JPH09501002A

JPH09501002A - 感温電池テスタ

Info

Publication number: JPH09501002A
Application number: JP6525535A
Authority: JP
Inventors: パーカー，ロバート; ブラス，ジャック
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-05-07
Filing date: 1994-05-05
Publication date: 1997-01-28
Also published as: AU6906794A; CA2162290A1; US5460902A; CN1122636A; EP0698302A1

Abstract

(57)【要約】電圧源(24)の電圧を測定するための感温テスタ(10)は、感温ディスプレイ(12)および、感温ディスプレイに熱的に結合され、所定のしきいレベルを超える電圧が電気素子に印加されたときに感温ディスプレイを加熱するための電気素子(20)を含む。電圧テスタのその他の実施態様も開示する。

Description

【発明の詳細な説明】感温電池テスタ発明の分野本発明は、電圧または電流センサに関し、特に、電池の電圧を正確に測定するための装置に関する。本願は、本願と同じ譲受人に係る、1993年５月７日出願の米国特許出願番号第 08/058,449のＣＩＰ出願である。この第08/058,449号出願全体を、ここに援用する。発明の背景感温色材料(thermochromic material)を用いた、電池の相対的電荷を測定するための装置は、周知である。このような装置の一例として、Duracell(TM)電池のパッケージ中に普通に見られるものがある。この種の装置は、テーパー抵抗導体をポリエステル薄膜の一方の面に印刷し、薄膜の他方の面に感温色材料を印刷したものを用いている。電圧がテーパー抵抗導体間に印加されたとき、電池の電荷にほぼ比例する導体の一部が十分に加熱される結果、感温色材料の対応部分が、不透明から透明に変化し、電池の相対電圧または電荷を表示する。これらの装置は、相対電圧がフル充電の状態から欠乏状態まで、例えば50％または1.55ボルトから0.80ボルトまで、多大に変化するアルカリ電池等の電池に対してはよく機能する。しかし、これらのテーパー抵抗装置は、欠乏状態の電池によって供給される電圧がフル充電状態の電池によって供給される電圧よりも低くなるパーセントが大きくないようなその他の種類の電池に対しては、同等には機能しない。例えば、自動車、トラックまたはボートに典型的に用いられる鉛蓄(l ead-acid)電池は、電池の電荷の大きい減少に対して非常に小さな電圧変化を示す。例えば、自動車用鉛蓄電池は、フル充電状態のとき13ボルトであっても、電池が完全に放電してしまったとき12ボルトにまでしか減少しないことがあり得る。携帯コンピュータ、ビデオカメラおよび電圧源装置(power tool)に用いられる充電式(rechargeable)ニッケルカドミウム電池もまた、電池電荷の大きな変化に対して比較的小さい電圧変化を示す。ニッケルカドミウム電池の場合は、電池がいつ充電されるべきかを知るため、電池の電圧を正確に測定可能であることが望ましい。ニッケルカドミウム電池は、メモリ効果を有しているため、完全な充電およびより長い寿命を得るためには、充電前にはほぼ完全に放電されていなければならない。しかしながら、これらの電池は、完全に放電されてはならない。何故なら、電池の電圧反転が起こり得るためである。電池によって供給される電圧の小さな変化も正確に測定し得る電池テスタを提供することが望ましい。発明の要約本発明の電池テスタは、ツェナーダイオードなどの、しきい値導電電圧を示す電気素子と、感温ディスプレイとを組み合わせることによって、電池電圧の小さな範囲での電圧および電荷の正確な測定を可能にする。本発明の位置実施例によれば、電池の電圧を測定するための装置は、感温材料と、感温材料を印加電流に応じて加熱するための導電性ヒータと、電池が所定のレベルを超える電圧を有しているとき電流を電池から導電性ヒータに印加するためのダイオードとを有している。本発明の別の局面によれば、電圧源の電圧を測定するための装置は、感温ディスプレイおよび、感温ディスプレイに熱的に結合されている電気素子を有しており、電気素子間に印加された電圧が所定のしきいレベルを超えたときに感温ディスプレイを加熱する。本発明の更に別の局面によれば、電圧源をテストするための装置は、感温ディスプレイおよび、感温ディスプレイに熱的に結合されているダイオードを有しており、電池が所定のしきいレベルを超える電圧を有するとき、感温ディスプレイを加熱する。本発明の別の局面によれば、電圧源をテストするための装置は、ダイオードを含む感温材料を有しており、ダイオードは感温材料に熱的に結合されている。各ダイオードは、この複数のダイオードの各々に対し所定のしきいレベルを超える電圧を有する電圧源に電気的に結合されたとき、感温材料の一部を加熱する。本発明の追加的な局面によれば、電圧源をテストするための装置は、感温材料と、感温材料と熱的に接触しており、電池が所定のしきいレベルを超える電圧を有するとき、感温ディスプレイを加熱するためのダイオードと、印加電流に応じて感温材料を加熱するためのダイオードに電気的に並列な導電性ヒータとを有している。本発明の更なる追加的な局面によれば、回路は、誘電体薄膜と、誘電体薄膜に表面実装された熱発生電気素子と、熱発生電気素子に熱的に接続された感温材料とを有している。本発明の更なる局面によれば、装置に印加された電圧を測定するための方法は、装置の電圧を感知し、検知された電圧が所定のしきいレベルを超えるときに熱を発生することによって視覚的表示を行うことを、含む。本発明の更なる局面によれば、電圧源を異なる周囲温度においてテストする装置は、第１の感温ディスプレイと、第１の感温ディスプレイに熱的に結合され、複数の導電性リードに電気的に結合されたたダイオードであって、所定のしきいレベルを超える電圧がダイオードに印加されたときに第一の感温ディスプレイを加熱することが可能なダイオードと、周囲温度の変化に対して反応する第２の感温ディスプレイであって、異なる周囲温度に対して異なる視覚表示を提供することによって、使用者が導電性リードのどのポイントでリードを電圧源に結合するかの決定を支援するための、第２の感温ディスプレイとを有している。本発明の更なる局面によれば、電圧源の電圧を測定するための装置は、第１の感温ディスプレイと、電気的に直列な第１および第２のダイオードとを有しており、第１のダイオードは、感温ディスプレイに熱的に結合されていることによって、所定のしきいレベルを超える電圧が第１および第２のダイオードに印加されたときに感温ディスプレイを加熱し、第２のダイオードは、印加電圧が不正な極性を有しているときに第１のダイオードの損傷を防ぐ。本発明の別の局面は、電池および交流発電器の電圧を選択的に測定する装置であって、感温材料と、該感温材料を印加電流に応じて加熱するための熱発生素子と、電池のテストのために熱発生素子を電池に電気的に結合するための第１の結合手段と、交流発電器のテストのために熱発生素子を電池に電気的に結合するための第２の結合手段とを有し、第２の結合手段が第１の結合手段よりも高い抵抗値を有している装置に関する。本発明の追加的な局面は、電池および交流発電器の電圧を選択的に測定する装置であって、第１の感温ディスプレイと、第２の感温ディスプレイと、第１の感温ディスプレイに熱的に結合され、第１の方向に流れかつ第１の所定のしきい電圧を超える電圧を有する電流が第１の電気素子に印加されたときに第１の感温ディスプレイを加熱するための第１の電気素子と、第２の感温ディスプレイに熱的に結合され、第２の方向に流れかつ第２の所定のしきい電圧を超える電圧を有する電流が第２の電気素子に印加されたときに第２の感温ディスプレイを加熱するための第２の電気素子とを有する装置に関する。本発明の更なる局面は、電圧源をテストするための装置であって、感温ディスプレイと、感温ディスプレイに熱的に結合され、所定のしきい電圧を超える電圧が第１の電気素子に印加されたときに感温ディスプレイを加熱するための第１の電気素子と、感温ディスプレイに熱的に結合され、感温ディスプレイを所定の絶対温度まで加熱するための第２の電気素子とを有する装置に関する。本発明の別の更なる局面は、電圧源をテストするための装置であって、感温ディスプレイと、電圧源に電気的に結合されているときに感温ディスプレイを加熱するための電気素子と、感温ディスプレイの視覚分析を容易にするための比較用ディスプレイを有する装置に関する。本発明の別の更なる局面は、電圧源をテストするための装置であって、感温ディスプレイと、電圧源に電気的に結合されているときに感温ディスプレイを加熱するための電気素子と、感温ディスプレイと電気素子との間に設けられた、電気素子から感温ディスプレイへの放射熱伝導を容易にするための熱伝導性素子とを有する装置に関する。本発明の別の局面は、電圧をテストするための装置であって、感温ディスプレイと、感温ディスプレイに熱的に結合され、所定のしきいレベルを超える電圧が印加されたときに感温ディスプレイを加熱するための電気的機構または素子とを有する装置および、周囲温度補償に関する。