DE69102811T2 - Verfahren zum Testen der Zweckmässigkeit der elektromagnetischen Abschirmung eines Leiters und Anordnung dafür. - Google Patents

Verfahren zum Testen der Zweckmässigkeit der elektromagnetischen Abschirmung eines Leiters und Anordnung dafür.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der Wirksamkeit der elektromagnetischen Abschirmung einer abgeschirmten Leiterschnur sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Eine Leiterschnur ist eine Vorrichtung, die die Verbindung zweier elektronischer Geräte miteinander ermöglicht. Dazu besteht eine Leiterschnur aus einem Kabel, das wenigstens einen Leiter umschließt, sowie aus zwei, jeweils an einem Ende des Kabels angeordneten Verbindern, so daß die Verbindung zwischen dem Kabel und den beiden Geräten ermöglicht wird. Bei zahlreichen Anwendungen dürfen die über den oder die Leiter laufenden Signale nicht durch äußere Signale gestört werden, und deshalb ist es bekannt, die Schnüre elektromagnetisch abzuschirmen, indem die Leiterdrähte im Inneren einer elektrisch leitenden Metallbarriere einzuschließen. Dazu stellt sich jeder Verbinder in Form eines Metallgehäuses dar, und der oder die Leiter des Kabels sind in einer Litze oder einem Metallnetzwerk eingeschlossen, das ein Rohr bildet, in dem der oder die Leiter und ihr isolierender Mantel verlaufen. Die Abschirmung des Kabels ist durch Verschweißen oder durch Klemmen oder auch durch jedes andere geeignete Mittel mit der Abschirmung der Verbinder verbunden, damit eine kontinuierliche Abschirmung zwischen dem Kabel und den Verbindern gewährleistet bleibt.
  • So eingeschlossen dürfen die Leiter der Schnur keinen elektromagnetischen Störungen aufgrund von äußeren Signalen ausgesetzt sein. Die Wirksamkeit einer Abschirmung ist demnach an ihrer Fähigkeit zu erkennen, zu verhindern, daß die Signale, die sie empfängt, irgendeinen Einfluß auf die im Inneren der Schnur laufenden Signale haben.
  • Allerdings kann es in manchen Fällen dazu kommen, daß zwischen der Abschirmung und des einen und/oder anderen Verbinders und der Abschirmung des Kabels Kontaktfehler auftreten, so daß insgesamt das Verhalten der Abschirmung der Schnur unzureichend werden kann. Daraus ergibt sich, daß die in dem Kabel eingeschlossenen Leiter elektromagnetisch gestört werden können oder auch umgekehrt, daß die Schnur der Grund für elektromagnetische Störungen gegenüber ihrer Außenumgebung wird.
  • Diese Phänomene sind wohlbekannt, und es sind bereits Verfahren zum Testen der Qualität oder der Wirksamkeit der elektromagnetischen Abschirmung von Schnüren verfügbar. Ein bekanntes Verfahren besteht darin, einen zeitlich veränderlichen Strom mit variabler Frequenz in die Abschirmung einzuspeisen und eine parasitäre Spannung zu messen, die an einem der Leiter des Kabels beim Anschluß an den entsprechenden Stecker eines der Verbinder erscheint. Zu diesem Zweck wird die Schnur in ein Metallrohr eingefügt, so daß eine koaxiale Übertragungsleitung entsteht. Ein Generator ist mit einem Ende dieser Leitung verbunden, und eine Last ist mit dem anderen Ende zwischen dem Metallrohr und der Abschirmung angeschlossen. Diese Anordnung ermöglicht die Erzeugung eines Stroms in der Abschirmung, der mit einem Störstrom vergleichbar ist, wenn der Generator arbeitet. Ein empfindlicher Empfänger, der mit dem Ende der Schnur an einem der Leiter des Kabels verbunden ist, ermöglicht die Messung der parasitären Spannung, die sich aus dem Fließen des Stroms durch die Abschirmung ergibt. Die Amplitude dieser Spannung in Bezug zur Amplitude des Störstroms ermöglicht die Bewertung der Wirksamkeit der Abschirmung. Allerdings ändert sich die Wirksamkeit in Abhängigkeit von der Frequenz des Störstroms; demnach ist es erforderlich, den Test über einen weiten Frequenzbreich durchzuführen, der im allgemeinen von einigen kHz bis einigen zehn MHz reicht.
