Fungování testovacího pera s diodami vyzařujícími světlo
Tento článek představuje nové nízkonapěťové testovací pero, jehož funkce a použití jsou přesně stejné jako u tradičního testovacího pera s neonovými trubicemi. Keramický čip vydává zvuk a zobrazuje, zda je testovací bod nabitý nebo ne, ve formě akusticko-optických duálních indikátorů, díky čemuž je testovací displej nejen poutavější, ale také překonává nedostatky v podobě netěsnosti a selhání neonové trubice, a realizuje tuhnutí pasivních testovacích zobrazovacích zařízení.
Jak všichni víme, testovací proud povolený testovací tužkou je obecně v úrovni mikroampérů. Je nemožné, aby tak malý proud přímo poháněl světelnou trubici k vyzařování světla a piezoelektrická keramika produkovala zvuk, ale z hlediska energie je počáteční napětí neonové trubice asi 10{{9} }V a startovací proud je vypočítán jako 1μA, takže jeho minimální světelný výkon je 0,1mw a spínací napětí svítivé diody je 1,6V-2V, minimální svítivost proud může být až 0,1 mA a jeho minimální světelný výkon je asi 0,16 mW, což je řádově stejný jako minimální světelný výkon neonové trubice. Pokud je pro zvýšení pulzního výkonu přidán obvod pro sběr energie, může být světelná dioda řízena tak, aby vyzařovala světlo elektrickou energií neonové trubice. Proud potřebný k fungování piezoelektrické keramiky je navíc velmi malý a není problém se spolehnout na testovací napětí neonové trubice, aby podpořila její zvuk.
Na základě výše uvedené analýzy autor navrhl principiální obvod elektrického pera, jak je znázorněno na přiloženém výkresu. Struktura napěťového rozdělovacího proudu omezujícího rezistoru R, testovací svorky CS a dotykové svorky CM je podobná jako u tradičního elektrického měřicího pera. Diody VD1-VD4 tvoří usměrňovací můstek. Piezoelektrická keramická deska YD se nepoužívá pouze jako ozvučovací prvek, ale využívá také vlastní vlastní kapacitu k nabíjení a shromažďování energie a pulzního výboje. Tyristor VS a spouštěcí trubice VS1~VS4 tvoří elektronický spínač, který řídí dobu nabíjení YD kondenzátoru a jeho spouštěcí napětí lze upravit změnou počtu spouštěcích trubic tak, aby bylo možné "žhavící" napětí testovacího pera upraveno. Během testu napájení změní usměrňovací můstek slabý střídavý testovací proud na stejnosměrný a nabije kapacitu samotného YD, aby získal energii. Když napětí na obou koncích stoupne na spouštěcí napětí VS1~VS4, VS se jím spustí a vede rychle. YD vybíjí a uvolňuje energii do LED přes VS ve velmi krátké době a LED získává pulzní proud, jehož intenzita v okamžiku daleko převyšuje minimální proud vyzařující světlo a bliká s vysokým jasem. YD přitom vydává i zvuk, který slyší lidské uši. Při nepřetržitém nabíjení a vybíjení YD kondenzátoru bude LED stále blikat a YD bude také přerušovaně vydávat zvuk, takže elektrické pero má funkci zvukové a světelné duální indikace. Samozřejmě můžete místo YD použít kondenzátor. V tuto chvíli má testovací pero pouze funkci světelné indikace, ale jas bude vyšší; můžete také odstranit trubici vyzařující světlo a vytvořit jednofunkční zvukové testovací pero.
Jas testovacího pera s neonovou trubicí se značně liší podle prostředí použití, ale jas blesku a úroveň zvuku testovacího pera jsou určeny pouze obvodem a nemají nic společného s prostředím použití a jsou v podstatě konstantní. Prostě rychlost blikání a ozvučení se mění s velikostí testovacího proudu. Čím větší je testovací proud, tím vyšší je rychlost blikání a zvuku a naopak. Díky tomu rychlost blikání a zvuku testovacího pera zhruba odráží odpor operátora vůči zemi nebo úroveň testovacího napětí, protože tyto dva faktory určují velikost testovacího proudu.
Při provozu elektrického měřicího pera je obvod v mikroproudovém stavu, takže má dlouhou životnost. Po více než ročních pokusech a testech autora bylo prokázáno, že elektrické parametry elektrického pera plně splňují požadavky technických předpisů elektrické bezpečnosti a pracovní výkon je stabilní a spolehlivý. Pokud jde o konstrukci a výrobu jeho pláště, lze jej flexibilně ovládat za předpokladu splnění technických specifikací.
Obvod byl testován 1kv megaohmmetrem a ekvivalentní odpor je 3-4MΩ; když je odpor 20MΩ zapojen do série a na test je aplikováno stejnosměrné napětí 120V, frekvence blikání zvuku a světla je 3-5Hz; ve srovnání s testovacím perem neonové trubice, pod stejným napětím, když je záře neonové trubice velmi slabá, testovací pero stále pracuje na 3 Hz
