DE4342107A1

DE4342107A1 - Arrangement for positioning a sensor in a space

Info

Publication number: DE4342107A1
Application number: DE19934342107
Authority: DE
Inventors: Mathias Dipl Ing Fiedler
Original assignee: Individual
Current assignee: FIEDLER, MATHIAS, DIPL.-ING., 67685 EULENBIS, DE
Priority date: 1993-12-11
Filing date: 1993-12-11
Publication date: 1995-06-14

Abstract

A suspension construction of electrically non-conducting material, consisting of flexurally weak connecting elements (2) and deflection elements (3), is used to prevent disturbance field distortions from causing measurement errors. The flexurally weak connecting elements of the structure can be chords or toothed belts consisting exclusively of non-conducting material. The deflection elements of the structure also consist of non-conducting material, esp. polyacetal.

Description

State of the art

Zur Durchführung von EMV-Störfestigkeitsmessungen wird nach IEC 801-3 (Revision Dezember 1992) der Nachweis einer homogenen elektrischen Feldstärkeverteilung in einem flächigen Bereich vor dem Prüfling gefordert. Dieser Bereich erstreckt sich über 16 Meßpunkte auf einer 1,5 m × 1,5 m großen Fläche mit 0,5 m äquidistantem Abstand. Nach IEC 801-3 müssen über den gesamten Frequenzbereich mindestens 12 dieser 16 Meßpunkte innerhalb einer Toleranzbandbreite von 0 bis +6 dB liegen. Zur Bestimmung der Feldstärke verwendet man üblicherweise eine isotrope Feldsonde, die nacheinander an den 16 verschiedenen Meßpunkten aufgestellt wird. Zur Vermeidung einer Feldveränderung benutzt man dazu ein nichtmetallisches Stativ, dessen Höhe manuell zwischen 0,8 m und 2,3 m verändert wird und dessen Aufstellungsort man geradlinig jeweils um 0,5 m verschiebt.To carry out EMC immunity measurements according to IEC 801-3 (revision December 1992) the proof of a homogeneous electric field strength distribution in one area in front of the test object. This area spans 16 Measuring points on a 1.5 m × 1.5 m area with 0.5 m equidistant distance. According to IEC 801-3 must have at least 12 of these 16 measuring points over the entire frequency range are within a tolerance range of 0 to +6 dB. To determine the field strength an isotropic field probe is usually used, which is connected in succession to the 16th different measuring points is set up. Used to avoid field changes a non-metallic tripod, the height of which is manually between 0.8 m and 2.3 m is changed and the installation location is shifted in a straight line by 0.5 m.

Die Nachteile dieses Verfahrens sind zum Einen die manuelle Verschiebung des Sensors (zeitintensiv) und zum Anderen die immer noch gegebene Beeinflussung des elektromagnetischen Feldes durch das Einbringen der Materie des Stativs in das Feld (Meßfehler). Daher werden solche Kalibrierungen des Meßraumes üblicherweise nicht häufiger als einmal jährlich durchgeführt. Besonders mühselig gestaltet sich die erstmalige Inbetriebnahme eines Meßplatzes und das erstmalige Kalibrieren einer homogenen elektrischen Feldstärkeverteilung für den geforderten Bereich, da sämtliche Parameter zunächst unbekannt sind. Zusätzlich ermöglicht die Kenntnis der Feldstärkeverteilung im gesamten Raum den Nachweis von stehenden Wellen und ist daher aus sicherheitstechnischen Gründen (Brandschutz - Gefahr der Überhitzung von Absorbermaterialien) von besonderer Bedeutung.The disadvantages of this method are the manual displacement of the sensor (time consuming) and on the other hand the still existing influencing of the electromagnetic field by introducing the material of the tripod into the field (Measurement error). Therefore, such calibrations of the measuring room are usually not performed more than once a year. The first one is particularly laborious Commissioning of a measuring station and the first calibration of a homogeneous one electrical field strength distribution for the required area, since all parameters are initially unknown. In addition, knowledge of the field strength distribution in the entire room the detection of standing waves and is therefore from safety-related Reasons (fire protection - risk of overheating of absorber materials) of special Meaning.

problem

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die automatische Positionierung eines handelsüblichen Feldstärkesensors in einem mit Hochfrequenz-Absorbermaterial ausgestalteten Raum (5) unter Vermeidung von die Messung verfälschenden (störenden) Feldverzerrungen im zu vermessenden Raum zu ermöglichen.The invention specified in claim 1 is based on the problem of enabling the automatic positioning of a commercially available field strength sensor in a room ( 5 ) designed with high-frequency absorber material, while avoiding field distortions that distort the measurement (disturbing) in the space to be measured.

solution

Dieses Problem wird durch das im Patentanspruch 1 aufgeführte Merkmal der Verwendung einer Hängekonstruktion mit biegeweichen Verbindungselementen und Umlenkelementen gelöst, die ausschließlich aus elektrisch nicht leitfähigem Material besteht.This problem is caused by the feature of use as set out in claim 1 a hanging construction with flexible connecting elements and deflection elements solved, which consists exclusively of electrically non-conductive material.

