專利名稱：具有密封的輸入插孔檢測裝置的數(shù)字萬用表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及數(shù)字萬用表。更具體地說，本發(fā)明涉及具有改進(jìn)的 插孔檢測裝置的數(shù)字萬用表。
背景技術(shù)：
數(shù)字萬用表(DMM)可測量維修、故障排除和維護(hù)所需要的多個(gè)電參數(shù)。 這些參lt可以包括交流電壓和電流，直流電壓和電流，電阻和連續(xù)性。在 一些情況下，DMM可以測量例如電容和溫度一類的其他參數(shù)。
通常，DMM構(gòu)造成手持的裝置，它具有旋鈕，利用該旋鈕選擇各種功 能。在裝置的殼體(即殼)中設(shè)有多個(gè)與測試引線連接的引線插孔。使用的具 體插孔可取決于選擇的功能。LCD顯示器提供測試參數(shù)的讀數(shù)。
對于至少一些插孔，萬用表希望"知道"插頭是否插入。這是因?yàn)槿?果用戶利用旋鈕選擇某些功能，在插孔中有插頭就可能產(chǎn)生問題。過去利 用各種裝置檢測插頭的存在。例如，在一種這類裝置中，在具體的插孔中 的管座分離成兩個(gè)單獨(dú)的一半?？邕^該兩個(gè)一半的連續(xù)性檢查揭示插頭存 在。雖然這個(gè)裝置工作得相當(dāng)好，但技術(shù)上對于另外新的裝置仍有余地。
關(guān)于萬用表的結(jié)構(gòu)和工作的詳細(xì)情況從美國專利No.7,034,517 , 6,466,003和6,043,640可以了解，這里;1入這些專利以供參考。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種萬用表，包括具有多個(gè)測試引線插 孔的殼體，每個(gè)插孔包括整體的導(dǎo)電管座。優(yōu)選地，管座由金屬如黃銅制 成。位于殼體中的電路板具有與每個(gè)管座電氣連通的插孔導(dǎo)體。插孔檢測 裝置適于根據(jù)電特性的改變而自動確定插頭是否插入相應(yīng)的其中一個(gè)管座 中。殼體還可以具有用于選擇萬用表功能的旋轉(zhuǎn)的選擇器旋鈕。
優(yōu)選地，每個(gè)管座的內(nèi)部與殼體的內(nèi)部隔離。例如，管座可以模制在 殼體中。此外，每個(gè)管座可以在其底部形成用于接納連接螺釘?shù)穆菁y孔。
在這些實(shí)施例中的管座經(jīng)由連接螺釘與插孔導(dǎo)體連接。印刷電路板優(yōu)選地 形成多個(gè)容納相應(yīng)測試引線插孔的插孔孔口 。插孔導(dǎo)體可以通過與每個(gè)插 孔孔口相聯(lián)的相應(yīng)導(dǎo)電帶形成。
在當(dāng)前的優(yōu)選實(shí)施例中，插孔檢測裝置可以包括作用為監(jiān)控插孔電特
性改變的電路。例如，可以安裝光子發(fā)射器(photonic emitter)和光子檢測器 (photonic detector)，使得它們之間的光束路徑被插頭的插入中斷。在 一些實(shí) 施例中，光子發(fā)射器和光子檢測器位于管座的相反側(cè)上，管座形成光束路 徑的側(cè)向開口。優(yōu)選地，光子發(fā)射器和光子檢測器可以安裝在電路板上。
還構(gòu)想這樣的實(shí)施例，其中每個(gè)管座模制在殼體的透明部分中。優(yōu)選 地，電路對于相鄰一對插孔使用單——個(gè)光子發(fā)射器。光子發(fā)射器可以包 括紅外線發(fā)射二極管。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了一種萬用表，包括殼體，該殼體具有用 于選擇萬用表功能的旋轉(zhuǎn)的選擇器旋鈕。殼體還具有多個(gè)測試引線插孔， 每個(gè)測試引線插孔包括與殼體內(nèi)部隔離的整體導(dǎo)電管座。插孔檢測裝置包 括光子發(fā)射器和光子檢測器，使得它們之間的光束路徑被插頭插入其中一 個(gè)管座中而中斷。
