可靠。至于其外殼的設計及制作,在滿足技術規(guī)范的前提下,可靈活掌握。
本電路經(jīng)1kv兆歐表測試,等效電阻3~4MΩ;串接20MΩ電阻后加120V直流電壓試驗時,其聲光閃爍頻率3~5Hz;與氖管測電筆對比測試,在同一電壓下,當氖管發(fā)光很微弱時,該測電筆仍以3Hz的
頻率聲光雙閃爍。
測試結論,本測電筆綜合性能優(yōu)于氖管測電筆。
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