  • Allerdings erlaubt dieses Meßverfahren nicht, den Ansprüchen industrieller Gegebenheiten gerecht zu werden.
  • Selbst wenn der Generator nämlich automatisch eingeschaltet wird, wird das Spektrum nicht augenblicklich untersucht, und es ist eine nicht zu vernachlässigende Zeit erforderlich, die bis zu einigen Minuten dauern kann, was den im industriellen Bereich geforderten Schnelligkeitsbedingungen überhaupt nicht entspricht.
  • Andererseits ermöglicht das verwendete Verfahren die Durchführung einer genauen Messung der parasitären Spannungen, die an einem der Leiter erscheinen, sowie das gute Sichtbarmachen der Änderung der parasitären Spannung in Abhängigkeit von der Frequenz. Allerdings reicht es nicht aus, einfach festzustellen, ob die Abschirmung schlecht, zweifelhaft oder gut ist. Die Messung ermöglicht es nämlich nur, eine absolute Schwankung der Wirksamkeit in Abhängigkeit von der Frequenz festzustellen, sie ermöglicht es aber nicht, schnell Vergleichsmessungen durchzuführen und damit die tatsächliche Wirksamkeit der Abschirmung festzustellen.
  • Schließlich erfordert dieses Meßverfahren, daß die zu testende Schnur in ein Metallrohr eingeführt ist, um die koaxiale Übertragungsleitung zu realisieren, was in der Realität besonders bei Großserientests ausgesprochen unpraktisch ist. Das Einsetzen der Schnur in ein Metallrohr erfordert nämlich ziemlich umständliche Handhabungen; im übrigen ist das Einsetzen zwar bei Schnüren mit geringer Länge vorstellbar, aber nicht auf längere Schnüre anzuwenden; schließlich wird der Test der Wirksamkeit der elektromagnetischen Abschirmung allgemein erst durchgeführt, wenn die Schnur das Fertigungsband verläßt, während die Schnur sehr häufig beim Verlassen des Bandes in sich gewickelt ist und sich in Spulenform zeigt. Folgich würde das Einsetzen der Schnur in ein Metallrohr das Abwickeln der Spule erfordern oder es unbedingt nötig machen, daß der Test unmittelbar nach dem Verlassen des Fertigungsbandes durchgeführt wird, ehe die Schnur gewickelt ist.
  • Eine Variante dieses Verfahrens aus dem Stand der Technik ist in dem Dokument FR-A-2 170 830 beschrieben. Nach dieser Variante ist das Störsignal anstelle eines Stroms eine Spannung, aber diese Variante weist bis auf das Einsetzen der Schnur in ein Metallrohr die gleichen Nachteile auf.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteilen abzuhelfen, und liegt inbesondere in einem Verfahren, das zuverlässig die Wirksamkeit der elektromagnetischen Abschirmung einer Schnur der obengenannten Art schnell überprüfen kann und sich auf spulenförmig vorliegende Schnüre anwenden läßt.
  • Der Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Überprüfung der Wirksamkeit der elektromagnetischen Abschirmung einer Schnur mit den in Anspruch 1 definierten Merkmalen.
  • Die Erfindung verwendet ein relativ einfaches Prinzip, das bis dahin noch nicht ins Auge gefaßt worden ist. Anstatt das Frequenzverhalten einer Schnur zu untersuchen, auf die ein sich zeitlich änderndes Störsignal einwirkt macht die Erfindung von einem Prinzip Gebrauch, nach dem bestimmte Momentansignale, wenn sie bestimmt sind, das Aufzeigen der Fehler in der elektromagnetischen Abschirmung ermöglichen.