本發(fā)明的再一方面提供了 一種檢測插入管座中的插頭存在的方法。該 方法的 一個(gè)步驟包括提供具有一對對準(zhǔn)的側(cè)向開口的金屬管座。根據(jù)另一 步驟，放置光子發(fā)射器，使得通過側(cè)向開口形成橫跨管座內(nèi)部的光子能量 束。光子檢測器位于適當(dāng)位置，以檢測光子能量束。另一步驟包括根據(jù)光 子檢測器上的信號，確定插頭是否插入管座中。優(yōu)選地，光子發(fā)射器可以 作用為周期性地發(fā)射光子能量。
本發(fā)明的另 一 方面提供了一種用于電子裝置的插孔檢測裝置。該插孔 檢測裝置包括至少 一個(gè)插孔，其包括具有 一對對準(zhǔn)的側(cè)向開口的金屬管座。 光子發(fā)射器位于管座的一側(cè)上。光子檢測器位于管座的相反一側(cè)上，可以 檢測通過管座的對準(zhǔn)的側(cè)向開口的光束路徑。與光子發(fā)射器和光子檢測器 電氣連通的電路作用為確定插頭是否插入管座中。
本發(fā)明的其他目的、特征和方面由所公開的元件的各種組合和次級組 合，以及實(shí)現(xiàn)該組合的方法纟是供，下面將更詳細(xì)地討i侖。


在說明書的其余部分，參見附圖，向本領(lǐng)域的技術(shù)人員更具體地闡述 本發(fā)明的包括最佳方式的充分且被允許的公開內(nèi)容，附圖中
圖1為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的數(shù)字萬用表的透視圖2為示出圖1的萬用表的各種元件的分解圖3為沿著圖1的3-3線的橫截面圖，示出輸入插孔的結(jié)構(gòu)；
圖4為與圖3相似的但放大示出三個(gè)輸入插孔的橫截面圖5為示出圖2的印刷電路板一部分的放大的平面圖6為圖5所示的印刷電路板的底部的透視圖7為與圖6相似的但輸入插孔模制在頂部殼體件中的視圖，該頂部
殼體件插入印刷電路板中的相應(yīng)孔口中；和
圖8和9為示出根據(jù)本發(fā)明的檢測插頭插入的方式的簡化的示意圖。 在本說明書和附圖中重復(fù)使用標(biāo)記是為了示出本發(fā)明的相同或相似的
特征或元件。
具體實(shí)施例方式
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解該論述只是示例性實(shí)施例的說明，不用作 對本發(fā)明的更廣方面的限制，更廣方面體現(xiàn)在示例性結(jié)構(gòu)中。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的數(shù)字萬用表(DMM)IO。萬用表10包括具有 形成內(nèi)部空腔的殼體12的殼，各種內(nèi)部元件位于該內(nèi)部空腔中。在該實(shí)施 例中，殼體12優(yōu)選形成具有一起確定內(nèi)部空腔的頂部和底部殼體件12a和 12b。優(yōu)選地，每個(gè)殼體件12a.和12b可由高沖擊強(qiáng)度的硬質(zhì)塑料的模制外 殼形成，至少部分地二次注塑較軟的聚合物材料。
較軟的材料提供理想的握持表面。底部殼體件的模制外殼可以是不透 明的，但也可構(gòu)想頂部殼體件的模制外殼是透明的實(shí)施例。頂部殼體件12a 的透明的材料形成窗口 14，通過該窗口可以看見適當(dāng)?shù)娘@示器，例如液晶 顯示器(LCD)。優(yōu)選地， 一單獨(dú)的前面板(或"表皮")16容納于在頂部殼體 件12a中所形成的相應(yīng)凹部18中。優(yōu)選由不透明的剛性聚合物材料形成的 面板16形成各種孔以及具體型號萬用表所需要的其他部件。