本発明はまた、感温ディスプレイと、感温ディスプレイに熱的に結合され、所定のしきいレベルを超える電圧が印加されたときに感温ディスプレイを加熱するための電気的機構または素子と、電気的機構または素子と電圧との関係を、周囲温度の関数として表示することとを含む、周囲温度補償を行いながらの電圧のテストに関する。本発明の上記およびその他の特徴は、以下に詳述され、特に請求項中に記載される。以下の説明および付属する図面は、本発明のいくつかの具体的な実施例を詳述するために用いられるが、これら実施例は、本発明の原理が用いられ得る様々な方法のうちほんの数個を示すものにしか過ぎない。図面の簡単な説明付属の図面において、図１は、本発明の一実施態様における、略式に電圧源に接続された電池テスタの立面図である。図２は、図１の電池テスタ回路の概略図である。図３は、電池テスタの上面図であり、電池テスタの感温ディスプレイを示す、図４は、図１の電池テスタと同様な電池テスタであって、異なる感温ディスプレイを用いたものの立面図である。図５は、図４の電池テスタの感温ディスプレイの上面図である。図６は、本発明の別の実施態様における、電流制限抵抗器を含む電池テスタを示す、概略回路図である。図７および８は、正しい極性に電池テスタが接続されているか否かの視覚表示を提供するために用いられる感温ディスプレイ例の、視覚的な状態を示している。図９Ａは、本発明の電池テスタの、複数のツェナーダイオードを回路中に反対方向に有している別の実施態様を示す、概略回路図である。図９Ｂは、電池が一方向に接続されたときに電池の電荷をテストするため、および反対方向に接続されたときに交流発電器によって発生される電荷をテストするための、電池／交流発電器の上面図である。図10は、本発明における電池テスタの、複数のダイオードを並列に有する別の実施態様を示す、概略回路図である。図11は、本発明における電池テスタの、電池テスタがいつ電池に接続されたかを検知する抵抗加熱素子を有する別の実施態様を示す、概略回路図である。図12は、本発明における電池テスタの、テーパー抵抗加熱素子を有する別の実施態様を示す、概略回路図である。図13は、本発明の一実施態様における、温度補償能力を有する電池テスタの上面図であり、ある一定の周囲温度より上の温度での電池テスタの見え方を示す。図14は、本発明の一実施態様における、温度補償能力を有する電池テスタの上面図であり、ある一定の周囲温度未満の温度での電池テスタの見え方を示す。図15は、図13および14の電池テスタと同様であるが、周囲温度補償能力を実現するための接続を示す３つの表示器を用いている、電池テスタの変形例の上面図である。抵抗特性を有する導電性片。図16は、図15の電池テスタの、３つのコンタクトおよび抵抗特性を有する導電性片を用いた別の実施態様の、部分断面図を示している。図17Ａは、図15の電池テスタの、３つのコンタクトおよび３つの直列接続された抵抗器を用いた他の実施態様の、部分上面図を示している。図17Ｂは、図15の電池テスタの、３つのコンタクトおよび電気加熱素子と回路的に接続し得る３つの抵抗器を用いた他の実施態様の、部分上面図を示している。図18は、図15の電池テスタの、電気加熱素子および３つの抵抗回路を使用のために選択的に接続する３つのコンタクトを用いた他の実施態様の、部分上面図を示している。図19は、本発明の実施態様における、加熱素子を有する電池テスタの概略回路図である。図20は、本発明の実施態様における、電流制限抵抗器を用いた電池／交流発電器テスタの概略回路図である。図21は、図20に概略を示す電池／交流発電器テスタの上面図である。図22は、本発明の一実施態様における、過電流保護を含む電池テスタの概略回路図である。図23は、感温ディスプレイにわたって放射熱伝達を改善するための熱導電性層を有する、電池テスタの立面図である。図24は、電池条件の決定を容易にするためにアイコンを用いた、電池テスタの上面図である。図25は、電池条件の決定を容易にするためにアイコンを用いた、電池テスタの他の実施態様の上面図である。そして図26は、電流または電圧感知能力を有する電気的パッケージとともに感温ディスプレイを示す、透視図である。詳細な説明図１を初めとするいくつかの図面を参照し、本発明の一実施例における感温色電池テスタ10の立面図を説明する。電池テスタ10は、ポリエステル膜などである薄膜14の片面に設けられた感温ディスプレイ12を有している。薄膜14の感温ディスプレイと反対側の面には、導電性片またはリード16が設けられている。感温ディスプレイ12と導電性片16は、膜14上に、例えば印刷などの様々な従来技術を用いて設けられ、または塗布される。導電性片16はまた、例えばワイア片その他の導電性部材を印刷された導電性片に取り付けたものなど、複数の部材から構成されていてもよい。導電性片16は、感温ディスプレイ12と対向する領域18において途切れを伴って、ほぼ膜14の長さに伸びる。装置に印加される電圧がしきいレベルを超えたときにのみ電流を導通するツェナーダイオード20または、他形態のダイオードもしくはトランジスタなどの他の電気素子が導電性片16の各々に、電気的に接続されている。ツェナーダイオード20は、好ましくは表面実装パッケージに構成され、例えば埋め込み材21などを用いてフィルムに固定し、不動に保持してもよい。いかなる構成要素も損傷をうけないように、例えば厚さ0.0005から0.001インチの薄い積層材22を膜14、埋め込み材21および導電性片16の下面に付加してもよい。積層材27 は、導電性片16の電池その他の電圧源とのコンタクトに用いられる部分は覆わない。ポリエステル膜14上に設けられた感温ディスプレイ12は、所定の遷移温度(t ransition temperature)において区別可能な視覚的変化を示す感温色材料を、好ましくは１つ以上含んでいる。好ましくは、感温色材料は、それぞれの遷移温度未満において、膜14の色とは異なりかつ互いに異なる不透明色をなし、それぞれの遷移温度より上において、透明である。複数の感温色材料を用いる際は、感温色材料が異なる遷移温度を有していることが好ましい。感温材料の中には、感紫外光性であり、紫外光に曝されると経時劣化を起こす傾向を有するものがある。このような材料を感温ディスプレイ12に用いる場合は、紫外光保護コーティング 23をディスプレイ12の上部に塗布することによって、ディスプレイ12中に用いられている感温材料を、周囲の紫外光の悪影響から保護することが望ましい。添加物を、直接感温色材料とともに加えることによって紫外光から保護することも可能である。このような添加物の一例は抗酸化剤である。このような抗酸化剤は、感温色材料への添加物として、および／またはそのような感温色材料を包含する保護材への添加物として含有させることが出来る。本発明に有用な感温色材料の一例は、日本国京都のMatsui chemical Company によってR45 Matsui Ink と指定されて販売されているものである。「45」という名称は、約＋45℃におけるスイッチング能力を示している。ここに説明する様々な感温色材料において、他のスイッチング温度を用いてもよい。温度の関数として区別可能な出力を提供するその他の感温色材料もまた使用可能である。本発明に有用なその他の材料の別の一例は、液晶材料として知られている。温度の関数として所望の表示特性を提供するために、その他の材料を用いてもよい。膜14上に設けられた導電性片16は、テストする電池の端子と圧力による接触を行うための電気的コンタクト領域を提供し、結果として、電池がツェナーダイオード20に導電性片によって電気的に接続された電気回路が、形成される。図１に、電圧源24およびリード線26として、概略的に電池を示す。好ましくは、電池テスタ10は、導電性片16上の指定領域において容易に電池の端子に接続を行えるように構成される。図２に、ツェナーダイオード20および電圧源24として、図１の電池テスタ10の回路を、概略的に示す。回路28中のツェナーダイオード20は、電圧源24で発生された電圧をバイアスすることによって、ツェナーダイオードの特定のしきい導通電圧を超えるまで回路中を流れる電流が少しであるか全く流れないようにするためのスイッチとして機能する。電圧源24によって供給される電圧がツェナーダイオード20のしきい導通電圧を超えるとき、ダイオードは、ダイオードの内部抵抗の関数としての電流およびしきい電圧を超える電圧源によって供給される電圧の大きさで、導通する。このようにして、ツェナーダイオード20は、回路28をバイアスし、電圧源24によって発生される比較的小さな変化を正確に測定することが可能になる。電圧源 24が例えば自動車のバッテリーである場合、回路は、13ボルトと12ボルトとの間の１ボルト範囲の電圧を測定するように設計し、自動車のバッテリーの電荷を正確に測定することを可能にすることが出来る。例として、自動車用バッテリーとして構成した場合、ツェナーダイオード20は典型的には約12ボルトのしきい導電電圧で用いられる。図１の24に概略的に示すように電池テスタ10を自動車用バッテリーに取り付けた場合、ツェナーダイオード20は、しきい電圧12ボルト未満の電圧において、ツェナーダイオード、導電性片16、電池24およびリード線26によって構成される回路中に実質的に電流が流れないように、回路をバイアスする。ツェナーダイオード20に供給される電圧がしきい電圧12ボルトを超えると、電流が回路中を流れ、ツェナーダイオードに、電池から供給されるしきい導通電圧を超える電圧およびダイオードの内部抵抗の関数としての熱を発生させる。