  • Im übrigen wird das Störsignal in die Abschirmung der Schnur eingespeist, d.h. es durchläuft sowohl die Abschirmung der Verbinder als auch die Abschirmung des Kabels, so daß das resultierende Signal direkt vom allgemeinen Verhalten der Abschirmung der Schnur abhängt. Dies ist besonders vorteilhaft, da es nicht erforderlich ist, beispielsweise in einem ersten Schritt die Abschirmung des Kabels zu testen und dann eine zweite Messung durchzuführen, um die komplette Abschirmung der Schnur zu testen.
  • Im folgenden wird im einzelnen erläutert, daß allerdings unterschiedliche Schnüre, die einem gleichen Störsignal unterworfen werden, das Erscheinen unterschiedlicher resultierender Signale mit sich bringen. Die Länge der Schnur oder die Anzahl der inneren Leiter oder aber das Vorhandensein von mit der Abschirmung der Verbinder verbundenen Masseadern sind ebenso Elemente, die auf das resultierende Signal Einfluß nehmen. Ferner beeinflußt auch die Fertigung der Schnur das resultierende Signal: das an einem Leiter einer abgewickelten Schnur erscheinende resultierende Signal wird sich von dem an dem gleichen Leiter einer identischen Schnur erscheinenden resultierenden Signal unterscheiden, die sich in Form einer Spule darstellt.
  • Deshalb werden nach einer weiteren Charakteristik des Verfahrens der Erfindung die zum Erhalt des Störsignals erforderlichen Parameter in Abhängigkeit von der getesteten Schnur und ihrer Fertigung bestimmt. So läßt sich das Störsignal erhalten, das am geeignetsten ist, eine zuverlässige und verwertbare Antwort zu erhalten.
  • Folglich weist die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Mittel zum Steuern des Störsignals sowie zur Verwendung mit allen auftretenden Schnurtypen auf.
  • Weitere Prinzipien, Charakteristika und Vorteile der Erfindung ergeben sich bei der folgenden Beschreibung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen; darin zeigen
  • - Fig. 1 eine Leiterschnur;
  • - Fig. 2 das physikalische Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • - Fig. 3 einen Typ eines Momentansignals, das sich zum Aufzeigen eines Abschirmungsfehlers verwenden läßt;
  • - Fig. 4 und 5 in Abhängigkeit von dem in die Abschirmung eingespeisten Signal zwei Antworten, die bei der Messung einer Schnur erhalten werden können, deren Abschirmung in Ordnung ist;
  • - Fig. 6A, 7A, 8A jeweils eine Schnur mit einem anderen Typ eines Abschirmungsfehlers und Fig. 6B, 7B, 8B für jeden betreffenden Fehler das in Abhängigkeit von dem vorhandenen Fehler gemessene Signal gegenüber dem Signal, das erscheinen hätte müssen, wenn die Abschirmung jeder Schnur in Ordnung gewesen wäre;
  • - Fig. 9 das prinzipielle Schema einer für den gesamten Test von Schnüren, die nicht spulenförmig gefertigt sind, oder für eine Phase der Vorbereitung des Tests von nicht spulenförmig gefertigten Schnüren zu verwendende Vorrichtung;
  • - Fig. 10 das prinzipielle Schema einer Vorrichtung zum Test von spulenförmig gefertigten Schnüren;
  • - Fig. 11 und 12 veranschaulichend Signale, die in den Anordnungen von Fig. 9 und 10 fließen können; und
  • - Fig. 13 ein vollständiges prinzipielles Schema einer Vorrichtung für den Test von spulenförmig gefertigten Schnüren.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die rasche Durchführung eines Tests der Wirksamkeit der elektromagnetischen Abschirmung einer Leiterschnur unter Verwendung von Störsignalen mit Impulscharakter. Das verwendete Prinzip ist äußerst einfach, da es ausreicht, die Signatur des resultierenden Signals an einem der Leiter der Schnur einer Bezugssignatur gegenüberzustellen, um die Kriterien der Wirksamkeit der Abschirmung zu beurteilen.