多個(gè)鍵(統(tǒng)一用18表示)提供用戶界面。如圖所示，這些鍵可以包括導(dǎo) 向銨鈕20。還設(shè)有多個(gè)用于連接相應(yīng)測試引線的插孔22a-d。如下文更詳細(xì) 描述的，該插孔22a-d優(yōu)選通過在模制過程中將導(dǎo)電性的管座埋入頂部殼體
件12a中形成。
旋轉(zhuǎn)的選擇器旋鈕24允許用戶選擇具體的萬用表功能。在該情況下， 十個(gè)這種功能用旋鈕旋轉(zhuǎn)的相應(yīng)停止位置表示。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員意識 到的，為了表示相應(yīng)的功能，通常在面板16的頂表面上印制合適的圖形。
參見圖2可以最容易地解釋有關(guān)萬用表10的結(jié)構(gòu)的一些其它細(xì)節(jié)。在 殼體12的內(nèi)部空腔內(nèi)，萬用表10工作所需的各種電子元件安裝在電路板 26上。電路板26的各部分由底部屏蔽件28和頂部屏蔽件30覆蓋，以減少 干擾對萬用表10工作的影響。
選擇器旋鈕24包括懸垂的軸，借助該軸與安裝在電路板24上的旋轉(zhuǎn) 開關(guān)組件連接。優(yōu)選地，適當(dāng)?shù)募C(jī)構(gòu)32將選擇器旋鈕24的旋轉(zhuǎn)分成 離散的增量。結(jié)果，選擇器旋鈕24將保持在選擇的位置，直至用戶有意地 將旋鈕運(yùn)動至新的位置。棘爪機(jī)構(gòu)32又連接到位于電路板26上的旋轉(zhuǎn)開 關(guān)件34上。開口 36可以形成在頂部屏蔽件30中以允許棘爪片幾構(gòu)32和旋 轉(zhuǎn)開關(guān)件34之間所需的互相連接。
優(yōu)選設(shè)置擋件以限制旋鈕24在順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)。在該 實(shí)施例中，擋件包括在面板16的表面上形成的弓形槽38。槽38容納位于 選擇器旋鈕24底部上的突起54。當(dāng)突起接合槽38的端面時(shí)，防止進(jìn)一步 旋轉(zhuǎn)。
現(xiàn)參見圖3和4,插孔22a-d優(yōu)選包括才莫制在頂部殼體件12a中的相應(yīng) 整體管座40a-d。在當(dāng)前的優(yōu)選實(shí)施例中，形成管座，使得相應(yīng)管座的內(nèi)部 與殼體12的內(nèi)部隔離。換句話說，管座的底部封閉(如圖4中的42所示)， 使得周圍環(huán)境中的濕氣或其他污染物在這個(gè)位置不能滲透。在當(dāng)前的優(yōu)選 實(shí)施例中，管座可由適當(dāng)?shù)慕饘偃琰S銅制成。為了表示插孔的極性，在模 制前，可在相應(yīng)管座40a-d上壓制彩色護(hù)套44a-d。例如，護(hù)套44a-d可以 用按需要涂上紅色或黑色的非導(dǎo)電性聚合物形成。
模制之后，管座40a-d(及其相應(yīng)的護(hù)套44a-d)安裝在作為頂部殼體件 12a的整體部分形成的相應(yīng)凸臺46a-d上。如上所述，在本發(fā)明的許多優(yōu)選 實(shí)施例中，頂部殼體件12a的內(nèi)殼優(yōu)選由透明塑料材料制成。這樣，理想的 是凸臺46a-d是透明的。面板16形成分別與凸臺46a-d對準(zhǔn)的插孔孔口 48a-d。
現(xiàn)參見圖5-7,電路板26形成一系列容納相應(yīng)凸臺46a-d的凸臺孔
50a-d。相應(yīng)的導(dǎo)電帶52a-d與各凸臺孔50a-d相聯(lián)。為了使相聯(lián)的插孔和電 路板26上合適的電路電氣連通，每個(gè)導(dǎo)電帶與相應(yīng)管座40a-d連接。在該 實(shí)施例中，例如，每個(gè)導(dǎo)電帶52a-d具有一孔，相應(yīng)的螺釘54a-d(圖7)可以 借助該孔擰入相聯(lián)管座的底部中。