Achieved advantages

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß verfälschende (störende) Feldverzerrungen im zu vermessenden Raum vermieden werden, da keine elektrisch leitfähigen Materialien in das zu vermessende Feld eingebracht werden und, daß die Hängekonstruktion in bereits vorhandenen Absorberräumen leicht nachgerüstet werden kann. The advantages achieved by the invention are in particular that adulterating (Disturbing) field distortions in the room to be measured can be avoided, since none electrically conductive materials are introduced into the field to be measured and that the hanging structure can be easily retrofitted in existing absorber rooms can.

Other configurations

Die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 2 ermöglicht eine Konstruktion mit einem minimalen Einsatz von Material in der Umgebung des Sensors, was verfälschende (störende) Feldverzerrungen, in Verbindung mit der Art des Materials nach Patentanspruch 1, im zu vermessenden Raum vermeidet.The development according to claim 2 enables a construction with a minimal use of material in the vicinity of the sensor, which can lead to Field distortions, in connection with the type of material according to claim 1, in avoids measuring space.

Die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 3 ermöglicht eine Konstruktion mit Umlenkelementen, die auch in unmittelbarer Wandnähe verfälschende (störende) Feldverzerrungen, in Verbindung mit der Art des Materials nach Patentanspruch 1, vermeidet. Bei der Auskleidung des Raumes mit Hochfrequenz-Absorbermaterialien wird ggf. eine zusätzliche Befestigungskonstruktion, vorzugsweise aus Holz oder Kunststoff, verwendet.The development according to claim 3 enables a construction with Deflection elements that distort (disruptive) even in the immediate vicinity of the wall Field distortions, in connection with the type of material according to claim 1, avoided. When lining the room with high-frequency absorber materials, one may be used additional fastening structure, preferably made of wood or plastic, used.

Die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 4 ermöglicht die Veränderung der Position des Sensors im Raum über elektrische Antriebe.The training according to claim 4 allows the change in the position of Sensors in the room via electric drives.

Die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 5 ermöglicht die Montage der Antriebe außerhalb des zu vermessenden Raumes und vermeidet die Messung verfälschende (störende) Feldverzerrungen im zu vermessenden Raum, die durch die Antriebe hervorgerufen werden können. Durch die Benutzung von bereits vorhandenen Wabenkaminen 6, die zu Be- und Entlüftungszwecken üblicherweise vorhanden sind, wird die Montage von zusätzlichen Durchführungen nach außen vermieden; vgl. Fig. 2. In Fig. 2 ist exemplarisch eine mögliche Anordnung der Umlenkelemente dargestellt, um das Herausführen der Verbindungselemente an einer Stirnseite des Raumes zu ermöglichen.The development according to claim 5 enables the drives to be installed outside the space to be measured and avoids the measurement falsifying (disturbing) field distortions in the space to be measured, which can be caused by the drives. The use of existing honeycomb chimneys 6 , which are usually available for ventilation purposes, avoids the installation of additional bushings to the outside; see. Fig. 2. Fig. 2 shows an example of a possible arrangement of the deflection elements in order to allow the connection elements to be brought out on one end face of the room.

Die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 6 ermöglicht die Montage der Antriebe innerhalb des zu vermessenden Raumes, falls keine Möglichkeit besteht die Verbindungselemente nach außen zu führen.The development according to claim 6 enables the assembly of the drives within the room to be measured, if there is no possibility Lead connecting elements to the outside.

Die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 7 ermöglicht die Bestimmung des effektiv zurückgelegten Weges der Verbindungselemente und ermöglicht so eine exakte Ortsbestimmung des Sensors.The training according to claim 7 enables the determination of the effective covered path of the connecting elements and thus enables an exact Location of the sensor.

Die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 8 ermöglicht die vollautomatische Positionierung des Sensors im gesamten Raum.The training according to claim 8 enables fully automatic Positioning of the sensor in the entire room.

Die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 9 ermöglicht die vollautomatische Positionierung des Sensors im gesamten Raum und ermöglicht das Ausregeln von die Positioniergenauigkeit beeinflussenden parasitären Effekten (Pendelschwingungen).The training according to claim 9 enables fully automatic Positioning of the sensor in the entire room and enables the regulation of the Positioning accuracy influencing parasitic effects (pendulum vibrations).

