DE1904161A1 - Elektrische Sonde - Google Patents

Description

DR. ING. ERNST MAIER PATENTANWALT

8 MÜNCHEN S2

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A 2369 28. Januar 1969

EM/Ml/Bx

Firma IWASAKI'TSUSHINKI KABUSHIKI KAISHA, auch bekannt als IWATSU ELECTRIC CO., Ltd., 2-7IO, Kugayama, Suginami-Ku, Tokyo-To / Japan

Elektrische Sonde

Die Erfindung betrifft eine elektrische Sonde, die einen Sondenkopf und ein mit ihr verbundenes Koaxialkabel aufweist.

Ein derartiges Prüfgerät dient im allgemeinen dazu, die Verbindung zwischen einem äußeren Kreis und einer Prüfeinrichtung herzustellen, z.B. einem Kathodenstrahloszillo-

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Telegrammadresse ί Patentsenior

graphen. Bei Kathodenstrahloszillographen gewöhnlicher Bauart ist die maximale Ablenkempfindlichkeit in Y-Richtung 5ü mV/cm. Da jedoch in neuerer Zeit Kathodenstrahloszillographen mit höherer Empfindlichkeit entwickelt wurden, hat sich als neues Problem die Beeinträchtigung des Oszillographenbildes durch Rauschspannungen eingestellt.

Aufgabe der Erfindung ist es, elektrische Sonden zu schaffen, durch die die Beeinträchtigung durch Rauschspannungen auf ein Mindestnaß reduziert wird

Die Aufgabe wird bei der elektrischen Sonde mit Sondenkopf und Koaxialkabel als Verbindung zum Sondenkopf erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Koaxialkabel aus einem langgestreckten Innenleiter, einer inneren Isolierschicht, die den Innenleiter unmittelbar umgibt, wenigstens einem ψ rohrförmigen Hilfsleiter, der die innere Isolierschicht schließend umgibt, einem Außenleiter, der als leitender Gewebeschlauch den Hilfsleiter eng umschließt, und einem äußeren Isolierstoffschlauch besteht, der sich eng um den Außenleiter legt.

Weitere Einzelheiten, die Vorteile und Eigenschaften

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BAD ORIGtMAt

der Erfindung gehen aus der nun folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung hervor. Es zeigen:

7i,j. 1 das Schaltschema einer Anordnung aus liathodenstrahloszillograph und mit diesem verbundener Sonde;

Fig. 2A und 2E Längs- bzw. Querschnitt durch ein bekanntes Koaxialkabel;

Fig. 3A und 3B Längs- und Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Koaxialkabels der erfindungsgemäßen Sonde;

Fig. 4a und 4b ein weiteres Ausführungsbeispiel eines in einer elektrischen Sondefaach der Erfindung verwendeten Koaxialkabels; und

Fig. 5ä und 5B ein drittes Ausführungsbeispiel der Sonde nach der Erfindung.

In Verbindung mit Fig. 1, 2A und 2B soll zunächst erläutert werden, wie die störenden Rauschspannungen entstehen. Die Prüfeinrichtung, bestehend aus einem Kathodenstrahloszillographen, an den ein Sondenkopf 1 mit Hilfe eines Koaxialkabels 2 angeschlossen ist, ist in der Fig. 1 wiedergegeben. Der Kathodenstrahloszillograph ist insgesamt mit 4 bezeichnet; er hat einen Eingangswiderstand 3. Das Koaxialkabel 2 bekannter elektrischer Sonden ist gewöhnlich in der Weise aufgebaut, wie es die Fig. 2A und 2B zeigen, nämlich aus einem langgestreckten Mittelleiter 5, einer inneren Isolierstoffschicht

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6, die den Mittelleiter 5 dicht umgibt, einem schlauchförmigen Leiter 7 aus Leitergewebe um die Isolation herum und einem äußeren Isolierstoffbelag 8, der den schlauchförmigen Außenleiter 7 eng umschließt. Da der Widerstand la des Sondenkopfes 1 und der Eingangswiderstand 3 des Oszillographen 4 im allgemeinen hohe Werte haben (z.B. 9 MOhm bzw. 1 MOhm), hat das Koaxialkabel 2 hohe Eingangsimpedanzwerte. Es konnte fc bei Versuchen festgestellt werden, daß auf dem Bildschirm des Oszillographen 4 störende Rauschspannungen sichtbar wurden, wenn das Koaxialkabel 2 entweder gebogen, geschüttelt oder gestoßen wurde. Durch wiederholte Versuche wurden die Gründe für derartige Rauschspannungen untersucht, und es wurde festgestellt, daß durch Reibung zwischen dem Außenleiter 7 und der inneren Isolationsschicht 6 eine statische elektrische Aufladung erfolgte. Infolge der hohen Eingangsimpedanzen des Koaxialkabels 2 können sich diese Aufladungen nicht in kurzer Zeit entladen. Infolgedessen ist die erfindungsgemäße Sonde, bestehend aus dem Sondenkopf 1 und dem Koaxialkabel 2 im Hinblick auf derartige Erscheinungen ausgelegt, so daß der Einfluß derartiger Störspannungen sehr stark vermindert ist.

