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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE3818034 A1
Publication typeApplication
Application numberDE19883818034
Publication date30 Nov 1989
Filing date27 May 1988
Priority date27 May 1988
Publication number19883818034, 883818034, DE 3818034 A1, DE 3818034A1, DE-A1-3818034, DE19883818034, DE3818034 A1, DE3818034A1, DE883818034
InventorsWerner Dipl Ing Wallrafen
ApplicantWerner Dipl Ing Wallrafen
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Meter for the display of the internal resistance of a battery
DE 3818034 A1
Abstract
In a device for the display of the electrical internal resistance of non-ideal voltage sources of respectively rechargeable and non-rechargeable batteries, provision is essentially made of a simple alternating current source for the drive with a parallel-connected frequency-selective amplifier stage for signal preparation, so that the measured signal is connected to a display as a proportional variable for the internal resistance. A four-wire lead provided as far as the test probes does not falsify the measuring result because of lead losses. A handy design makes for a simple-to-operate measuring device for battery diagnosis.
Claims(7)  translated from German
1. Vorrichtung zur Messung des elektrischen Innenwiderstandes einer realen Spannungsquelle insbesondere aufladbarer und nicht aufladbarer Batterien, dadurch gekennzeichnet , daß die Batterie als Prüfobjekt ( 10 ) mit einer Wechselstromquelle ( 3 , 4 ) beaufschlagt ist und die durch den Innenwiderstand resultierende Wechselspannung über eine frequenzselektive Verstärkerstufe ( 5 , 6 ) derart aufbereitet ist, daß die Signalgröße als Maß zum Innenwiderstand des Prüfobjektes mit einer Anzeige ( 8 , 9 ) in Verbindung steht. 1. A device for measuring the electrical internal resistance of a real voltage source in particular rechargeable and non-rechargeable batteries, characterized in that the battery is applied as a test object (10) with an alternating current source (3, 4) and the resulting by the internal resistance change of voltage across a frequency selective amplifier stage (5, 6) is processed so that the signal magnitude as a measure for the internal resistance of the test object with a display (8, 9) is in communication.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßleitungen ( 22 ) zwischen Meßvorrichtung und Batterie als Vierdrahtleitung bis zu den Prüfspitzen ( 21 ) ausgebildet ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the measuring lines (22) is formed between the measuring device and battery as a four-wire line to the test probes (21).
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsstufe der Wechselstromquelle ( 4 ) als einfache unipolare Stromquelle (Stromsenke) ausgeführt ist. 3. A device according to any one of the preceding claims, characterized in that the output stage of the AC power source (4) is designed as a simple unipolar current source (current sink).
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine rechteckförmige Pulsform zur Ansteuerung der Stromquelle ( 4 ) vorgesehen ist. 4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a rectangular pulse shape for controlling the current source (4) is provided.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsbatterie ( 1 ) mit einer Schaltung ( 2 ) automatisch zugeschaltet wird, wenn die Batterie ( 10 ) mit den Meßleitungen ( 22 ) verbunden ist und wieder selbständig ausschaltet, wenn die Meßleitungen wieder getrennt sind. 5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the supply battery (1) with a circuit (2) is automatically switched on when the battery (10) with measuring lines (22) and again switches off by itself when the leads are separated again.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch qekennzeichnet, daß die zu messende Batterie ( 10 ) selbst die Betriebsspannungs versorgung der Meßvorrichtung übernimmt. 6. Device according to one of claims 1 to 4, characterized qekennzeichnet that the battery to be measured (10) itself, the operating voltage supply of the measuring device takes over.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dreheisenmeßwerk ( 23 ) direkt ohne Gleichrichter als Anzeigemittel dient. 7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a Dreheisenmeßwerk (23) serves directly as a display means without rectifier.
Description  translated from German

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige des Innenwiderstandes beliebiger nichtidealer Spannungsquellen respektive Batterien. The invention relates to a device for indicating the internal resistance of any non-ideal voltage sources respectively batteries.

Zur Bestimmung des Ladezustandes einer Autobatterie sind Säuredichte-Meßvorrichtungen bekannt. For determining the charge state of a car battery acid density measuring devices are known. Die Säuredichte ist, sulfatfreie Platten vorausgesetzt, ein direktes Maß zum Ladezustand. The hydrometer, provided sulfate-free plates, a direct measure of the state of charge.

Die Leerlaufspannung einer Batterie hat keine eindeutige Beziehung zum Ladezustand. The open circuit voltage of a battery has no clear relationship to the state of charge.

Stand der Technik ist ebenfalls die kurzzeitige Messung eines relativ hohen Stromes durch einen bestimmten Leistungswiderstand. State of the art is also the short-term measurement of a relatively high current through a given resistance performance. Je nach Nennkapazität sollte eine gut geladene Batterie einen bestimmten Entladestrom erreichen. Depending on the nominal capacity of a well-charged battery should reach a certain discharge. Um der Batterie nicht zuviel Energie zu entnehmen, muß diese Meßmethode sehr schnell erfolgen. In order to remove the battery too much energy, this method of measurement must be done very quickly. Der Zusammenhang zwischen Entladestrom und Ladezustand ist nicht eindeutig. The relationship between discharge current and state of charge is not unique.