Die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 10 ermöglicht die vollautomatische Vermessung einer ebenen Fläche nach WC 801-3 (Revision Dezember 1992); vgl. Fig. 1.The development according to claim 10 enables the fully automatic measurement of a flat surface according to WC 801-3 (revision December 1992); see. Fig. 1.

Die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 11 ermöglicht die vollautomatische Vermessung des gesamten Raumes und gestattet somit den Nachweis von stehenden Wellen und ist daher aus sicherheitstechnischen Gründen (Brandschutz - Gefahr der Überhitzung von Absorbermaterialien) von besonderer Bedeutung; vgl. Fig. 3.The further development according to claim 11 enables the fully automatic measurement of the entire room and thus permits the detection of standing waves and is therefore of particular importance for safety reasons (fire protection - risk of overheating of absorber materials); see. Fig. 3.

Die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 12 ermöglicht die vollautomatische Vermessung des gesamten Raumes unter zusätzlicher Vermeidung von Kollisionen mit sich im Raum befindlichen Gegenständen (Antennenmast, Prüfling), unter Ausnutzung der Tatsache, daß die Höhe des Sensors über dem Boden unabhängig von der Ansteuerung in die beiden dazu orthogonalen Raumrichtungen erfolgen kann. Dies wird durch die Verwendung eines zusätzlichen Verbindungselementes, eines zusätzlichen Antriebes und durch die Verwendung eines Führungselementes (7) erreicht; vgl. Fig. 4. The development according to claim 12 enables the fully automatic measurement of the entire room with additional avoidance of collisions with objects in the room (antenna mast, test specimen), taking advantage of the fact that the height of the sensor above the floor regardless of the control in the two orthogonal spatial directions can take place. This is achieved by using an additional connecting element, an additional drive and by using a guide element ( 7 ); see. Fig. 4.

Embodiments

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawings and are in following described in more detail.

Es zeigenShow it

Fig. 1 Ausführung zur Vermessung einer ebenen Fläche, wobei sich die Antriebe innerhalb des zu vermessenden Raumes befinden. Fig. 1 design for measuring a flat surface, the drives being within the space to be measured.

Fig. 2 Ausführung zur Vermessung einer ebenen Fläche, wobei sich die Antriebe außerhalb des zu vermessenden Raumes befinden. Die Durchführung der Verbindungselemente an einer der Stirnseiten des zu vermessenden Raumes ist exemplarisch dargestellt. Fig. 2 version for measuring a flat surface, the drives are outside the space to be measured. The implementation of the connecting elements on one of the end faces of the room to be measured is shown as an example.

Abhängig von der Anordnung der Umlenkelemente ist eine Durchführung der Verbindungselemente nach außen an jeder beliebigen Stelle möglich.Depending on the arrangement of the deflecting elements, implementation of the External connection elements possible at any point.

Fig. 3 Ausführung zur Vermessung eines dreidimensionalen Raumes, wobei sich die Antriebe innerhalb des zu vermessenden Raumes befinden. Fig. 3 embodiment for measuring a three-dimensional space, wherein the drives are within the space to be measured.

Fig. 4 Ausführung zur Vermessung eines dreidimensionalen Raumes, wobei sich die Antriebe innerhalb des zu vermessenden Raumes befinden und daß die Höhe des Sensors über dem Boden unabhängig von der Ansteuerung in die beiden dazu orthogonalen Raumrichtungen erfolgen kann. Fig. 4 embodiment for measuring a three-dimensional space, wherein the drives are within the space to be measured and that the height of the sensor above the floor can be done independently of the control in the two orthogonal spatial directions.

