DE2205881C3

DE2205881C3 - Good factor knife

Info

Publication number: DE2205881C3
Application number: DE19722205881
Authority: DE
Inventors: Eduard Alexeewitsch Nowosibirsk Abrosimow (Sowjetunion)
Original assignee: Sibirskij gosudarstwennij nautschnolssledowatelskij Institut metrologn, Nowosibirsk (Sowjetunion)
Filing date: 1972-02-08
Publication date: 1977-10-13

Description

3030th

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gütefaktor-Messer, auch kurz Q-Messer genannt.The invention relates to a quality factor meter, also called a Q meter for short.

Es sind Gütefaktor-Messer allgemein bekannt, die einen veränderbaren Kondensator, Klemmen zum Anschluß eines Meßobjektes und einen Kopplungstransformator zur Einspeisung von Spannung in den Schwingkreis enthalten. Der unbewegliche Teil des veränderbaren Kondensators ist elektrisch mit der in Forin einer einen ferromagnetischen Ringkern mit der Primärwicklung umfassenden und einen eine Ringkernöffnung durchsetzenden Teil aufweisenden Windung ausgeführten Sekundärwicklung des Kopplungstransformators verbunden. Eine der Klemmen zum Anschluß des Meßobjektes ist mit dem die Ringkernöffnung durchsetzenden Teil der Sekundärwicklung vereinigt und die andere mittels eines Stromabnehmers mit dem beweglichen Teil des veränderbaren Kondensators gekoppelt.There are quality factor meters well known that a variable capacitor, terminals for Connection of a device under test and a coupling transformer for feeding voltage into the Oscillating circuit included. The immovable part of the changeable capacitor is electrical with the in For in one a ferromagnetic toroid with the Primary winding comprehensive and a toroidal core opening penetrating part having turn executed secondary winding of the coupling transformer connected. One of the terminals for connection of the test object is united with the part of the secondary winding which penetrates the toroidal core opening and the other by means of a current collector with the movable part of the variable capacitor coupled.

Im beschriebenen Gütefaktor-Messer kommt die elektrische Verbindung des unbeweglichen Teils des veränderbaren Kondensators mit der Sekundärwicklung des Kopplungstransformators mittels Koppelelementen (Drähte, Schienen od. dgl.) zustande, durch deren Induktivitäten und Wirkwiderstände als remanente Parameter des Meßblockes beträchtliche Meßfehler bei einer Messung eingehen. Diese Meßfehler nehmen zu mit der Steigerung der Frequenz, bei der gemessen wird, was den Frequenzbereich der bestehenden Gütefaktor-Messer nach oben begrenztIn the quality factor meter described, the electrical connection of the immovable part of the changeable capacitor with the secondary winding of the coupling transformer by means of coupling elements (Wires, rails or the like) come about, due to their inductances and effective resistances as remanent Parameters of the measuring block enter considerable measurement errors in a measurement. Take these measurement errors to with the increase in the frequency at which it is measured what the frequency range of the existing The upper limit of the quality factor meter

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung des genannten Nachteils einen Gütefaktor-Messer mit einem zu den Hochfrequenzen hin erweiterten Arbeitsfrequenzbereich zu schaffen, indem eine maximale Verringerung remanenter Parameter erfolgt, so daß eine hohe Meßgenauigkeit gewährleistet ist.The invention is based on the object of providing a quality factor meter while avoiding the disadvantage mentioned to create with a working frequency range extended towards the high frequencies by a maximum reduction of remanent parameters takes place, so that a high measurement accuracy is guaranteed is.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einem Güteiakior-rviesser der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. ..... .,This object is achieved in accordance with the invention in a quality indicator of the type mentioned at the beginning through the characterizing part of claim 1. ......,

Dabei ist zweckmäßig die Lehre nach dem An-The apprenticeship according to the

^Hierbei entfallen jegliche Koppelelemente (Drähte, Schienen od, dgl,) zwischen der Sekundärwicklung des Kopplungstransformators und dem unbeweglichen Teil des veränderbaren Kondensators, Das Ende der Sekundärwicklung des Kopplungstransformators ist zugleich der Anfang des unbeweglichen Teils des veränderbaren Kondensators, was die remanenten Induktivitäten und die Wirkwiderstände des Gütefaktor-Messers auf ein Mindestmaß herabgesetzt und gestattet, den Arbeitsfrequenzbereich des Gütefaktor-Messers zu den Hochfrequenzen hin zu erweitern.^ This eliminates any coupling elements (wires, rails or the like) between the secondary winding of the coupling transformer and the immovable part of the variable capacitor Resistances of the quality factor meter reduced to a minimum and allows the working frequency range of the quality factor meter to be extended to the high frequencies.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt , , . ,„,The invention is explained in more detail with reference to the drawing. It shows , , . , ",