  • In Fig. 1 ist zur Erinnerung das an sich bekannte Prinzip einer Leiterschnur dargestellt.
  • Eine Schnur besteht aus einem Kabel (1), das an jedem seiner Enden mit einem Verbinder (2, 3) abgeschlossen ist. Das Kabel (1) umschließt wenigstens einen Leiterdraht (10, 11, 12, 13), wobei jeder Draht in dem Verbinder (2, 3) mit einem entsprechenden Steck- oder Buchsenstecker verbunden ist. Zu diesem Zweck umschließt jeder Verbinder einen Block (20, 30), der die Stecker (21, 22, 23, 24; 31, 32, 33, 34) hält, um über die Schnur die Verbindung von zwei in der Figur nicht dargestellten elektronischen Vorrichtungen zu ermöglichen.
  • Bei dem in Fig. 1 veranschaulichten Beispiel ist der Verbinder (2) ein Steckerverbinder, während der Verbinder (3) ein Buchsenverbinder ist. Selbstverständlich ist diese Anordnung nicht einschränkend, und alle Kombinationen sind möglich (Stecker/Stecker, Stecker/Buchse, Buchse/Buchse). Ebenso weist das in dieser Figur dargestellte Kabel nur vier Leiter (10, 11, 12, 13) auf, und die Leiter sind mit einer entsprechenden Anzahl von Stiften oder Stöpseln dargestellt. Darin liegt absolut keine Einschränkung, denn bekanntlich weisen Verbinder allgemein eine deutlich größere Zahl von Stiften oder Stöpseln auf als dargestellt; ebenso weisen die Kabel allgemein eine deutlich größere Zahl von Leiterdrähten auf.
  • Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, daß ein mit einem Kabel verbundener Verbinder eine Zahl von Stiften oder Stöpseln aufweist, die gleich der Zahl der Leiter des Kabels ist. Es ist nämlich üblich, daß nicht alle Stifte oder Stöpsel angeschlossen sind, denn das Kabel weist eine niedrigere Zahl von Leitern auf.
  • Die Abschirmung der Schnur wird einerseits durch eine Abschirmung für jeden Verbinder und andererseits durch eine Abschirmung für das Kabel gewährleistet.
  • Die Abschirmung jedes Verbinders ist durch eine Metallschale (25, 35) gebildet, die die Stifte oder die Stöpsel umgibt, und die Abschirmung des Kabels (1) ist beispielsweise mittels einer Metallitze (14) realisiert, die die Leiter (10, 11, 12, 13) umgibt, die ihrerseits mittels eines in dieser Figur nicht dargestellten isolierenden Mantels gegeneinander isoliert sind, was an sich bekannt ist. Damit die Abschirmung so vollkommen wie möglich ist, wird zwischen der Abschirmung des Kabels und der Abschirmung der Verbinder eine elektrische Kontinuität sichergestellt, beispielsweise indem die Metalllitze (14) mit der Abschirmung (25, 35) jedes Verbinders verlötet wird, oder aber mittels Klemmschellen.
  • Fig. 2 veranschaulicht das physikalische Prinzip des Tests, zeigt aber nicht alle Elemente oder Vorrichtungen, die zu seiner Durchführung erforderlich sind.
  • In dieser Figur sind schematisch die Abschirmung der Schnur (25, 14, 35) und ein Leiter (10) dargestellt, an dem die Messung des resultierenden Signals durchgeführt wird. Ein Ende (101) des Leiters (10) ist über einen Widerstand (R1) mit der Abschirmung (25) des entsprechenden Verbinders (2) verbunden, und das zweite Ende (102) des Leiters (10) ist über einen Widerstand (R2) mit der Abschirmung (35) des entsprechenden Verbinders (3) verbunden. Im übrigen ist ein Generator (40), der einen Eingangsanschluß und einen Ausgangsanschluß besitzt, über seinen Ausgangsanschluß mit der Abschirmung (25) eines (2) der Verbinder und durch seinen Eingangsanschluß mit der Abschirmung (35) des zweiten Verbinders (3) verbunden. Dieser Generator (40) ermöglicht es, daß ein Strom Ip(w) über die Abschirmungen der Verbinder in die Schnur eingespeist werden kann.