Der Trend zu wartungsfreien Batterien erlaubt es zudem nicht mehr, die Säuredichte zu messen. The trend towards maintenance-free batteries it also no longer allowed to measure the acid density. Zur Ermittlung des Ladezustandes sind deshalb nur die Polklemmen als Meßabgriff verfügbar. To determine the charge state of the battery terminals are therefore only available as measuring pickoff.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein sehr einfach zu bedienendes Meßgerät vorzuschlagen, das den niedrigen Innenwiderstand von Batterien direkt anzeigt. Object of the present invention is therefore to provide a very easy-to-use instrument that shows the low internal resistance of batteries directly. Je kleiner der Wert des Innen widerstandes, um so kleiner wird der Spannungs zusammenbruch bei einem bestimmten Entladestrom. The smaller the value of the internal resistance, the voltage becomes smaller collapse at a certain discharging current.

Der Anzeigemeßbereich läßt sich so dimensionieren, daß mit einem Gerät 1,5-Volt-Haushaltsbatterien bis hin zu 24-Volt-Fahrzeugbatterien gemessen werden können. The Anzeigemeßbereich can dimension that can be measured with a device 1.5-volt household batteries up to 24-volt car batteries so. Aufgrund der einfachen Handhabung ist die erfindungsgemäße Meßvorrichtung sowohl für Diagnose zwecke geeignet (gute, schwache oder leere Batterien), als auch zur Kalkulation der maximalen Strombelastung einer Batterie unter der Bedingung, daß die Versorgungsspannung eines batteriebetriebenen Gerätes einen bestimmten Wert nicht unterschreiten darf. Due to the ease of use, the measuring device according to the invention is suitable both for diagnostic purposes suitable (good, weak or dead batteries), as well as for the calculation of the maximum current load of a battery under the condition that the supply voltage of a battery-powered device must not fall below a certain value.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich noch preiswerter herstellen, wenn der Teil zur Meßaus wertung in einem Universaltester (z. B. Autodiagnose tester, Digitalmultimeter) integriert wird, so daß das Gehäuse und Anzeigemittel (analog oder digital) mehrfach genutzt werden kann. The apparatus of the invention can be prepared even cheaper if the part to Meßaus evaluation in a universal tester (eg. Car diagnostic tester, digital multimeter) is integrated, so that the housing and display means (analog or digital) can be used multiple times.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfobjekt mit einer Wechselstromquelle einer festen Frequenz beaufschlagt ist und die nicht verschwindende Wechselspannung, bedingt durch den vorhandenen Innenwiderstand des Prüfobjektes, über eine frequenzbandbegrenzte Verstärkerstufe derart aufbereitet ist, daß die Signalgröße als Maß des Innenwiderstandes mit einer beliebigen Anzeige verbunden ist. The inventive device is characterized in that the test object is subjected to an AC power source of a fixed frequency and the non-zero AC voltage, is caused processed by the existing internal resistance of the test object, through a frequency-band-limited amplifier stage such that the signal amplitude as a measure of the internal resistance arbitrary with a display is connected.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß eine Vierdrahtleitung bis zu den Prüf spitzen vorgesehen ist, damit die ohmschen und induktiven Widerstände der Meßleitung nicht das Meßergebnis verfälschen. An advantageous embodiment of the invention is that a four-wire line is provided to the acute testing to ensure that the ohmic and inductive resistance of the measuring line not falsify the measurement result.

Um die Bedienung zu vereinfachen und die Herstell kosten zu senken, wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine automatische Ein- und Ausschaltung vorgeschlagen, die durch die Kontaktgabe der Prüfspitzen an den Batteriepolen aktiviert wird. In order to simplify the operation and reduce cost producible, automatic switching on and off is proposed with the inventive device, which is activated by contacting the test probes to the battery terminals.

Um den Forderungen einer großen Meßbereichsspanne mit gleichzeitiger hoher Auflösung gerecht zu werden, ist die Anzeigeausführung vorzugsweise digital. To meet the demands of a large Meßbereichsspanne with simultaneous high resolution justice, the display design is preferably digitally. Praktische Werte liegen zwischen 0 ... 2000 mOhm mit 1 mOhm Auflösung. Practical values are between 0 ... 2000 milliohms with 1mOhm resolution.

Aus Kostengründen ist auch eine einfache Analog anzeige vorteilhaft, wenn nur bestimmte Batterie gruppen erfaßt werden sollen (z. B. Autobatterien mit 5 mOhm . . . 20 mOhm). For cost reasons, a simple analog display is advantageous if only certain groups battery to be detected (eg. Car batteries with 5 milliohms... 20 milliohms).