ツェナーダイオード20によって発生される熱は、膜14を通じて消散(dis sipate)し、感温ディスプレイ12を、ツェナーダイオードの直上に位置するディスプレイの中央から、放射状に外側に向かって加熱する。その結果、感温ディスプレイ12がいったん安定状態まで加熱されると、ディスプレイの中央が最も熱くなり、中央から放射状に離れるに従って漸進的に温度が低くなる。感温ディスプレイ12中に用いられる感温色材料およびツェナーダイオード20は、電池24のフル充電状態において、感温ディスプレイの比較的大きな範囲が、感温色材料の遷移温度より上に加熱されるように選択される。電池24が一部欠乏状態(partially depleted)のときは、電池は、電池がフル充電状態のときよりも少なくツェナーダイオード20のしきい電圧を超える電圧を提供する。ツェナーダイオード20は、電池24によって供給されるダイオードのしきい電圧を超える電圧およびダイオードの内部抵抗の関数として熱を発生するため、ダイオードは、電池がフル充電状態のときよりも少ない熱量を、一部欠乏状態のときに発生する。従って、電池が一部欠乏状態のときには、感温ディスプレイ12中のより小さな領域が、使用される感温色材料の遷移温度より上に昇温される。電池が十分に欠乏し、ツェナーダイオード20のしきい電圧未満の電圧しか供給出来なくなったとき、ダイオードは、回路中に実質的な電流が流れることを防ぐためのスイッチとして機能する。その結果、あったとしても比較的少ない熱が、ツェナーダイオード20によって発生され、好ましくは感温ディスプレイ12中のいかなる領域の温度も、感温ディスプレイにおいて視覚的反応を引き起こすほど昇温されない。正しいしきい導通電圧を有するツェナーダイオード20および適切な遷移温度を有する感温色材料を選択することにより、電池テスタ10は、フル充電、一部充電、充電必要および重大に欠乏(significantly depleted)などの、異なる電池状態を視覚的に表示することが可能になる。使用する感温色材料の遷移温度とともに、感温ディスプレイ12の設計によっても、電池電荷に関する情報を高めることが可能である。図３は、膜14に円形領域状に設けられた感温ディスプレイ30を説明している。膜は、好ましくは２つの異なる色を有している。例えば、一方の色は分割線32の右側に位置するオレンジであり、他方の色は、例えば分割線32の左側に位置し、分割線の右側の色に対して容易に識別可能なグリーンである。好ましくは膜14は、テストされるべき電池のための読みとり範囲に対応する一連の同心円状のグラデーション34を有している。感温ディスプレイ30は、異なる遷移温度を有する異なる感温色材料36および38からなる２つの半円領域を有している。分割線32の右側に設けられた感温色材料の半円領域36は、例えば45℃の遷移温度を有し、それ未満の温度では材料は黒などの不透明となり、それより上では透明になってもよく、分割線32の左側に設けられた感温色材料38の半円領域は、例えば60℃の遷移温度を有し、それ未満の温度では材料は黒などの不透明となり、それより上では透明になってもよい。上記に図１を用いて説明した電池テスタ10が、図３の感温ディスプレイ30および、しきい導通電圧が12ボルトであるツェナーダイオード20を備えている例を考える。電池テスタ10が自動車用バッテリ24の端子にまたがって(across)適用され、自動車用バッテリによって供給される電圧が12ボルト未満である場合、感温ディスプレイには視覚的な変化は見られず、すなわち黒く見える。電池電圧がツェナーダイオード20のしきい電圧を超えて連続的に増加するにつれ、感温色材料36 中の領域が、ディスプレイ30の中心40から始まって、放射状に外側に向かって遷移温度45℃より上に加熱される。これら領域は、感温色材料36が黒から透明に遷移することによって膜14のオレンジ部分および膜のこの部分における任意のグラデーション34が明らかになるに従って、黒からオレンジに変化する。電池24からの電圧がより高くなると、分割線32の左側の感温色材料38は、ディスプレイ40の中心から始まって、放射状に外側に向かって広がるように、その遷移温度60℃を超え、透明状態に変化し始める。感温色材料38の領域が黒い不透明状態から透明状態に変化するにつれて、感温色材料の下の印刷されたグラデーション34および膜14のグリーン色部分が見え出す。結果として、フル充電状態の電池においては、感温色材料36および38の両半円は、各遷移温度より上に加熱され、感温色材料下のグラデーション線34の実質的に全部分および色付けされた膜が見える。電池が段々と欠乏するにつれて、各半円状感温色材料36および38の遷移温度より上に加熱される部分が減るため、感温ディスプレイの見えるグラデーション線34の数が減る。もし電池がツェナーダイオード20のしきい電圧12ボルトよりわずかに上の電圧しか供給出来なくなると、半円状感温色材料36中の小さな領域のみしか透明にならず、膜14の小さな部分、および場合によって１、２本のグラデーション線34のみしか見えない。別の実施態様の感温ディスプレイ44を有する電池テスタ42を、図４および５に示す。この実施態様において電池テスタ42は、感温ディスプレイを除き図１を用いて上述したものと同様に、ポリエステル膜14、導電性片16およびツェナーダイオード20を有するように構成される。膜14は例えばグリーンなどの１色のみでもよいし、異なる色の多数の同心円状領域を有することによってディスプレイ44の解像度を高めてもよい。場合によっては、略同心円状のグラデーションをディスプレイ44中心の膜14上に印刷することによって、電池が供給する電圧レベルの視覚的読みとりを容易にすることが望ましい。感温ディスプレイ44は、上下に重なっている２つの感温色材料46および46を、膜14のツェナーダイオード20と反対側の面上に有する。感温色材料46および48は好ましくは、感温色材料48が膜14に隣接し、感温色材料46が感温色材料48の直上に位置するような矩形状に構成される。感温色層46および48は、異なる遷移温度を有するように、また好ましくは不透明状態時に異なる色を有するように選択される。例えば、膜 14に隣接する感温色層48は、遷移温度60℃を有し、不透明色が赤であり、膜から離れた感温色層46は、遷移温度45℃を有し、遷移温度未満での不透明色が黒であってもよい。使用に際しては、電池24が供給する電圧がツェナーダイオード20のしきい電圧未満であるときには感温ディスプレイ44は黒く見えるが、供給電圧がツェナーダイオードのしきい電圧より有意に上であるときには、以下に説明するように射撃の的のようなパターンを示す。図４および５の実施態様において、電池24によってツェナーダイオード20に供給される電圧がダイオードのしきい導通電圧を有意に超えている場合、ダイオードは十分な熱を発生し、膜14中を伝導すると、感温ディスプレイ44の温度を、感温色材料46および48の遷移温度より上に昇温する。このような場合、感温色材料 46の比較的大きな円形状領域46aが透明状態に変化して、その下の感温色材料48 を見ることを可能にする（図４においては、感温色材料が不透明から透明に遷移する境界を点線によって示している）。感温色材料48も、感温色材料46よりも高い遷移温度を有するため透明状態に変化するが、ディスプレイ44を中心としたより小さいほぼ円形領域48aにおいてのみであり、その下のグリーンの膜14を見ることが可能になる。結果として、フル充電された電池の場合、感温ディスプレイ 44は、グリーン膜14の比較的大きな略円形領域を見ることができるような射撃の的状のパターンに見える。わずかに電池の充電が欠乏しているときには、電池はしきい電圧より上であるがやや小さい電圧をツェナーダイオード20に供給するため、ダイオードはフル充電状態よりもやや少ない熱量を発生する。これにより、ディスプレイ44を中心としたやや小さい円形領域において、感温色材料46および48が各遷移温度に達する結果となる。このように、わずかに電池の電荷が減少した場合、ディスプレイ44は、膜14の非常に小さなグリーン領域のみが見えるような射撃の的状パターンを示す。電池の電荷がさらに減少すると、ツェナーダイオード20 は、感温色材料48を遷移温度より上に加熱するのに十分な熱を発生しないが、感温色材料46の小さな部分はその透明状態に遷移するために十分に高い温度にあることがあり得る。この場合、感温ディスプレイ44は、黒色の矩形状領域として見え、ディスプレイ44を中心とした円形領域を通して、赤色の不透明状態にある感温色材料48が見える。完全に欠乏した(fully depleted)電池の場合は、電池によって発生された電圧はツェナーダイオード20のしきい電圧未満に下がるため、ダイオードは効果的に回路中を流れる電流を遮断し、感温ディスプレイ44は実質的に加熱されず、完全に黒色の状態にある。過剰な電流がダイオードに印加されることによってツェナーダイオード20が損傷を受けることを防ぐために、図６に説明する回路52に示されるように、電流制限抵抗器50をツェナーダイオード20に直列に設けてもよい。電流制限抵抗器50は、導電性片16の１つが有する抵抗特性であってもよい。または、抵抗器50は、膜 14上に印刷または取り付けその他の形で形成され、とにかく回路的にダイオード20に接続された１つ以上の別々の抵抗器であってもよい。