  • Mit der veranschaulichten Anordnung ist leicht nachzuweisen, daß die resultierende Spannung Vr(w), die zwischen dem Leiterdraht (10) und der Abschirmung eines der Verbinder erscheint, unter der Voraussetzung, daß die Widerstände (R1) und (R2) einen identischen Wert aufweisen, mit dem Störstrom Ip(w) durch die folgende Beziehung verbunden ist:
  • Vr(w) = 1/2 Zt (w) Ip (w) (1)
  • Darin steht Ip(w) wie oben angegeben für den in die Abschirmung der Schnur eingespeisten Störstrom, und Zt(w) stellt die Übertragungsimpedanz der Schnur dar.
  • Damit die Beziehung (1) gilt, müssen nicht nur die Widerstände (R1) und (R2) identisch sein, sondern die der Kreisfrequenz (w) zugeordnete Wellenlänge muß über der Gesamtlänge der Schnur liegen.
  • Die Übertragungsimpedanz (Zt) ist ein Wert, der für die Wirksamkeit der Abschirmung der Schnur steht. Ebenso wie die oben dargelegte Beziehung (1) an sich bekannt ist, wird bekanntlich bei üblichen Schnüren die Übertragungsimpedanz (Zt) wie folgt ausgedrückt:
  • Zt (w) = Ro + j Lt w (2)
  • In dieser Beziehung (2) gibt Ro die Gesamtheit der zwischen den beiden Verbindern bestehenden Widerstände wieder: Ro hängt ab vom Widerstand der Abschirmung jedes Verbinders, der Abschirmung des Kabels, vom Kontaktwiderstand zwischen der Abschirmung des Kabels und der Abschirmung jedes Verbinders, vom Wert der Widerstände (R1) und (R2), und allgemein hängt er von allen Widerständen ab, die in dem Kabel erscheinen.
  • Lt, das als Induktivität erscheint, gibt die Kopplungen magnetischen Ursprungs wieder, die im Inneren des Kabels bestehen und Störungen an dem Leiter (10) nach sich ziehen können, wenn an der Oberfläche der Abschirmungen Öffnungen vorhanden sind, oder aber wenn ein Teil des Störstroms über die inneren Masseadern der Schnur fließt. In bestimmten Fällen sind nämlich im Inneren der Schnur Masseadern vorhanden, die die Abschirmungen der Verbinder miteinander verbinden.
  • Die Erfindung nutzt also die Beziehungen aus, die zwischen den Strömen, die in der Schnur fließen können, indem sie ausgehend von der Abschirmung der Verbinder eingespeist werden, und der resultierenden Spannung bestehen, die an einem der Verbinder erscheinen kann, von dem jedes Ende an eine Last angeschlossen ist, die zwischen dem Leiter und der Abschirmung des entsprechenden Verbinders sitzt.
  • Die Erfindung bestand also darin zu bestimmen, welcher Stromtyp am geeignetsten ist, um die Fehler der elektromagnetischen Abschirmung aufzuzeigen, und eine Lösung zu finden, die die Erzeugung des Stroms unabhängig von der Fertigung der Schnur ermöglicht.
  • Fig. 3 zeigt die bevorzugte Form des Störsignals, die die optimale Bestimmung der Qualität der elektromagnetischen Abschirmung der Schnur ermöglicht.
  • In Fig. 3 sind in Abhängigkeit von der Zeit (t) Stromimpulse Ip(t) dargestellt, die Trapezen mit der Periode T mit einer Breite t&sub1; und einer Übergangsflanke tr ähneln. Der Strom Ip(t) durchläuft ein Maximum Ipo. Ein solcher Störstromtyp kann aus einem an sich bekannten Impulsgenerator stammen, der die Lieferung periodischer Signale ermöglicht, wie dies dargestellt ist.
