発光ダイオードテストペンの仕組み
本稿では、従来のネオン管テストペンと機能や使い方がまったく同じ、新しい低電圧テストペンを紹介します。 セラミックチップは音を発し、テストポイントが充電されているかどうかを音響光学デュアルインジケーターの形で表示します。これにより、テストディスプレイがより目を引くだけでなく、ネオン管の漏れや故障の欠点も克服されます。パッシブテスト表示装置の堅牢化を実現します。
周知のとおり、テストペンシルで許容されるテスト電流は一般にマイクロアンペアレベルです。 このような小さな電流で発光管を直接駆動して発光させたり、圧電セラミックスで音を出したりすることは不可能ですが、エネルギーの観点から見ると、ネオン管の始動電圧は約 10{{9} }V、始動電流は 1μA として計算されるため、最小発光電力は 0.1mw、発光ダイオードのターンオン電圧は 1.6V-2V、最小発光量となります。電流は0.1mAと低く、その最小発光出力は約0.16mWで、これはネオン管の最小発光出力と同じ桁です。 エネルギー収集回路を追加してパルスパワーを大きくすると、ネオン管の電気エネルギーで発光ダイオードを駆動して発光させることができます。 さらに、圧電セラミックスが動作するのに必要な電流は非常に小さいため、ネオン管のテスト電圧に頼って音を出しても問題ありません。
以上の解析をもとに、筆者は添付図に示すように電子ペンの原理回路を設計した。 分圧電流制限抵抗 R、テスト端子 CS、タッチ端子 CM の構造は従来の電気測定ペンと同様です。 ダイオード VD1-VD4 は整流器ブリッジを形成します。 圧電セラミックシートYDは発音体として使用されるだけでなく、固有の静電容量を利用してエネルギーを充電・収集し、パルス放電を行います。 サイリスタ VS とトリガー チューブ VS1 ～ VS4 は、YD コンデンサの充電時間を制御する電子スイッチを形成し、そのトリガー電圧はトリガー チューブの数を変更することで調整できるため、テスト ペンの「グロー」電圧を調整できます。調整した。 電力テスト中、整流ブリッジは微弱な AC テスト電流を DC に変換し、YD 自体の静電容量を充電してエネルギーを収集します。 両端の電圧がVS1～VS4のトリガ電圧まで上昇すると、それをトリガとしてVSが急速に導通します。 YD は VS を介して LED に極短時間にエネルギーを放出し、LED は瞬間的に最小発光電流をはるかに超えるパルス電流を得て高輝度に点滅します。 同時にYDは人間の耳に聞こえる音も発します。 YDコンデンサの充電と放電を継続するとLEDが点滅し、YDも断続的に音を出し続けるため、音と光の二重表示機能を備えた電子ペンです。 もちろん、YDの代わりにコンデンサを使用することもできます。 現時点では、テストペンには発光表示の機能しかありませんが、輝度は高くなります。 発光管を取り外して単機能のオーディオ テスト ペンを形成することもできます。
ネオン管テストペンの明るさは使用環境により大きく異なりますが、テストペンのフラッシュの明るさや音量は回路によって決まるだけで使用環境とは関係なく、基本的には一定です。 ただ、テスト電流の大きさによって点滅や鳴る速度が変わります。 テスト電流が大きいほど、点滅と発音の速度は速くなり、その逆も同様です。 これにより、テスト ペンの点滅と音の速度は、オペレータの対地抵抗またはテスト電圧のレベルを大まかに反映します。これら 2 つの要素がテスト電流の大きさを決定するためです。
電気測定ペン動作時は回路が微電流状態となるため長寿命です。 著者による1年以上の実験とテストの後、電気ペンの電気パラメータは電気安全技術基準の要件を完全に満たしており、動作性能は安定していて信頼できることが証明されました。 シェルの設計・製造に関しては、技術仕様を満たすことを前提に柔軟にコントロールすることが可能です。
回路は 1kv メガオーム計でテストされており、等価抵抗は 3-4MΩ です。 20MΩの抵抗を直列に接続し、120V DC電圧をテストに印加した場合、音と光のちらつき周波数は3-5Hzです。 同じ電圧下でネオン管テストペンと比較すると、ネオン管の輝きが非常に弱い場合でも、テストペンは 3Hz で動作します。