回路52中を流れる電流は、ツェナーダイオード20に印加され、ダイオードのしきい導通電圧V_threshを超える電圧V_battと、ダイオードの内部抵抗R_Z と、電流制限抵抗器の抵抗R_CLRの関数となる。その結果、回路52中を流れることが許される電流制限電流Iの大きさを、回路中に用いた電流制限抵抗器50の抵抗値によって制御することが可能になる。例えば、ツェナーダイオードが、12ボルトのしきい値V_thresh、および２オームの内部抵抗R_Zを有し、電池V_battが14ボルトを発生する場合、12オームの電流制限抵抗器50を回路52中に用いると回路中を流れる電流は以下のようになる。この電流は、電池テスタの電気素子を損傷しないために十分低い。しかし、ツェナーダイオード20によって発生された、感温ディスプレイにある視覚的読みとり値をとらさせる熱は、ダイオードの内部抵抗だけでなく、ツェナーダイオードにまたがって流れる電流の関数でもあるため、感温ディスプレイの適切な感温色材料の選択に際しては、電流制限抵抗器50の追加の結果として装置中を流れる電流が減少することも考慮しなければならない。更に、電流制限抵抗器50はまた、抵抗器を流れる電流およびその抵抗の関数として熱を発生する。従って電流制限抵抗器50は、発生した熱を消散して装置を損傷から防ぐために十分に大きな表面面積を有さなければならない。電流制限抵抗器を電池テスタ回路に用いることのもう１つの利点は、薄膜抵抗器として実現でき、ツェナーダイオードの実際のしきい導通電圧の、設計上のしき導通電圧からの変動を補償するためのトリミング抵抗器として用い得る点である。シリコンツェナーダイオードに対するしきい導通電圧の許容誤差(tolerance )は、プラスマイナス5％以上である。従って、12〜60ボルトの比較的高電圧の測定用に設計された電池テスタの場合、ツェナーダイオードのしきい導通電圧の設計電圧からの変動は、電池テスタの動作パラメータに容認し得ざるずれを生じ得る。製造に際しては、組み立てられた電池テスタ中のツェナーダイオードのしきい電圧を、電流計を用いて計測することが可能である。ツェナーダイオードが低すぎる電圧において電流を導通してしまう場合、電流制限抵抗器に小さい穴をパンチすることによって、テスタを通って流れる電流を減少させ、ツェナーダイオードのしきい導通電圧を効果的に高い側へシフトさせ、電流制限抵抗器の抵抗を上げる。故にある意味では電流制限抵抗器50は、そのような回路調整および／または補償を容易にするためのトリム抵抗器と見なすことが出来る。市販のダイオードを購入した場合のシリコンツェナーダイオードのしきい導通電圧の許容誤差は比較的高いが、単一ウェハを用いて実質的に同じ導通電圧を有する何十万個ものツェナーダイオードを製造することが可能である。従って、同じウェハから製造したツェナーダイオードを用いて電池テスタを、試験組立することが望ましい。この場合、電池テスタに組み込むツェナーダイオードのしきい導通電圧が正確にわかっているため、ツェナーダイオードの正確にわかっているしきい導通電圧にあわせたオーム値を有する電流制限抵抗器50を用いて電池テスタを組み立てることが可能である。このように、電流制限抵抗器は製造前に実質的に「トリム」されるため、製造中に電流制限抵抗器を更に調整する必要がない。電流制限抵抗器を用いることの更なる利点は、電池テスタが間違った極性で接続されたときに電池テスタのダイオードその他の電気素子を保護できることである。ツェナーダイオードは、回路中で所期の方向と反対に用いられた際には非常に低い抵抗を有する。しかも、反対方向に用いられたそときは、ツェナーダイオードはしきい電圧を示さず、そのため回路をバイアスしない。従って、電流制限抵抗器を用いずには、電池テスタが正しい方向に接続されたときよりもかなり高い電流が、回路中を導かれる。例えば、間違った方向においてはツェナーダイオードは１オームの抵抗しか有さず、従って電池からの14ボルトの供給がツェナーダイオードによって効果的にバイアスされず、回路を流れる電流は、となる。この過剰な電流は、印刷された導体またはツェナーダイオードを焼ききってしまう可能性がある。電流制限抵抗器を電池テスタの回路中に用いることによって、電池テスタ中の電気素子がある程度保護されるだけでなく、電流制限抵抗器を用いることによって電池テスタが間違った極性で接続されていることを示す視覚表示が可能になる。電池テスタが電池に間違った極性で接続されているときの方がより多くの電流が回路中を導かれるため、電流制限抵抗器50は、接続極性が逆であることを視覚的に表示するように感温ディスプレイ53を動作させるために用いられ得る有意な量の熱を発生することが可能である。このような場合、感温ディスプレイ53は、膜のある領域上に設けられた「逆極性」という言葉または同様のメッセージを伝える他のグラフィックな表示などのパターンで印刷された感温色材料を有していてもよい。すると感温ディスプレイ53は、電池テスタが電池に接続されていないときまたは、図７に示すような（点線は、不透明状態の感温ディスプレイによって視界から遮られるパターンを示す）正しい極性で接続されたときには不透明になる。しかし、間違った極性で接続されたときは、電流制限抵抗器50は、図８に示すような「逆極性」という言葉を表示するためにディスプレイの感温色材料を透明状態に遷移させるために十分な温度まで感温ディスプレイ53を加熱する。また、図９Ａの回路54に概略を示すように、ダイオード20および電流制限抵抗器50と直列に、第２のツェナーダイオード58をツェナーダイオード20と反対方向に設けることによって、電池テスタを間違った極性で電池に接続することによって起こり得る損傷を防ぐための追加的な保護を行うことも可能である。回路54に示されるように構成された電池テスタが正しい極性で電池に接続されると、電池テスタは、図６に示す回路52を用いて上述したのと同様に機能し、第２のツェナーダイオード58は電流に対してほとんど抵抗を有さず、また自身では電圧バイアスを行わない。しかし、回路54に示すように構成された電池テスタが逆極性で電池に接続されたときは、第２のツェナーダイオード58は、回路を流れる電流を、電池24の第２のツェナーダイオード58のしきい導通電圧を超える電圧ならびに第２のツェナーダイオードの内部抵抗および電流制限抵抗器50の抵抗の関数として制限する。このような電池テスタが逆極性で電池に接続されたとき、第２のツェナーダイオード58は、第１のツェナーダイオードが図６の回路52において正しい極性で接続されたときと同じように機能する。同様に、第１のツェナーダイオード20は、逆極性においては、第２のツェナーダイオード58が電池テスタを正しい極性で接続したときにそうであったように、電圧バイアスを示さず、またほとんど内部抵抗を示さない。結果として、ツェナーダイオード58 は、第２の感温ディスプレイとの熱的な接触状態に置かれたときに、電池テスタが間違った極性で接続されていることを示す視覚的な表示を生むために十分な熱を発生する。または、実質的に同一な複数の感温ディスプレイをツェナーダイオード20および58の各々に対して熱的な接触状態に置くことによって、極性に関わらず同様に機能する電池テスタを提供することが出来る。また、図９Ａに示した２つのツェナーダイオードの代わりに、１つのバイポーラツェナーダイオードを用いることも可能である。本発明の、図９Ａの回路54に示すような２つのツェナーダイオードを反対方向に用いた実施態様を用いて、電池テスタと交流発電器テスタを組み合わせたものを提供することが可能である。本発明の所望の応用例が自動車用であるとき、自動車が走行しているときに適正に機能している交流発電器が発生する電圧よりもわずかに低いしきい電圧を有するようにようにツェナーダイオード58を選択することができる。典型的な自動車用交流発電器は、電池に対して、ピーク電池電圧よりも一般に１〜２ボルト高い充電電流を発生する。故に、ピーク電池電圧よりもわずかに高いしきい電圧を有するツェナーダイオード58が回路54に用いられる。電池／交流発電器テスタ例を、図９Ｂに図示する。このテスタは、図９Ａのツェナーダイオード20に熱的に接続された、上述のように充電状態を表示するための感温ディスプレイ12を有している。第２の感温ディスプレイ12aは、図９Ａのツェナーダイオード58に熱的に接続されており、交流発電器の機能状態の視覚的な表示を提供する。電池／交流発電器テスタは、膜14の上面の、電池端子との電気的接触を行っている領域上に印刷されたラベル59を更に備えており、どちらの極性でテスタを電池の端子に接続すればよいかを使用者に対して示す。電池をテストするためにテスタがある極性で電池に接続されたとき、ツェナーダイオード20は、感温ディスプレイ12を加熱することによって、電池の電荷の視覚的表示を提供するように機能する。本例においては、ツェナーダイオード58は回路54，にほとんど影響せず、感温ディスプレイ12aの温度を、ディスプレイ12a における視覚変化を起こすために十分昇温するために十分な熱を発生しない。電池が用いられている自動車が走行中で、交流発電器が充電電流を電池に対して供給しており、かつテスタが電池テストにおける極性と逆の極性で電池に対して接続されているときは、ツェナーダイオード58は電流に対して、ディスプレイ12a が交流発電器の機能状態を視覚表示するための熱を発生するように方向付けられている。