  • Die Wahl der Periode T und der Breite t&sub1; der Impulse ist nicht wesentlich. Allerdings liegt T bevorzugt wenigstens über einer Millisekunde und t&sub1; wenigstens in der Größenordnung von zehn Mikrosekunden.
  • Dagegen ist, wie später gezeigt wird, die Übergangsdauer tr wesentlich, denn durch die Regulierung dieser Breite wird es möglich, die elektromagnetischen Kopplungsfehler erscheinen zu lassen oder nicht, die in der Schnur auftreten können.
  • In dieser Figur 3 ist auch eine Folge mit der Breite To dargestellt, die einen Steigungsübergang des Stroms umrahmt. To beginnt also, wenn sich der Strom noch auf seinem Minimalwert befindet, und endet, nachdem er seinen maximalen Wert Ipo erreicht hat.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Bestimmung der Qualität der elektromagnetischen Abschirmung während dieser Perioden To durchgeführt.
  • Selbstverständlich kann mit einer vergleichbaren Folge gearbeitet werden, die beginnt, wenn sich der Strom Ipo auf seinem Maximum befindet, und endet, wenn er seinen Minimalwert erreicht, wobei die Meßperiode eine fallende Flanke umgibt.
  • In der Folge der Beschreibung wird die Durchführung des Verfahrens erläutert, wenn die Messungen an den Vorderflanken des Stroms Ipo durchgeführt werden, d.h. wenn die Meßfolge beginnt, während der Strom auf seinem Minimalwert liegt, und zu Ende geht, wenn er seinen maximalen Wert Ipo erreicht hat. Die Bestimmung der Phänomene, die während der fallenden Übergänge des Stroms auftreten, ist nämlich dem Fachmann zugänglich und ohne Schwierigkeiten aus der vorliegenden Beschreibung abzuleiten.
  • In Fig. 4 sind zwei Graphen dargestellt, die im Zeitbereich die Entwicklung des Stroms Ip(t) (oberer Teil der Figur) bzw. die entsprechende Entwicklung der resultierenden Spannung Vr(t) darstellen, die auf Höhe des Leiterdrahts für ein entsprechendes Kabel erscheinen (unterer Teil der Figur).
  • Mit Hilfe dieser Figur 4 ist festzustellen, daß dann, wenn der Strom Ip(t) bei Null liegt, die resultierende Spannung Vr(t) bei Null liegt. Dies entspricht der oben vorgestellten Beziehung (1), die die Beziehung zwischen dem Strom und der resultierenden Spannung zeigt. Wird der Übergang eingeleitet, dann erscheint eine abrupte Änderung der Spannung Vr(t), die im wesentlichen durch die in der Schnur auftretenden Induktivitätsphänomene bedingt ist. Dann ändert sich die Spannung Vr(t) während der gesamten restlichen Übergangsdauer linear weiter und erreicht am Ende des Übergangs ein Maximum, d.h. in dem Moment, in dem der Strom Ip(t)seinen maximalen Wert Ipo erreicht. Dann knickt die Spannung Vp(t) abrupt ab und geht praktisch augenblicklich von dem Wert Vp zu einem Stufenwert Vo über, der zwischen Vp und dem Wert Null liegt.
  • Die Kurve Vr(t) ist nämlich direkt von der Anwendung der Beziehung (1) auf einen Strom Ip(t) mit den im oberen Teil der Figur 4 dargestellten Eigenschaften abzuleiten.
  • Die Kurve Vr(t) ist also die Signatur eines Stroms Ip(t), der sich wie in der Darstellung ändert, und es ist festzustellen, daß diese Signatur zwei besonders wichtige charakteristische Elemente aufweist, die sich die Erfindung zunutze macht, um zu bestimmen, ob die Abschirmung korrekt ist oder nicht
  • Diese beiden Elemente sind das Maximum der resultierenden Spannung Vp, die beim Stromübergang erscheint, sowie die Amplitudenstufe Vo, die bleibt, solange der Strom auf seinem maximalen Wert Ipo liegt.