萬用表10適于自動^r測在至少一些插孔22a-d中插頭的存在。例如， 在所示的實(shí)施例中，自動檢測插孔22a和22b中插頭的存在。如圖4所示， 光子發(fā)射器56位于插孔22a和22b之間的電路板26上。相應(yīng)的光子檢測器 58和60位于從發(fā)射器56看的每個(gè)插孔22a和22b的另 一側(cè)上。在該情況 下，發(fā)射器66和檢測器58、 60在電磁光譜的紅外范圍內(nèi)工作。這樣，發(fā) 射器56可以為適當(dāng)?shù)募t外線發(fā)射二極管(IR-LED)。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人 員意識到本發(fā)明的原理也適用于其他適當(dāng)?shù)牟ㄩL。
參見圖8和9可以最容易地描述在所示實(shí)施例中插孔4企測裝置的工作。 在該實(shí)施例中，至少管座40a-b及其相應(yīng)的護(hù)套44a-b具有對黃過管座內(nèi)部互 相對準(zhǔn)的一對側(cè)向孔62?？?2定位成提供發(fā)射器56和相聯(lián)的檢測器58、 60之間的光束路徑。結(jié)果，當(dāng)沒有插頭插入插孔中時(shí)，光子能量不受阻礙 地從發(fā)射器56通過至檢測器58、 60。如圖9所示，當(dāng)將插頭64插入插孔 中時(shí)，光束路徑中斷，因此檢測器接收不到(或至少顯著地衰減)所期望的信 號。
如上所述，所示的實(shí)施例對相鄰的插孔22a和22b使用單個(gè)發(fā)射器56。 這樣，優(yōu)選將頂部殼體件12a形成具有光管結(jié)構(gòu)66,該結(jié)構(gòu)將從發(fā)射器56 發(fā)射的光子能量成直角地分離到期望的光束路徑?？梢钥闯?，在所示的實(shí) 施例中，光管結(jié)構(gòu)66的形狀好象砂漏的一半。因?yàn)轫敳繗んw件12a的外殼 為透明的，因此在模制過程中可以容易地形成光管結(jié)構(gòu)66。 一部分光子能 量將向著插孔22a行進(jìn)，而其余部分將向著插孔22b行進(jìn)。因?yàn)椴蹇淄古_也 是透明的，因此光子能量通過相應(yīng)的插孔凸臺行進(jìn)(至少在所關(guān)注的頻率 下)。面板16的不透明性質(zhì)趨于減小來自周圍的干擾。
器58、 60的輸出?？梢岳酶鞣N方法區(qū)別所希望的信號(表示有或沒有插頭) 和各種干擾源。在一些示例性實(shí)施例中，例如，電路68可^皮構(gòu)造成以預(yù)定 的周期速度在發(fā)射器56上產(chǎn)生脈沖。然后，電路68 "知道"除非插入插頭， 在檢測器58、 60上應(yīng)該接收到相應(yīng)的信號。結(jié)果，電路68可以不考慮背
景干擾。
雖然以上描述了用于檢測有或沒有插頭的光學(xué)技術(shù)，但本領(lǐng)域的技術(shù) 人員將意識到，根據(jù)本發(fā)明可以利用其他技術(shù)。例如，可以提供電路來檢 測當(dāng)插入插頭時(shí)產(chǎn)生的電容改變。這可以使用振蕩電路完成，在該電路中， 振蕩頻率隨著插頭的插入改變。