交流発電器は、一般によく機能するか全く機能しないかのどちらかであるため、ディスプレイ12aは通常、電池テストにおいて望ましいような一連の状態を表示する必要がなく、単一の感温色材料を有することによって交流発電器が機能しているか否かを表示するのみでよい。図９Ａおよび９Ｂのテスタ回路54における２つのツェナーダイオード20および58を用いる代わりとして、異なる極性に対して異なるしきい電圧を有するバイポーラツェナーダイオードを用いてもよい。場合によっては、異なるしきい電圧を有する複数のツェナーダイオードを電池テスタ中に用いることによって電池の異なる電圧レベルの検知を容易にしてもよい。複数のツェナーダイオード62、64および66を用いた回路60の概略図を図10に示す。ツェナーダイオード62、64および66は、互いに並列に接続されており、各ツェナーダイオードに直列に設けられた電流制限抵抗器68、70および72をそれぞれ有している。各ツェナーダイオード62、64および66に熱的に接続された別々の感温ディスプレイを用いて、対応するツェナーダイオードにしきい電圧を超える電圧が供給されたときに視覚表示を行うことができる。複数のダイオードを図10 に示すような配列で用いた電池テスタを使用することによって、電池の異なる電圧レベルに対して、テストされている電池の電荷レベルを正確に示す別々の読みとり値を供給することが可能である。本発明に基づく電池テスタの更なる実施態様を図11の概略回路図に示す。図11 の回路76は、図６に示すものと同様であるが、ツェナーダイオード20および電流制限抵抗器50に電気的に並列に接続された抵抗加熱素子78が追加されている。電池と電池テスタとが接触したことを示すために、追加的な感温ディスプレイを、好ましくは抵抗加熱素子78に対応させかつ熱的に結合する。電池テスタが電池24 に電気的に接続されたとき、回路76および抵抗加熱素子78を通って電流が流れ、対応する感温ディスプレイを加熱する。比較的低い遷移温度を有する適切な感温色材料を感温ディスプレイに用いることにより、ディスプレイは、電池と電気的接続がなされたことを視覚的に示すことが可能になる。電池テスタの別の実施態様を図12の概略回路図に示す。図12の回路80は、ツェナーダイオード20およびテーパー加熱抵抗素子82を、ツェナーダイオードおよび電池24に対して直列に有している。この実施態様において、感温ディスプレイは、ツェナーダイオード20よりもテーパー加熱抵抗素子82に対して熱的に結合された関係に設けられる。感温ディスプレイおよびテーパー加熱抵抗素子は、Durace ll(TM)電池にパッケージされたものと同様のものである。電池24が欠乏し、ツェナーダイオード20のしきい導通電圧より低い電圧しか回路80に印加できないときは、回路80および抵抗加熱素子82中を流れる電流は実質的にゼロである。従って、感温ディスプレイは、電池テスタが電池に接続されていないときの状態から変化しない。電池24が、ツェナーダイオード20のしきい電圧を超える電圧を回路80 に印加するために十分に充電されているとき、ツェナーダイオードのしきい電圧を超える電池24の電圧ならびにダイオードの内部抵抗およびテーパー加熱抵抗素子82の関数である電流を、抵抗加熱素子が、その電流および抵抗加熱素子の抵抗の関数の熱として消散させる。ツェナーダイオード20のしきい電圧をわずかにだけ超える電池24の電圧の場合、テーパー抵抗加熱素子82の、小さい断面積を有する比較的小さい領域が、感温ディスプレイ中の感温色材料をその透明状態に遷移させるために十分な熱を発生する。ツェナーダイオード20のしきい電圧を超えるより大きい電圧に対しては、テーパー抵抗加熱素子82の、比較的大きい断面積を有する部分を含んでいるより大きな領域が、感温ディスプレイ中の感温色材料のより大きな対応部分を、その透明状態に遷移させるために十分な熱を発生する。従って、ツェナーダイオード20をテーパー抵抗加熱素子82，および感温ディスプレイと直列に用いることによって、電池テスタは、ツェナーダイオードのバイアス動作により、小さな電圧領域に対して比較的正確な反応を提供することが可能になる。電池テスタの更なる実施態様を図13および14に示す。電池テスタ90は、図１の電池テスタと同様に構成されるが、感温ディスプレイ12およびポリエステル薄膜 14を、導電性リードおよびツェナーダイオード（不図示）とともに有している。電池テスタ90は更に、膜14の導電性片と反対側の面に印刷された、マイナス符号の形の指示92を有しており、どこで電池テスタを電池の負極に接続すればよいかを示している。この導電性片は、単位長さ当たり抵抗を有しており、導電性片長のどの部分で電池の端子が導電性片に接触するかに応じて、回路全体の抵抗を増加または減少するために使用可能である。電池テスタ90は、どの部分で電池テスタを電池の正極に接続すればよいかを指示する周囲温度感温表示器94を更に有している。周囲温度感温表示器94は、少なくとも２つの別々のセクション96および97を有している。プラス符号の形である表示器96または97のどの部分かは、周囲温度によって決定される。表示器97は、膜14上に直接印刷されたプラス符号の形をしている。表示器97は、感温色材料98によって覆われている。表示器97を覆うために用いられている感温色材料98と同様の感温色材料が、同様にプラス符号として構成された表示器96を形成するために使用される。感温ディスプレイ12の温度は、ツェナーダイオード20によって供給される熱だけでなく周囲環境から供給される熱にも依存するため、条件によっては、感温ディスプレイ12から所望の反応を得るためにツェナーダイオードがより多くの熱量を発生しなければならない場合がある。例えば、ツェナーダイオード20が感温ディスプレイ12を感温色材料の遷移温度より上に昇温し、所与の電池電圧に対して所望の反応を達成するためには、低い周囲温度においてはより高い周囲温度におけるよりも多くの熱量が必要とされる。この周囲温度差を補償するための１つの方法は、周囲温度感温表示器94の感温色材料として、電池の正極端子に異なるコンタクトポイントを周囲温度の関数として指示でき、従って電池テスタ回路に関与している導電性片部分に応じて電池テスタの総抵抗を変更できるような遷移温度を所望の周囲温度において有するものを、適切に選択することである。例えば、表示器97を覆っている感温色材料98および表示器96を形成するために用いられている感温色材料は、20℃の遷移温度を有していてもよい。従って、図13に示すように、周囲温度が20℃より上のとき、表示器96は透明状態でほとんど不可視となり、表示器97を覆っている感温色材料98もまた透明になることによって表示器97が見えるようになる。（図13および14中の点線は、表示器 96または97が透明であることを示し、視認可能な表示器は斜線で示している）。指示器97は、感温ディスプレイ12およびツェナーダイオード20から遠い側に位置しているため、導電性片のより大きな部分が回路に関与し、従って電池および電池テスタが生成する回路全体の抵抗は、比較的高くなり、結果として電池テスタを流れる電流量およびツェナーダイオードによって発生はされる熱量を減少させる。逆に、20℃未満の温度においては、表示器96を形成する感温色材料はその遷移温度未満となり、表示器96は視認可能となる。同様に、表示器97を覆っている感温色材料98もまた遷移温度未満となり、不透明状態となって表示器97を視界から覆う。表示器96は感温ディスプレイ12およびツェナーダイオード20により近いため、回路に関与している導電性片はより少なく、従って電池テスタおよび接続された電池によって形成される回路中の抵抗もより少ない。よって、より多くの電流が電池テスタ90およびツェナーダイオード20中を流れ、ツェナーダイオードはより多くの熱を発生することによって低い周囲温度を補償する。図15に示すように、周囲温度が大きい温度範囲にわたって変化する場合は、テスタ90'中に３つ以上のコンタクト表示器（図１５では３つ示している）を用いることによって、感温ディスプレイと、例えば電池24および交流電圧源などの電圧源とに対する周囲温度の影響を補償することが望ましい。例えば、図13および14を用いて説明した表示器96および97ならびにコンタクト表示器99などを用いる。表示器97は、膜14上に直接印刷されたプラス符号の形をしている。表示器97は、感温色材料98によって覆われている。表示器97を覆うために用いられる感温色材料98と同様の感温色材料を用いて表示器 96を形成している。表示器96もまたプラス符号に構成される。表示器99は、プラス符号の形をしており、表示器97を覆うために用いられる感温色材料98と同様の感温色材料で形成され得る。表示器99は、印刷その他の形で膜14に塗布される。感温色材料98が表示器97で覆われているのと同様に、表示器 99は感温色材料100によって覆われている。ある実施態様においては、感温色材料98は、＋５℃未満の温度において不透明になり、プラス符号表示器97を不明瞭にするような材料から選択され得る。従って、周囲温度が５℃以上のときは、表示器は視認可能であり、電池テスタ90'の使用者は、表示器97の下に位置するコンタクトをテストする電圧源の正極端子に接続することになる。（図15においては表示器99およびカバー材100は、温度の関数として各々透明または不透明であり得るため点線で示している。）テスタ90'の実施態様において、表示器99の感温色材料は、＋５℃未満の温度で不透明となって膜14上で視認可能になり、＋５℃以上の温度で透明となって不可視であるように選択され得る。