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gütefaktor-Messers undFig. 1 shows a cross section through an embodiment of the figure of merit meter according to the invention and

Fi g 2 ein Ersatzschaltbild des Gü'ofaktor-Messers,Fi g 2 an equivalent circuit diagram of the Gü'ofaktor knife,

Als Grundlage der gesamten Konstruktion des Gütefaktor-Messers dient ein Metallgehäuse 1 (Fig. 1), mit dem unbewegliche Kondensatorplatten 2 eine Einheit sowohl mechanisch als auch elektrisch bilden. Das Gehäuse 1 mit den unbeweglichen Platten 2 bildet den unbeweglichen Teil eines veränderbaren Kondensators Der bewegliche Teil des veränderbaren Kondensators stellt bewegliche, an einer Metallbuchse 4 fest angeordnete Platten 3 dar, wobei die Buchse ihrerseits auf einer aus einem Isolierstoff hergestellten DrehachseA metal housing 1 (Fig. 1) serves as the basis for the entire construction of the quality factor meter. with the immovable capacitor plates 2 form a unit both mechanically and electrically. The housing 1 with the immovable plates 2 forms the immovable part of a variable capacitor The moving part of the variable capacitor is fixed to the moving part on a metal sleeve 4 arranged plates 3 represent, the socket in turn on an axis of rotation made of an insulating material

5 fest angeordnet ist. Die Drehachse 5 ist gelagert (in F i g. 1 nicht gezeigt).5 is fixed. The axis of rotation 5 is mounted (not shown in FIG. 1).

Die Stromspeisung der beweglichen Platten 3 des veränderbaren Kondensators erfolgt über einen an einer Metallstütze 7 befestigten KammstromabnehmerThe power supply of the movable plates 3 of the variable capacitor takes place via a a metal support 7 fixed comb pantograph

6 An derselben Stütze 7 liegt auch eine Hochspannungsklemme 8 des Gütefaktor-Messers. Die Stütze 7 wird am Gehäuse 1 des veränderbaren Kondensators mit Hilfe von aus einem Isolierstoff, beispielsweise Keramik, hergestellten Zapfen 9 befestigt.6 There is also a high-voltage terminal 8 of the quality factor meter on the same support 7. The support 7 is on Housing 1 of the variable capacitor with the help of an insulating material, for example ceramic, manufactured pin 9 attached.

Die Primärwicklung 10 eines Kopplungstransformators ist auf einen ferromagnetischen Ringkern 11 gewickelt Die Sekundärwicklung ί2 d-s Transformators stellt eine Windung dar, die durch die Innenfläche eines Hohlraumes 13 gebildet wird, der durch eine ringförmige Aussparung im Gehäuse 1 und einen eine mittige öffnung mit einem den Innendurchmesser des ringförmigen Hohlraumes 13 um einiges übertreffenden Durchmesser aufweisenden Deckel 14 geschaffen wird.The primary winding 10 of a coupling transformer is on a ferromagnetic toroidal core 11 wound The secondary winding ί2 d-s transformer represents a turn which is formed by the inner surface of a cavity 13 which is formed by a annular recess in the housing 1 and a central opening with an inner diameter of the annular cavity 13 to some exceeding diameter having cover 14 is created.

Der die Ringkernöffnung durchsetzende Teil der Sekundärwicklung geht in eine Niederspannungsklemme 16 des Gütefaktor-Messers unmittelbar über.The part of the secondary winding that penetrates the toroidal core opening goes into a low-voltage terminal 16 of the quality factor meter immediately above.

Die Klemmen 8 und 16 sind zum Anschluß des Meßobjektes an den Gütefaktor-Messer vorgesehen. Das Gehäuse 1 des veränderbaren Kondensators weist Nullpotential gegen Erde auf.Terminals 8 and 16 are provided for connecting the test object to the quality factor meter. The housing 1 of the variable capacitor has zero potential to earth.