Die erfindungsgemäße Ausführungsform ist schematisch in der Zeichnung anhand mehrer Figuren dargestellt und nachfolgend näher beschrieben. The embodiment according to the invention is schematically shown in the drawing on the basis of several figures and described in more detail below.

Es zeigt It shows

Fig. 1 die Ausführung der Meßvorrichtung als Blockschaltbild und Fig. 1, the embodiment of the measuring device as a block diagram and

Fig. 2 den exemplarischen Schaltungsaufbau. Fig. 2 shows the exemplary circuitry.

Für die Spannungsversorgung der gesamten Meßvorrichtung ist eine Batterie 1 , 11 vorgesehen, die über einen elektronischen Schalter 2 , 12 zuge schaltet wird, wenn ein Testobjekt 10 , 20 (z. B. Batterie) mit den Prüfspitzen 19 , 21 kontaktiert wird. For the power supply of the entire measuring device is a battery 1, 11 is provided which is switched on via an electronic switch 2, 12 supplied when a test object 10, 20 (z. B. battery) with the test probes 19, 21 is contacted. Eine Mindestspannung von etwa 0,8 V wird vor ausgesetzt um den elektronischen Schalter zu steuern. A minimum voltage of about 0.8 V is before subjected to control the electronic switch.

Ein freilaufender Rechteckgenerator 3 , 13 mit konstanter Amplitude und einer Frequenz von etwa 1 kHz steuert den Spannungs-Strom-Wandler 4 , 14 mit einer Ausgangs-Stromsenke von etwa 50 mA. A free-running square-wave generator 3, 13 having a constant amplitude and a frequency of about 1 kHz controls the voltage-current converter 4, 14 to an output current sink of approximately 50 mA. Eine rechteckförmige Pulsform ist insofern vorteilhaft, daß die Verlustleistung des Schalttransistors gering ist. A rectangular pulse shape is advantageous in that the power loss of the switching transistor is low.

Über eine Vierdraht-Leitung 22 , 24 bis zu den Prüf spitzen 19 , 21 ist ein Bandpaßfilter 5 , 15 parallel geschaltet und überträgt nur den reinen Wechsel spannungsanteil, der durch den Innenwiderstand der Batterie 10 , 20 resultiert. Over a four-wire line 22, 24 to the test tips 19, 21 is a bandpass filter 5, 15 connected in parallel, and transmits only the pure alternating voltage component resulting from the internal resistance of the battery 10, 20. Eine nachfolgende Ver stärkerstufe 6 , 16 bringt das geringe Wechsel spannungssignal in der Größenordnung einiger mV auf praktisch besser auswertbare Bereiche. A subsequent Ver amplifier stage 6, 16 brings the little AC voltage signal in the order of a few mV to practically better evaluated areas. Die Schaltung 7 , 17 richtet das Wechselspannungssignal gleich. The circuit 7, 17 rectifies the alternating voltage signal equal. Durch die Rückkopplung in der Schaltungsanordnung 17 wird erreicht, daß auch Wechselspannungen gleichge richtet werden, die weit unterhalb der Dioden schwellenspannung liegen. By the feedback in the circuit arrangement 17 it is achieved that also AC voltages are Equilibrium oriented, that are well below the threshold voltage of the diodes.

Ein digitales Anzeigenmodul mit integriertem Analog- Digital-Wandler 8 , 18 setzt die ausgewertete Gleich spannung direkt als Innenwiderstandswert des Prüf objektes um. A digital display module with integrated analog-digital converter 8, 18 converts the DC voltage directly evaluated as internal resistance value of the test to Building. Die angezeigte Größe in "mOhm" ist an unterschiedlichen Baugruppen 3 , 4 , 6 , 7 , 8 als Proportionalitätsfaktor einstellbar. The size displayed in "mohm" can be adjusted to different units 3, 4, 6, 7, 8 and proportionality. Auf eine Nullpunktjustierung kann verzichtet werden, falls Offsetfehler durch den Einsatz entsprechender Bauteile vernachlässigbar sind. To a zero point adjustment can be omitted if offset errors are negligible by using appropriate components.

Nach einer einfachen Ausführung ist eine kosten günstigere Analoganzeige 9 alternativ dargestellt. After a simple design a cheaper analog display 9 is shown alternatively.

Auf einen Gleichrichter kann außerdem verzichtet werden, wenn ein Dreheisenmeßwerk 23 als Anzeige mittel verwendet ist. Can also be dispensed with a rectifier, when a Dreheisenmeßwerk 23 used as a display medium.

Referenced by
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Classifications
International ClassificationG01R31/36
Cooperative ClassificationG01R31/3662
European ClassificationG01R31/36V3
Legal Events
DateCodeEventDescription
11 Jun 19928139Disposal/non-payment of the annual fee