また、表示器99のカバー100の感温色材料は、＋０℃未満の温度で不透明となって表示器99 を不明瞭にし、＋０℃以上の温度で透明となって表示器99が見えるように選択され得る。従って、周囲温度が＋５℃以下のとき（表示器99が可視）および＋０℃ 以上のとき（カバー100は表示器99を不明瞭にしない）、表示器99はプラス符号として現れることによって、テスタ90'の使用者に電圧源の正極コンタクトを表示器99直下のコンタクトに接触させるように示す。また、テスタ90'の実施態様例においては、表示器96の感温色材料は、＋０℃ 未満の温度で不透明となって膜14上で視認可能になり、＋０℃以上の温度で透明となって不可視であるように選択され得る。図13に示すように、周囲温度が０℃ 以上のときは、表示器96は透明状態となってほとんど不可視となり、周囲温度が０℃未満のときは表示器96は視認可能になることによって、電圧源の正極コンタクトに接続するべきテスタ90'の場所を示す。図16、17および18を簡単に参照して、３つの表示器96、97および99に対応する膜14の反対面上の３つのコンタクト16a、16bおよび16cの構成例を示す。これらの図において、90'として示した各電池テスタの膜14および構成要素の一部を示している。図16において、コンタクト16a、16bおよび16cは、抵抗特性を有する導電性経路(path)16に沿って位置している。例えば、表示器97（その他の表示器96または99ではなく）の適切な表示により、電圧源24 の正極端子がコンタクト16aに接続されているとき、最大の抵抗が例えばツェナーダイオード20に直列に接続される。一方、電圧源の正極端子がコンタクト16c に接続されているとき、最小の抵抗がツェナーダイオード20に直列に接続される。後者の場合、周囲温度は相対的に最小であるため、ツェナーダイオードが最大電流を導通することによって、対応する感温色ディスプレイの加熱を最大化し、その電圧源状態を示す所望の出力を得ることが望ましい可能性が高い。表示器99 （その他の表示器96または97ではなく）の適切な表示により、電圧源24の正極端子がコンタクト16bに接続されているとき、中間レベルの抵抗がツェナーダイオード20に直列に接続される。ツェナーダイオード20に回路的に接続される抵抗の量は、感温色ディスプレイに影響する周囲温度を補償するように選択され得ることが理解されるであろう。代替的および／または追加的に、ツェナーダイオード20に回路的に接続される抵抗の量は、ダイオード自身および／または電圧源の特性に影響する周囲温度を補償するように選択され得る。図17Ａにおいて、３つのコンタクト16a、16bおよび16cは、電気的に直列に接続されている抵抗器101a、101bおよび101cに連関して接続されている。抵抗器は、同じまたは異なる抵抗値を有する。上述のように、表示器97の適切な表示により、例えば電圧源24の正極端子がコンタクト16aに接続されているとき、例えばテスタ90'が使用することが期待される相対的な最大周囲温度の条件のため、最大の抵抗がツェナーダイオード20に接続される。一方、例えば電圧源の正極端子がコンタクト16cに接続されているとき、最小の抵抗がツェナーダイオード20に直列に接続されることにより、相対的な最小周囲温度の条件を補償する。コンタクト16bへの接続により、中間的な抵抗値がツェナーダイオードに直列に提供される。抵抗器101a、101bおよび101cを直列接続することの代替法として、図17Ｂに示すように、各々を一端または端子において導電性片16との共通ノードに接続し、各反対側端または端子において各コンタクト16a、16bおよび16cに接続してもよい。この場合、各抵抗器は、異なる値を有し、導電性片16のノードとコンタクト 16cとの間に接続されたものが最小抵抗値を有し、ノードとコンタクト16bとの間に接続されたものが中間値を有し、ノードとコンタクト16cとの間に接続されたものが最大の値を有する。図18において、３つのコンタクト16a、16bおよび16cは、各々ツェナーダイオードおよび抵抗器を有している回路102a、102bおよび102cに連関してそれぞれ接続されている。このような回路102a、102bおよび102cの抵抗器は、上述の抵抗器 50において説明したように、補償用、電流制限およびツェナーダイオード保護用、および／またはトリミング用であってよい。各回路102a、102bおよび102cのツェナーダイオードはまた、テスタ90'の適正な動作を得るために、例えば温度などの関数としてのしきい電圧などの異なる特性を有することによって、周囲温度の関数として所望の補償または調整を行ってよい。周囲温度に対する補償を行うもう１つの方法は、感温ディスプレイを、周囲温度に関わらず一定の絶対温度に加熱する素子をシステム中に用いることである。そのような加熱素子は、典型的には、ある温度範囲において抵抗に対し正の温度係数を示し、素子が一定の絶対温度に達したときに急激な抵抗の増加を示す。このような加熱素子の一例が、Raychem Corporationにより、"Polyswitch"として市販されている。その場合感温ディスプレイ12のための感温色材料は、加熱素子がツェナーダイオードを加熱する絶対温度より少し上の遷移温度を有するように選択される。そのような周囲温度補償システムの回路図を図19に示す。図19の回路103は、電池24および加熱素子104に電気的に並列に接続されたツェナーダイオード20を有している。電流が回路を流れると、加熱素子は、自身の温度ならびにツェナーダイオード20および隣接する感温ディスプレイ12（不図示）の温度を増加させる熱を発生する。加熱素子104の温度がいったん一定の絶対温度に達すると、その抵抗は、急激に増加し、電流は主にツェナーダイオード20中のみを流れる。ツェナーダイオード20および感温ディスプレイ12のこの点より上への加熱は、ツェナーダイオードの抵抗加熱効果による。加熱素子104は、ツェナーダイオードに隣接する薄膜14上にスクリーン印刷されたインクであってもよい。電池／交流発電器テスタはまた、ダイオード20および、交流発電器がテスタされているときのみ図20の回路122に関与する電流制限抵抗器120を用いて実現することができる。電流制限抵抗器120は、回路122の総抵抗を増加することによって、感温ディスプレイ12を駆動するための熱を発生するために用いられ得るツェナーダイオード20を通る電流を減少させる。電流制限抵抗器120は、自動車が走行中に交流発電器によって発生される充電信号よりもわずかに高い電圧をテスタがテストすることを可能にする程度にツェナーダイオード20を通る電流を減少させるような抵抗値を、有するように選択される。このようにして、電流制限抵抗器 120は、ダイオード20のしきい導通電圧を効果的により高い値へとシフトさせる。図21は、発明の本実施態様における電池／交流発電器126の上面図を示す。テスタ126は、ツェナーダイオード20に熱的に結合された感温ディスプレイ12および、テスタが電池または交流発電器をテストするときにテスタ126を電池24の負極端子のどこに接触させればよいかをそれぞれ示すコンタクト表示器128および1 30を有する。本例においては、電流制限抵抗器120は、回路122には関与せず、回路は図20に示すように、コンタクト128が閉位置にある形態をとる。テスタ126を交流発電機をテストするために用いる場合は、テスタは、表示器130直下のコンタクト領域において電池の負極端子と接触する。この結果、図20に示す実効的な回路122は、コンタクト130が閉じかつコンタクト128が開くことによって、電流制限抵抗器120が回路に関与することになる。テスタ126はまた、コンタクト表示器96および97を図13および14を参照して上述したように使用すること、または図19を用いて上述したように加熱素子104を使用することによって、周囲温度効果を補償する能力を有してもよい。（コンタクト表示器96および97またはそれ以上のコンタクト表示器を使用することによって回路122中に提供される、回路に提供された抵抗を周囲温度の関数として変化させるための可変抵抗を、図20に可変抵抗器132として示す。）過電流保護を含む電池テスタ回路の更なる実施態様を図22に示す。この回路13 8は、電池24、ツェナーダイオード20、および、図19を用いて先ほど説明した加熱素子104のような、ある温度に近く加熱されるに従って抵抗が増加を示す電気素子140を電気的に直列に含む。このような電気素子140の一例が、Raychem Corp orationにより、"Polyswitch"として市販されている。素子140は、ツェナーダイオード20に熱的に結合されている。結果として、回路138を用いた電池テスタが電池に対して間違った極性で接続された場合、ツェナーダイオード20がダイオードにかかる非バイアス電圧の関数として熱を発生するため、消散された熱が素子 140を加熱する。素子140の熱がある一定の点に近づくにつれ、その抵抗が例えば１オームから10オームへと大きく増加し、素子が電流制限抵抗器として機能し、回路の要素を損傷から防ぐことを可能にする。電流制限抵抗と関係して上述した感温ディスプレイを、素子140に熱的に結合することによって電池テスタが間違った極性で接続されたときの視覚表示を提供することが望ましい場合もある。図23は、ポリエステル膜14および感温ディスプレイ12との間に挿入された熱伝導性層152を有する電池テスタ150の一実施態様を示す。