因此可以看出本發(fā)明提供了 一種具有新穎的插孔檢測裝置的數(shù)字萬用 表。雖然已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的條件下可對其作改進(jìn)和變化。另外應(yīng)當(dāng)了 解各實(shí)施例的各方面可全部或部分地互換。另外本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將 意識到，前述說明只是舉例而不是限制所附權(quán)利要求書進(jìn)一步描述的發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種萬用表，包括具有多個(gè)測試引線插孔的殼體，每個(gè)所述測試引線插孔包括整體的導(dǎo)電管座；位于所述殼體中的電路板，所述電路板具有與每個(gè)所述管座電氣連通的插孔導(dǎo)體；和插孔檢測裝置，其適于根據(jù)電特性的改變而自動確定插頭是否插入相應(yīng)的其中一個(gè)所述管座中。
2. 如權(quán)利要求1所述的萬用表，其中每個(gè)所述整體管座的內(nèi)部密封從 而與所述殼體的內(nèi)部隔離。
3. 如權(quán)利要求2所述的萬用表，其中每個(gè)所述整體管座模制在所述殼 體中。
4. 如權(quán)利要求2所述的萬用表，其中每個(gè)所述管座在其底部形成用于 接納連接螺釘?shù)穆菁y孔，每個(gè)所述管座經(jīng)由所述連接螺釘與所述插孔導(dǎo)體 連接。
5. 如權(quán)利要求4所述的萬用表，其中所述印刷電路板形成多個(gè)容納相 應(yīng)測試引線插孔的插孔孔口 ，所述插孔導(dǎo)體通過與每個(gè)所述插孔孔口相聯(lián) 的相應(yīng)導(dǎo)電帶形成。
6. 如權(quán)利要求2所述的萬用表，其中每個(gè)所述整體管座由金屬形成。
7. 如權(quán)利要求6所述的萬用表，其中所述金屬為黃銅。
8. 如權(quán)利要求1所述的萬用表，其中所述殼體還具有用于選擇萬用表 功能的旋轉(zhuǎn)的選擇器旋鈕。
9. 如權(quán)利要求1所述的萬用表，其中所述插孔檢測裝置包括作用為監(jiān) 控所述插孔所述電特性改變的電路。
10. 如權(quán)利要求9所述的萬用表，其中所述電路包括光子發(fā)射器和光子 檢測器，使得它們之間的光束路徑被所述插頭的插入中斷。
11. 如權(quán)利要求10所述的萬用表，其中所述光子發(fā)射器和所述光子檢 測器位于所述管座的相反側(cè)上，所述管座上形成所述光束路徑的側(cè)向開口 。
12. 如權(quán)利要求11所述的萬用表，其中所述光子發(fā)射器和所述光子檢 測器安裝在所述電路板上。
13. 如權(quán)利要求12所述的萬用表，其中每個(gè)所述整體管座模制在所述殼體的透明部分中。
14. 如權(quán)利要求13所述的萬用表，其中所述電路對于相鄰一對所述插 孔使用單一一個(gè)所述光子發(fā)射器。
15. 如權(quán)利要求IO所述的萬用表，其中所述光子發(fā)射器包括紅外線發(fā) 射二極管。
16. —種萬用表，包括殼體，具有用于選擇萬用表功能的旋轉(zhuǎn)的選擇器旋鈕； 所述殼體還具有多個(gè)測試引線插孔，每個(gè)所述測試引線插孔包括與所 述殼體內(nèi)部隔離的整體導(dǎo)電管座；和插孔檢測裝置，其包括光子發(fā)射器和光子檢測器，使得它們之間的光 束路徑被插頭插入其中一個(gè)所述管座中而中斷。
17. 如權(quán)利要求16所述的萬用表，其中每個(gè)所述整體管座模制在所述 殼體的透明部分中。
18. 如權(quán)利要求17所述的萬用表，其中所述光子發(fā)射器和所述光子檢 測器位于所述插頭的相反側(cè)上，所述管座形成所述光束路徑的側(cè)向開口 。
19. 如權(quán)利要求18所述的萬用表，其中所述電路對于相鄰一對所述插 孔使用單一一個(gè)所述光子發(fā)射器。
20. 如權(quán)利要求16所述的萬用表，其中每個(gè)所述管座在其底部形成用 于接納連接螺釘?shù)穆菁y孔。