Entsprechend der Erfindung wird wenigstens ein Hilfsleiter vorgesehen, der die Außenfläche der inneren Isolier-

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schicht 6 eng umschließt, so daß eine Erzeugung statischer Elektrizität vermieden wird. Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Koaxialkabels 2, das durch Anwendung der Erfindung hergestellt wurde, ist in den Fig. 3A und 3B gezeigt, in denen der Hilfsleiter 9 die Außenfläche der inneren Isolierstoffschicht 6 eng umschließt. Es ist anzustreben, daß die Hilfsleiterschicht 9 eine geeignete Biegsamkeit und Zusammenziehung hat, so daß sie sich eng um die Außenfläche der inneren Isolierschicht 6 legt. Ein biegsamer, leitfähiger Kunstharz, der durch Einmischen leitender Teilchen ii geschmolzenen Kuttharz, wie etwa Polyäthylen oder Polyvenylchlorid entsteht, hat sich als Material für diese Hilfsleiterschicht 9 als geeignet herausgestellt. Bei einem solchen Aufbau ist die Hilfsleiterschicht 9 sowohl mit dem Innenleiter 6 als auch mit dem Außenleiter 7 eng verbunden, auch wenn das Koaxialkabel z.B. durch Biegeschwingungen oder Stöße gebogen xfird. Damit ist vermieden, daß sich infolge Reibung zwischen der inneren Isolierschicht 6 und dem Außenleiter 7 statische Elektrizität ansammelt.

Die Fig. hA und 4B zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Koaxialkabels 2, in dem der Hilfsleiter eine dünne leitende Filmschicht 10 ist, die auf der inneren Isolierstoffschicht 6 abgelagert ist. Sine solche

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dünne Filmschicht 10 kann durch Aufdampfen leitenden Materials, wie etwa Kupfer oder durch Aufsprühen eines leiten-

den Beschichtungsmaterials erzeugt werden. Da diese leitende Filmschicht 10 mit der inneren Isolierschicht 6 vollständig vereinigt ist, kann in der oben genannten Weise keine statische Elektrizität mehr erzeugt werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 5A und 5B gezeigt, welches ein Koaxialkabel 2 zeigt, das eine Kombination aus den in den Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen ist. Bei diesem Beispiel besteht der Hilfsleiter aus einer biegsamen leitenden Kunstharzschicht 9 und einer dünnen leitenden Filmschicht 1O₃ die auf der Hilfsleiterschicht 9 abgelagert ist. Es ist also wie bei den vorhergehenden Beispielen damit ausgeschlossen, daß statische Elektrizität erzeugt wird.

Der Mittelleiter 5 und der Außenleiter 7 sämtlicher Ausführungsbeispiele des Koaxialkabels 2 bilden ein unsymmetrisches Verbindungskabel zwischen dem Sondenkopf 1 und der Prüfeinrichtung 4, etwa dem Oszillographen. Da in der erfindungsgemäßen Sonde das Auftreten störender Rauschspannungen in ihrem Verbindungskabel 2 vermieden ist, kann sie auf einem breiten Anwendungsfeld Verwendung finden, insbesondere auch

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in Verbindung mit einer Prüfeinrichtung mit Verstärkern hohen Verstärkungsfaktors und mit hochempfindlichen Oszillographen.

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Claims (8)

1. Patentansprüche

   l.¹ Elektrische Sonde mit einem Sondenkopf und einem mit dem Sondenkopf verbundenen Koaxialkabel, das aus einem langgestreckten Mittelleiter, einem den Mittelleiter eng umschließenden ersten Isolierstoffbelag, einem den ersten Isolierstoffbelag umgebenden, als Gewebeschlauch ausgebildeten Außenleiter sowie einen den Außenleiter umhüllenden zweiten Isolierstoffbelag besteht, dadurch gekennzeichnet, daß zwi-' sehen den ersten Isolierstoffbelag (6) und den Außenleiter (7) wenigstens eine den ersten Isolierstoffbelag (6) eng umhüllende, leitende Hilfsschicht (9, 10) eingefügt ist.
2. 2. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Hilfsschicht (9) aus biegsamem, leitendem Kunstharz besteht.
3. 3. Sonde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der biegsame, leitende Kunstharz aus einer einen leitenden Stoff enthaltenden Polyäthylenschicht besteht.
4. 4. Sonde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der biegsame, leitende Kunstharz aus einer eine leitende Substanz enthaltenden Polyvenylchloridschicht besteht.

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5. 5. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförraige Hilfsleiterschicht ein dünner leitender Film (10) ist, der auf der inneren Isolierstoffschicht (6) abgelagert ist (Pig. HA und HB).
6. 6. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Hilfsleiterschicht aus einer leitfähigen Kunstharzschicht (9) und einem dünnen leitenden Film (10) zusammengesetzt ist, der auf der leitenden Kunstharzschicht (9) abgelagert ist (Fig. 5A und 5B).
7. 7. Sonde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame leitfähige Kunstharzschicht (9) eine einen leitfähigen Werkstoff enthaltende Polyäthylenschicht ist.
8. 8. Sonde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame Kunstharzhilfsleiterschicht (9) eine einen leitenden Werkstoff enthaltende Polyvenylchloridschicht ist.

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