熱伝導性層152は、ツェナーダイオード20およびディスプレイ12の中心から外側に向かっての熱伝導を増加させ、そのことによってツェナーダイオード20が発生した熱をディスプレイ12 の大きな領域に伝える。熱伝導性層152は、好ましくは非導電性であってもよく、また、ツェナーダイオード20の膜14に隣接している側の面に設けても膜の両側に設けてもよい。図24および25は、テストされている電池の状態の視覚的分析を容易にするアイコンを用いた電池テスタ160および162の別の実施態様を示している。図24に示す電池テスタ160は、例えば最も内側の楕円が赤で、中間の楕円が黄色で、最も外側の楕円が緑であるような同心円の色付き楕円の上に重畳された、黒色の感温色材料からなる楕円からなる感温ディスプレイ164を、含んでいる。感温色材料からなる楕円がツェナーダイオードによって加熱されると、感温色材料は楕円の中心が最も熱く最も外側部分が最も冷たい状態に達する。感温色材料が楕円にわたって達する実際の温度、すなわち黒色感温色材料の楕円の中の遷移温度に達して透明に変わる部分は、テストされる電池の状態に依存する。比較的電荷が欠乏している電池の場合、感温色材料のうち楕円に近い小さな部分のみが、透明状態に遷移し、内側の赤色楕円のみが見えることを許す。この電池状態は「欠乏」と標識されたアイコン168によって示される。やや良い電荷の電池の場合は、感温色材料のより大きな領域が遷移状態に達し、色付き楕円の層状領域、例えば赤い内側の楕円および黄色の中間楕円など、が見えることを許す。最も外側の楕円は、この部分の感温色材料は遷移温度に達していないため黒いままである。この電池状態は「普通」と標識されたアイコン168によって示される。よく充電された電池の場合、実質的に感温色材料の全領域が遷移温度に達し、全ての同心楕円、例えば内側の赤色楕円、中間の黄色楕円および外側の緑色楕円などが見えることを許す。この電池状態は、「良好」と標識されたアイコン17 0によって示される。従って、使用者は感温色材料ディスプレイ164をアイコン16 6、168および170と比較し、感温ディスプレイに最も近く一致するアイコンに関連づけられた電池状態を読みとることによって、電池の状態を容易に決定することができる。図25に示す電池テスタ162は、ディスプレイ164、ここに開示した他の感温ディスプレイ、またはテストされている電池の状態について使用者に視覚情報を伝える他の構成を有する感温ディスプレイ172を含んでいる。テスタ162の感温ディスプレイ172は具体的実施態様においては、黒色感温色材料の楕円を１つの赤色などの色付き楕円上に有している。テストされている電池の状態に応じて、赤色楕円の小から大まで任意の部分が、透明状態に遷移した感温色材料を通じて見え得る。使用者は感温ディスプレイ172の見え方をアイコン対の上側174a、176a、178aまたは180aと比較することによって最も近い一致を決定する。ディスプレイ172が最も見え方の近い上側アイコン174a、176a、178aおよび180 aと一致すると、使用者は次に対応する下側アイコン174b、176b、178bまたは180 bを見て電池レベルを決定する。本例においては、下側アイコン174b、176b、178 bおよび180bの各々は、自動車のバッテリーに類似し、電池の充電レベルを示す色付き部分が段々と大きくなっている。場合によっては、図26に示すように、ツェナーダイオードを含むパッケージ上に感温色材料を構成することも可能であろう。図26は、コンタクト192を含むツェナーダイオードの典型的な表面実装パッケージ190を示している。感温ディスプレイ194は、パッケージ190の表面196に直接印刷され得る。パッケージ190は次に、上述のものと同様な適切に構成された電池テスタ中に設置される。また、ツェナーダイオードパッケージ190のような感温ディスプレイ194が上に設けられた電気素子を、電池テスタだけでなく、任意の回路中の電流感知または電圧感知のための他の様々な手段において使用することが可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ブラス，ジャックカナダ国オンタリオエム６ケイ２エイ３，トロント，ダッフェリンストリート 430

Claims

【特許請求の範囲】１．電池および交流発電器の電圧を選択的に測定するための装置であって、感温材料と、該感温材料を、印加された電流に応じて加熱するための熱発生手段と、該電池をテストするために、該熱発生手段と該電池とを電気的に結合するための第１の結合手段と、該交流発電器をテストするために、該熱発生手段と該電池とを電気的に結合するための第２の結合手段と、を含んでおり、該第２の結合手段は該第１の結合手段よりも高い抵抗を有している装置。２．前記第２の結合手段が電流制限抵抗器を含んでいる、請求項１に記載の装置。３．前記熱発生手段がダイオード手段を含んでいる、請求項１に記載の装置。４．前記ダイオード手段がツェナーダイオードである、請求項３に記載の装置。５．前記熱発生手段から前記感温材料への放射熱伝達を容易にするために該感温材料と該熱発生手段との間に設けられた熱伝導性手段を更に含む、請求項１に記載の装置。６．前記感温材料を所定の絶対温度まで加熱するための、該感温材料に熱的に結合された電気的手段を更に含む、請求項１に記載の装置。７．前記感温材料の視覚分析を容易にする比較用ディスプレイを更に含む、請求項１に記載の装置。８．電池および交流発電器の電圧を選択的に測定するための装置であって、第１の感温ディスプレイと、第２の感温ディスプレイと、該第１の感温ディスプレイと熱的に結合された第１の電気的手段であって、第１の方向に流れる第１の所定しきい電圧を超える電流が該第１の電気的手段に印加されたときに該第１の感温ディスプレイを加熱するための手段と、該第２の感温ディスプレイと熱的に結合された第２の電気的手段であって、第２の方向に流れる第２の所定しきい電圧を超える電流が該第２の電気的手段に印加されたときに該第２の感温ディスプレイを加熱するための手段と、を含んでいる装置。９．前記第１の電気的手段がダイオード手段を含んでいる請求項８に記載の装置。 10．前記第２の電気的手段がダイオード手段を含んでいる請求項８に記載の装置。 11．前記第２の所定のしきい電圧が前記第１の所定のしきい電圧よりも大きい、請求項８に記載の装置。 12．前記第１および第２の感温ディスプレイの視覚分析を容易にする比較用ディスプレイを更に含んでいる、請求項８に記載の装置。 13．電圧源をテストするための装置であって、感温ディスプレイと、該感温ディスプレイと熱的に結合された第１の電気的手段であって、所定しきい値レベルを超える電圧が該第１の電気的手段に印加されたときに該感温ディスプレイを加熱するための手段と、該感温ディスプレイと熱的に結合された第２の電気的手段であって、該感温ディスプレイを所定の絶対温度まで加熱するための手段と、を含む装置。 14．前記第１の電気的手段および前記第２の電気的手段が電気的に並列に接続されている請求項13に記載の装置。 15．前記第２の電気的手段が、正の温度係数の抵抗を有する素子を含んでいる、請求項13に記載の装置。 16．前記素子が印刷されたインクを含んでいる、請求項15に記載の装置。 17．前記所定の絶対温度が、期待される最高の周囲温度より高い、請求項13に記載の装置。 18．電圧源をテストするための装置であって、感温ディスプレイと、電気的手段であって、該電気的手段が該電圧源に電気的に結合されたときに該感温ディスプレイを加熱するための手段と、該感温ディスプレイの視覚分析を容易にする比較用ディスプレイと、を含む装置。 19．前記比較用ディスプレイが、前記電圧源の概略電圧レベルを表示する複数のアイコンを含む、請求項18に記載の装置。 20．前記電気的手段がダイオードを含んでいる請求項18に記載の装置。 21．前記電気的手段が抵抗加熱手段を含んでいる請求項18に記載の装置。 22．前記複数のアイコンが電池の形態を有しており、各異なるアイコンは電池の異なる電荷レベルを示している、請求項20に記載の装置。 23．前記電気的手段から前記感温ディスプレイへの放射熱伝達を容易にするために該感温ディスプレイと該電気的手段との間に設けられた熱伝導性手段を更に含む、請求項18に記載の装置。 24．電圧源をテストするための装置であって、感温ディスプレイと、電気的手段であって、該電気的手段が該電圧源に電気的に結合されたときに該感温ディスプレイを加熱するための手段と、前記電気的手段から前記感温ディスプレイへの放射熱伝達を容易にするために該感温ディスプレイと該電気的手段との間に設けられた熱伝導性手段と、を含む装置。 25．前記熱伝導性手段は導電性でない、請求項24に記載の装置。 26．膜を更に有し、前記熱導電性手段が該膜の少なくとも片面に印刷され、前記感温ディスプレイおよび前記電気的手段が該膜の互いに異なる面に設けられた、請求項24に記載の装置。 27．前記感温ディスプレイと熱的に結合された加熱手段であって、該感温ディスプレイを所定の絶対温度まで加熱するための手段を更に含む、請求項24に記載の装置。 28．電圧源をテストするための装置であって、感温ディスプレイと、該感温ディスプレイに熱的に結合された電気的手段であって、所定しきいレベルを超える電圧が該電気的手段に印加されたときに該感温ディスプレイを加熱するための手段と、周囲温度に対して補償を行う補償手段と、を含む装置。 