Explanation and mode of action

Durch die gleichzeitige Beförderung der entsprechenden Verbindungselemente 2, mittels der Antriebe 4, wird die Positionierung des Sensors 1 an jedem gewünschten Ort im Raum erreicht. Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und Fig. 2 ist die Positionierung in einer ebenen Fläche (abhängig von der Plazierung der beiden oberen Umlenkelemente) möglich. Die Ausführungsbeispiele nach Fig. 3 und Fig. 4 ermöglichen eine Positionierung an jedem beliebigen Ort im gesamten Raum. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist das Herausführen der Verbindungselemente lediglich an Hand des Ausführungsbeispieles nach Fig. 2 mit zwei Verbindungselementen dargestellt. Grundsätzlich ist es jedoch möglich auch bei Ausführungen entsprechend nach Fig. 3 und Fig. 4 die Verbindungselemente an jeder beliebigen Stelle (abhängig von der Plazierung weiterer Umlenkelemente) nach außen zu führen. Die Besonderheit des Ausführungsbeispieles nach Fig. 4 besteht darin, daß das Führungselement 7 in unmittelbarer Nähe (der Durchhang aufgrund des Gewichtes der Verbindungselemente und des Sensors muß in Kauf genommen werden) der Raumdecke bewegt wird. Somit laufen vier der fünf Verbindungselemente jeweils nur entlang der Seitenwände und entlang der Decke. Lediglich das fünfte Verbindungselement, an dem der Sensor 1 befestigt ist, wird in den Raum hinein verfahren.The simultaneous conveyance of the corresponding connecting elements 2 by means of the drives 4 means that the sensor 1 is positioned at any desired location in the room. In the embodiments according to FIGS. 1 and Fig. 2 shows the positioning in a plane surface (depending on the placement of the two upper deflection) is possible. The embodiments according to Fig. 3 and Fig. 4 enable positioning at any location in the entire room. For the sake of clarity, the connection elements are only brought out using the exemplary embodiment according to FIG. 2 with two connection elements. However, in principle it is also possible with embodiments according to Fig. 3 and Fig. 4 for guiding the fasteners at any position (depending on the placement of further deflection elements) to the outside. The special feature of the embodiment of Fig. 4 is that the guide element 7 in the immediate vicinity (the slack due to the weight of the connecting elements and of the sensor must be taken into account) of the room ceiling is moved. This means that four of the five connecting elements only run along the side walls and along the ceiling. Only the fifth connecting element, to which the sensor 1 is attached, is moved into the room.

BezugszeichenlisteReference list

1 Sensor
2 Verbindungselement
3 Umlenkelement
4 Antrieb
5 Meßraum
6 Durchführung 1 sensor
2 connecting element
3 deflecting element
4 drive
5 measuring room
6 implementation

Claims

1. Device and method for positioning a sensor in a room ( 5 ), in particular a sensor ( 1 ) for determining the electrical field strength of high-frequency alternating electromagnetic fields above 10 kHz (e.g. US Pat. No. 5,057,848), characterized in that that a suspension structure made of electrically non-conductive material, consisting of flexible connecting elements ( 2 ) and deflection elements ( 3 ), is used to avoid distorting (disturbing) field distortions in the space to be measured.

2. Device and method for positioning a sensor in a room after Claim 1 characterized, that the flexible connecting elements of the construction made of ropes or timing belts are formed, which consist exclusively of electrically non-conductive material.

3. Device for positioning a sensor according to claim 1 or 2, characterized, that the deflection elements of the construction exclusively from electrically non-conductive Material, especially made of polyacetal.

4. The device and method for positioning a sensor according to one of claims 1 to 3, characterized in that electric drives ( 4 ), in particular direct current servomotors or stepper motors, are used for conveying the connecting elements.

5. The device and method for positioning a sensor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the connecting elements are guided out of the space to be measured, in particular through the honeycomb chimneys ( 6 ) serving for ventilation and that the drives are outside the area to be measured.

6. Device and method for positioning a sensor according to one of the claims 1 to 4, characterized, that the drives are in the immediate vicinity of the ground (groundplane) of the object to be measured Room, especially not higher than 30 cm above the floor in shielded Housings are arranged.

7. Device for positioning a sensor according to one of claims 1 to 6, characterized, that the transportation of the connecting elements via a displacement sensor, in particular through the use of a fork light barrier.

8. Device and method for positioning a sensor according to one of the claims 1 to 7, characterized, that the drives are controlled by a central computer.

9. Device and method for positioning a sensor according to one of claims 1 till 8, characterized, that the change in length of the connecting elements on the detected signals of Position transducer and the control of the drives is regulated.

10. Device and method for positioning a sensor according to one of the claims 1 to 9, characterized, that using two connectors, two drives, two Displacement transducers and a corresponding number of deflection elements (depending on the Installation location of the drives) a measurement of a flat surface in the room, especially the "uniform area" according to IEC 801-3 (revision from December 1992).

11. Device and method for positioning a sensor according to one of the claims 1 to 9, characterized, that using four fasteners, four drives, four Displacement transducers and a corresponding number of deflection elements (depending on the Installation location of the drives) a measurement of the entire room is made possible.

12. The device and method for positioning a sensor according to one of claims 1 to 9, characterized in that using five connecting elements, five drives, five displacement transducers, a positioning element ( 7 ) and a corresponding number of deflection elements (depending on the installation location of the Drives) a measurement of the entire room is made possible, the height of the sensor position can be moved independently of the other room coordinates.