F i g. 2 zeigt ein Ersatzschaltbild des Gütefaktor-Messers. Der Gütefaktor-Messer setzt sich aus dem Kopplungstransformator mit den Wicklungen 10 und 12 zusammen, der zur Einspeisung von Spannung durch einen Generator (in F i g. 2 nicht gezeigt) in einen durch den veränderbaren Kondensator C und ein an die Klemmen 8 und 16 angeschlossenes Meßobjekt, beispielsweise eine Induktivitätsspule L_x, gebildeten Schwingkreis vorgesehen istF i g. 2 shows an equivalent circuit diagram of the quality factor meter. The quality factor meter consists of the coupling transformer with the windings 10 and 12, which is used to feed voltage from a generator (not shown in FIG. 2) into one through the variable capacitor C and one to the terminals 8 and 16 connected test object, for example an inductance coil L _x , formed resonant circuit is provided

Der Gütefaktor wird mit Hilfe des beschriebenen Gütefaktor-Messers auf folgende Weise gemessen:The quality factor is measured with the help of the described quality factor meter in the following way:

Der Primärwicklung 10 des Kopplungstransforma-The primary winding 10 of the coupling transformer

tors wird vom Generator eine mit Hilfe eines der Primärwicklung IO des Transformators parallelgeschalteten Voltmeters (in F i g, 2 nicht gezeigt) gemessene Spannung zugeführt. Durch Einstellung der Kapazität des Kondensators C wird der durch diesen und das MeOobjekt L, gebildete Schwingkreis auf Resonanz abgestimmt, Der Resonanzpunkt wird mittels eines Voltmeters (in Fig.2 nicht gezeigt) mit einem hohen Eingangswiderstand ermittelt, das dem veränderbaren Kondensator C parallel geschaltet wird. Die zu messende Güte wird als Verhältnis der Spannung am Kondensator Cim Resonanzpunkt zur Spannung an der Primärwicklung 10, multipliziert mit dem Obersetzungsverhältnis des Kopplungstransformators, bestimmt.tor, a voltage measured in parallel with the primary winding IO of the transformer (not shown in FIG. 2) is supplied by the generator. The resonant circuit through this and the MeOobjekt L formed on resonance by adjusting the capacitance of the capacitor C tuned, the resonance point (not shown in Figure 2) by means of a voltmeter determined with a high input impedance which is connected parallel to the variable capacitor C . The quality to be measured is determined as the ratio of the voltage on the capacitor C at the resonance point to the voltage on the primary winding 10, multiplied by the transformation ratio of the coupling transformer.

Die große Fläche zum Verteilen des Stromes zwischen den unbeweglichen Platten 2 des veränderbaren Kondensators und dem Anschluß der Sekundärwicklung, und zwar dem Gebiftl der mittigen öffnung des Deckels 14 gewährleistet eine kleine Induktivität und einen kleinen Wirkwiderstarui zwischen diesen Schaltelementen und als Folge dnvon auch geringe remarcente Parameter des Gütefaktor-Messers,The large area for distributing the current between the immovable plates 2 of the changeable Capacitor and the connection of the secondary winding, namely the Gebiftl of the central opening of the cover 14 ensures a small inductance and a small active resistance between them Switching elements and, as a result, also low Remarkable parameters of the quality factor meter,

Dies gestattet es, den Arbeitsfrequenzbereich des Gütefaktor Messers auf bis zu 50 MHz zu erweitern und eine sehr hohe Meßgenauigkeit für die Güte zu erlangen· Bei Frequenzen bis zu 10MHz beträgt der Meßfehler nicht mehr als ± 1 %, bei Frequenzen bis zu 50 MHz nicht über 3 bis 5 %.This allows the working frequency range of the quality factor meter to be expanded up to 50 MHz and to achieve a very high measurement accuracy for the quality · At frequencies up to 10MHz, the Measurement error not more than ± 1%, at frequencies up to 50 MHz not more than 3 to 5%.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

22 0522 05

Patent claims:

1, arrangement for quality factor measurement of electrical oscillating circuits (quality factor meter), with a changeable capacitor, whose immovable part is electrical with that of being metallic Inner surface of one comprising a toroidal core with the primary winding and one the toroidal core opening penetrating part having annular cavity executed secondary winding of a coupling transformer is connected, and with terminals for connecting a device under test, one of which with the part penetrating the toroidal core opening Secondary winding united and the other one by means of a pantograph with the movable one Part of the variable capacitor is coupled, characterized in that the secondary winding (12) of the coupling transformer directly to the immovable part (1, 2) of the variable capacitor is electrically connected.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the annular cavity (13) with the odß Toroidal core (11) of the corresponding shape in the immovable part of the changeable capacitor (1, 2) is trained.