29．前記補償手段は、前記電気的手段を流れる電流を周囲温度の関数として変化させるための電流制限器を含んでいる、請求項28に記載の装置。 30．前記電流制限器は複数の電気的直列な抵抗器を含んでいる、請求項29に記載の装置。 31．前記電流制限器は各々異なる抵抗を有する抵抗器を含んでいる、請求項29に記載の装置。 32．前記電流制限器は、抵抗特性を有する導電性片と、前記電気的手段と回路的に接続される該導電性片の範囲を選択するためのコンタクト手段とを含んでいる、請求項29に記載の装置。 33．前記電流制限器の電流制限能力を選択するための電気的接続部を更に含む、請求項30に記載の装置。 34．前記電気的手段は、複数の電気的手段を有し、前記補償手段は、各電気的手段の各々異なる電気的特性を有している、請求項28に記載の装置。 35．前記電気的手段のどれが、前記感温ディスプレイに熱的入力を供給するために有効である(operative)かを選択するための電気的接続部を更に含んでいる、請求項34に記載の装置。 36．電圧源をテストするための装置であって、感温ディスプレイと、該感温ディスプレイに熱的に結合された電気的手段であって、所定しきいレベルを超える電圧が該電気的手段に印加されたときに該感温ディスプレイを加熱するための手段と、周囲温度の関数として、電圧に関して該電気的手段の各接続を表示するための表示手段と、を含む装置。 37．前記表示手段が感温色材料を含んでいる、請求項36に記載の装置。 38．前記表示手段が更に表示器を有し、前記感温色材料が、該表示器を該感温色材料の温度の関数として該表示器を不明瞭にするために有効である、請求項37に記載の装置。 39．前記表示器が、更なる感温色材料を含んでおり、該更なる感温色材料が、該更なる感温色材料の温度の関数としての透明および不透明特性を有する、請求項 38に記載の装置。 40．前記感温色材料が接続を指定する符号の形態を有している、請求項37に記載の装置。 41．電池の電圧を測定するための装置であって、感温材料と、該感温材料を、加えられた電流に応じて加熱するための導電性加熱手段と、ダイオード手段であって、該ダイオード手段のしきい導通電圧を超える電圧を有する電池が該装置に電気的に接続されたとき、電池から該導電性加熱手段へ電流を加えるためのダイオード手段と、を含む装置。 42．前記感温材料が少なくとも１つの感温色材料を含んでいる、請求項41に記載の装置。 43．前記導電性加熱手段が、異なる量の熱を発生するようにその長さに沿ってテーパー付けされている、請求項41に記載の装置。 44．電圧源の電圧を測定するための装置であって、感温ディスプレイと、該感温ディスプレイと熱的に結合された電気的手段であって、該電気的手段のしきい導通電圧を超える電圧が該電気的手段に印加されたときに該感温ディスプレイを加熱するための手段と、を含む装置。 45．前記感温ディスプレイが少なくとも１つの感温色材料を含む、請求項44に記載の装置。 46．前記感温ディスプレイが、異なる不透明色および異なる遷移温度を有する２つの感温色材料を有し、低い遷移温度を有する方の該感温色材料が、高い遷移温度を有する方の該感温色材料の上に位置している、請求項44に記載の装置。 47．前記感温ディスプレイが、互いに隣接する少なくとも２つの感温色材料を含んでおり、該２つの感温色材料が異なる遷移温度を有する、請求項44に記載の装置。 48．前記感温ディスプレイは、非導電性膜の一方の面に設けられており、前記電気的手段は該膜の他方の面に設けられている、請求項44に記載の装置。 49．前記膜上に設けられ、前記電気的手段に電気的に結合された導電性リードを更に含む、請求項48に記載の装置。 50．前記電気的手段と電気的に直列な電流制限抵抗器を更に含む、請求項44に記載の装置。 51．前記電気的手段がダイオードを含んでいる、請求項44に記載の装置。 52．前記感温ディスプレイは、前記しきい導通電圧未満の電圧が前記ダイオード手段に印加されたとき、該ダイオード手段によって発生された熱に対して実質的に反応しない、請求項51に記載の装置。 53．前記ダイオード手段がツェナーダイオードを含んでいる、請求項51に記載の装置。 54．電圧源をテストするための装置であって、感温ディスプレイと該感温材料と熱的に結合された電気的手段であって、該電気的手段のしきい導通電圧を超える電圧を有する電圧源に電気的に接続されたときに該感温材料を加熱するための手段と、を含む装置。 55．前記電気的手段がツェナーダイオードを含んでいる、請求項54に記載の装置。 56．前記電気的手段が複数のツェナーダイオードを含んでいる、請求項54に記載の装置。 57．前記電気的手段が、電気的に直列でありかつ互いに逆の極性関係を有する複数のツェナーダイオードを含んでいる、請求項54に記載の装置。 58．電圧源をテストするための装置であって、感温材料と、該感温材料と熱的に結合された複数のダイオード手段であって、該複数のダイオード手段のそれぞれは、該複数のダイオード手段の各々のしきい導通電圧を超える電圧を有する電圧源に電気的に接続されたときに、該感温材料の一部を加熱するための手段と、を含む装置。 59．前記感温材料は別々の領域に位置し、各領域は別々のダイオード手段に熱的に結合されている、請求項58に記載の装置。 60．前記ダイオード手段の各々と電気的に直列に、電流制限抵抗器を更に有している、請求項58に記載の装置。 61．装置に印加される電圧を測定する方法であって、装置の電圧を感知するステップと、検知された電圧が熱発生装置のしきい導通電圧を超えるときに、視覚表示を生成するために、該熱発生装置中に電流を導通させることによって熱を発生するステップと、とを包含する方法。 62．電圧源をテストするための装置であって、感温材料と、該感温材料と熱的に結合されたダイオード手段であって、該ダイオード手段のしきい導通電圧を超える電圧を有する電池に電気的に接続されたときに、該感温材料を加熱するための手段と、該ダイオード手段と電気的に並列な導電性加熱手段であって、電池から加えられた電流に応じて該感温材料を加熱するための手段と、を含む装置。 63．誘電体薄膜と、該誘電体膜に表面実装された熱発生電気素子と、該熱発生電気素子と熱的に結合された感温材料と、を有し、該熱発生電気素子は、熱発生電気素子のしきい導通電圧を超える電圧が印加されたときに作動する、回路。 64．異なる周囲温度において電圧源をテストするための装置であって、第１の感温ディスプレイと、該第１の感温ディスプレイと熱的に結合されかつ複数の導電性リードに電気的に結合されたダイオード手段であって、しきいレベルを超える電圧が該ダイオード手段に印加されたとき、該第１の感温ディスプレイを加熱するための手段と、周囲温度範囲にわたって反応する第２の感温ディスプレイであって、該第２の感温ディスプレイは、使用者が該導電性リードのどの点において該リードを該電圧源に結合するかを決定することを支援するために、異なる周囲温度に対して異なる視覚表示を提供する手段と、を含む装置。 65．前記導電性リードが抵抗特性を有している、請求項64に記載の装置。 66．前記第２の感温ディスプレイは、周囲温度に対して補償するための適切な抵抗が前記ダイオード手段と直列に供給されるように、各導電性リード上の電圧源に接続すべき点を表示する、請求項65に記載の装置。 67．電圧源の電圧を測定するための装置であって、第１の感温ディスプレイと、電気的に直列な第１および第２のダイオード手段であって、該第１のダイオード手段のしきい導通電圧を超える電圧が該第１および第２のダイオード手段に印加されたとき、感温材料と熱的に結合された該第１のダイオード手段は該感温ディスプレイを加熱し、該第２のダイオード手段は、該印加された電圧が間違った極性を有するときに該第１のダイオードを損傷から保護する手段と、を有する装置。 68．前記第２のダイオード手段に熱的に結合された第２の感温ディスプレイを含む、請求項67に記載の装置。 69．前記第２の感温ディスプレイは、前記ダイオード手段に印加された電圧が間違った極性を有しているか否かを表す視覚表示を表示する、請求項68に記載の装置。 70．前記第１の感温ディスプレイは、少なくとも１つの感温色材料を含む、請求項67に記載の装置。 71．前記第１の感温ディスプレイは、異なる不透明色および異なる遷移温度を有する２つの感温色材料を有し、低い遷移温度を有する方の該感温色材料が、高い遷移温度を有する方の該感温色材料の上に位置している、請求項67に記載の装置。 72．前記第１の感温ディスプレイは、少なくとも２つの互いに隣接する感温色材料を含み、該少なくとも２つの感温色材料は、異なる遷移温度を有する、請求項 67に記載の装置。 73．前記第１の感温ディスプレイは、非導電性膜の一方の面に設けられており、前記第１および第２のダイオード手段は該膜の他方の面に設けられている、請求項67に記載の装置。 74．前記膜上に設けられ、前記第１および第２のダイオード手段に電気的に結合された導電性リードを更に含む、請求項67に記載の装置。 75．前記第１および第２のダイオード手段と電気的に直列な電流制限抵抗器を更に含む、請求項67に記載の装置。 76．前記感温ディスプレイは、前記しきい導通電圧未満の電圧が前記第１および第２のダイオード手段に印加されたとき、該第１のダイオード手段によって発生された熱に対して実質的に反応しない、請求項67に記載の装置。