21. 如權(quán)利要求16所述的萬用表，還包括形成多個(gè)容納相應(yīng)測試引錢 插孔的插孔孔口的印刷電路板，所述相應(yīng)測試引線插孔的所述管座與相應(yīng) 導(dǎo)電帶連接，所述相應(yīng)導(dǎo)電帶與每個(gè)所述插孔孔口相聯(lián)。
22. 如權(quán)利要求21所述的萬用表，其中所述光子發(fā)射器和所述光子檢 測器安裝在所述電路板上。
23. 如權(quán)利要求22所述的萬用表，其中所述光子發(fā)射器包括紅外線發(fā) 射二極管。
24. —種檢測插入管座中的插頭存在的方法，所述方法包括下列步驟 0)提供具有 一對對準(zhǔn)的側(cè)向開口的金屬管座；(b)放置光子發(fā)射器，使得通過所述側(cè)向開口形成橫跨所述管座內(nèi)部的光子能量束; (c) 將光子檢測器放置在適當(dāng)位置，以檢測所述光子能量束；和(d) 根據(jù)所述光子檢測器上的信號，確定所述插頭是否插入所述管座中。
25. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述光子發(fā)射器作用為周期性地 發(fā)射光子能量。
26. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述金屬管座安裝在透明的硬質(zhì) 塑料中。
27. 如權(quán)利要求26所述的方法，其中所述光子發(fā)射器安裝成相對于通 過所述對準(zhǔn)的側(cè)向開口的所述光束路徑成直角。
28. 如權(quán)利要求27所述的方法，其中如權(quán)利要求10所述，其中所述光 子發(fā)射器包括紅外線發(fā)射二極管。
29. —種用于電子裝置的插孔檢測裝置，包括至少 一個(gè)插孔，其包括具有一對對準(zhǔn)的側(cè)向開口的金屬管座； 位于所述管座的一側(cè)上的光子發(fā)射器；位于所述管座的相反一側(cè)上的光子檢測器，可以檢測通過所述管座的 所述對準(zhǔn)的側(cè)向開口的光束^各徑；和電路，其與所述光子發(fā)射器和所述光子檢測器電氣連通，并且作用為確定插頭是否插入所述管座中。
30. 如權(quán)利要求29所述的插孔檢測裝置，其中所述金屬管座安裝在透 明的硬質(zhì)塑料中。
31. 如權(quán)利要求30所述的插孔檢測裝置，還包括第二插孔和第二光子 檢測器。
32. 如權(quán)利要求31所述的插孔檢測裝置，其中所述光子發(fā)射器為兩個(gè) 所述光子檢測器提供光子能量。
33. 如權(quán)利要求32所述的插孔檢測裝置，其中所述光子發(fā)射器包括紅 外線發(fā)射二極管。
全文摘要
本發(fā)明提供了具有密封的輸入插孔檢測裝置的數(shù)字萬用表。用于測試多個(gè)電參數(shù)的萬用表包括具有多個(gè)測試引線插孔的殼體。每個(gè)測試引線插孔包括整體的導(dǎo)電管座。優(yōu)選地，該管座由金屬如黃銅制成。位于殼體中的電路板具有與每個(gè)管座電連通的插孔導(dǎo)體。插孔檢測裝置適于根據(jù)電氣特性的改變而自動確定插頭是否插入相應(yīng)的其中一個(gè)管座中。例如，插孔檢測裝置可以包括光子發(fā)射器和光子檢測器，使得它們之間的光束路徑被插入插頭中斷。該殼體還可以具有用于選擇萬用表功能的旋轉(zhuǎn)的選擇器旋鈕。
文檔編號G01R31/00GK101368983SQ200810099539
公開日2009年2月18日 申請日期2008年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月14日
發(fā)明者丹尼爾·L·帕克, 特里·G·莫里, 約翰·M·吉爾伯特, 羅伯特·L·哈金斯, 蘇吉特·桑赫勒, 馬修·J·馬蒂諾 申請人:弗盧克公司