  • Entspricht die Übertragungsimpedanz der Beziehung (2), dann läßt sich über die Entwicklung der Beziehung (1) zeigen, daß das Maximum der parasitären Spannung der folgenden Beziehung (3) genügt:
  • Vp = 1/2 (Ro + Lt/tr) Ipo (3)
  • und daß der Wert der Spannung Vo der Stufe der folgenden Beziehung (4) genügt:
  • Vo = 1/2 Ro Ipo (4)
  • Damit läßt sich feststellen, daß der Wert der Spannnung der Stufe Vo direkt von dem Übertragungswiderstand und dem maximalen Strom Ipo abhängt, und daß das Maximum der parasitären Spannung Vp nicht nur von dem Wert des Übertragungswiderstands, sondern auch von dem Wert der Übertragungsinduktivität und der Dauer tr des Übergangs abhängt.
  • Folglich enthalten diese beiden letzten Beziehungen alle Informationen, die die elektromagnetische Kopplung über die Schnur wiedergeben und damit zur Beurteilung der Qualität der Kopplung interessante Parameter.
  • Entsprechende Schnüre, d.h. Schnüre, deren Qualität gut ist, und die von ein und demselben Typ wären (gleiche Länge, gleiche Zahl der inneren Leiter, gleicher Kabel- und Verbindertyp), hätten etwa ein in etwa identisches zeitliches Ansprechverhalten. Variiert allerdings die Qualität der elektromagnetischen Abschirmung von einem Kabel des gleichen Typs zum andern, dann wird das an einem der Leiter erscheinende resultierende Signal von einer Schnur zur nächsten unterschiedlich.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird bestimmt, welches das an einer entsprechenden Schnur erscheinende resultierende Signal für einen gegebenen Strom Ip(t) mit einem Übergang tr von bestimmter Dauer ist, und die Entsprechung der anderen Schnüre wird bestimmt, indem sie dem gleichen Strom Ip(t) mit dem gleichen Übergang tr unterworfen werden, und die Entsprechung wird durch die Messung der Unterschiede ermittelt, die zwischen dem resultierenden Bezugssignal, das ausgehend von der entsprechenden Schnur aufgestellt wurde, und den an jeder getesteten Schnur gemessenen resultierenden Signalen bestehen.
  • Im übrigen sind die Einstellparameter für das in die Abschirmung der Schnur eingespeiste Störsignal und insbesondere die Dauer des Übergangs tr so gewählt, daß die akzeptablen magnetischen Kopplungen an einer entsprechenden Schnur nicht an dem Bezugssignal erscheinen oder wenigstens sehr gedämpft sind.
  • Dies wird unterschiedlich erreicht, je nachdem, ob die zu testende Schnur spulenförmig angeboten ist oder nicht.
  • Im folgenden wird der Vorteil an einer solchen Vorgehensweise erläutert.
  • Die oben dargestellte Beziehung (3), die den Wert Vp des Spannungsmaximums, das beim Übergang des Stroms erscheint, in Abhängigkeit von dem maximalen Wert Ipo des Stroms angibt, läßt das Verhältnis Lt/tr erscheinen, d.h. das Verhältnis zwischen der Übertragungsinduktivität und der Übergangsdauer.
  • Die Übertragungsinduktivitätt Lt hängt direkt von den Charakteristika der zu testenden Schnur ab, während die Übergangsdauer tr von dem Bediener angegeben werden kann, der den Test durchführt. Es ist also festzustellen, daß dann, wenn die Übergangsdauer tr unendlich erhöht wird, das Verhältnis Lt/tr unendlich klein wird, so daß das Maximum der parasitären Spannung gewissermaßen mit dem Wert der Spannungsstufe Vo zusammenfällt, wenn der Strom den Wert Ipo erreicht.
  • An einem entsprechenden Kabel ist die Übertragungsinduktivität Lt der Schnur schwach, so daß der Einfluß dieser Induktivität um so weniger nachgewiesen werden kann, je stärker die Übergangsdauer ist.
  • Dies ist mittels Fig. 5 veranschaulicht, in der die Entwicklung der Kurve Ip(t) durchgezogen und die Entwicklung der Kurve Vr(t) gestrichelt dargestellt ist. In diesem Fall, wo die Dauer tr des Übergangs ausreichend lang ist, ist dann der Einfluß der Induktivität Lt der Schnur zu vernachlässigen, so daß die auf Höhe des Leiters, an dem die Messung durchgeführt wird, erscheinende resultierende Spannung ähnlich zu der Signatur des in der Abschirmung fließenden Stroms Ip(t) ist. In diesem Fall ist nämlich der Wert der resultierenden Spannung Vr(t) durch die folgende Beziehung angegeben:
  • Vr(t) = 1/2 Ro Ip(t) (5)
  • Demnach erscheint also während des Übergangs keine Spitze Vp mehr.
  • In Fig. 6A ist eine Schnur mit einem Kabel (1) und zwei Verbindern (2, 3) dargestellt, bei dem beispielsweise ein Kontaktfehler zwischen dem Kabel (1) und einem der Verbinder (2) besteht. Dieser Kontaktfehler ist in der Figur schematisch durch ein mit (5) bezeichnetes Element dargestellt. Es kann sich beispielsweise um eine schlechte Lötstelle oder eine unzureichende Klemmung zwischen der Abschirmung des Kabels (1) und der Abschirmung des Verbinders (2) handeln.
  • In diesem Fall zieht der Kontaktfehler eine Erhöhung des Übertragungswiderstands des Kabels bezüglich seines Werts Ro an einer entsprechenden Schnur nach sich.
  • Ist der Kontaktfehler nicht offen, d.h. wird der Wert des Übertragungswiderstands nicht unendlich, dann ergibt sich daraus eine Erhöhung der resultierenden Spannung auf Höhe des Leiters (10), an dem die Messung durchgeführt wird.
  • Dies ist in Fig. 6B veranschaulicht, in der der Wert der Spannung (Vr(t) ref) durchgezogen dargestellt ist, der erscheinen hätte müssen, wenn die Schnur entsprechend gewesen wäre, und in der der Wert der Spannung (Vr(t) reell) gestrichelt dargestellt ist, wie er am Leiter gemessen worden wäre. Diese Spannung ist ähnlich zu der Spannung (Vr(t) ref) und liegt in allen Punkten über dieser.
  • Da allerdings noch ein Strom in der Abschirmung der Schnur fließt, erscheint nicht das Vorhandensein einer übermäßigen magnetischen Kopplung zwischen den Leitern des Kabels.
  • Die Figuren 7A, 7B bzw. 8A, 8B entsprechen zwei Figurenfällen, bei denen der Kontaktfehler an der Abschirmung offen ist. Dies kann an einer Totalunterbrechung der Abschirmung des Kabels oder auch an einer fehlenden Verbindung zwischen dem Kabel und dem einen und/oder dem anderen Verbinder liegen. In Fig. 7A und 8A ist schematisch eine Schnur dargestellt, in der ein solcher Kontaktfehler auftritt. Die Abschirmung der Schnur mit ihrem Kabel (1) und ihren Verbindern (2, 3) weist eine Öffnung (6) auf, so daß der Kontaktwiderstand zwischen dem Kabel und den Verbindern unendlich ist.
  • In Fig. 7A ist eine Hypothese ins Auge gefaßt, bei der eine innere, leitende Masseader (11) vorhanden ist, die die Abschirmungen der beiden Verbinder (2, 3) miteinander verbindet. In diesem Fall ist der Wert des Übertragungswiderstands bezüglich des Übertragungswiderstands Ro einer entsprechenden Schnur des gleichen Typs erhöht, da die Abschirmung nicht mehr in die Übertragung des Stroms eingreift. Die Abschirmung bei einer entsprechenden Schnur, bei der eine Masseader vorhanden ist, die die beiden Verbinder verbindet, kann nämlich als ein zu dieser Masseader paralleler Widerstand aufgefaßt werden. Folglich wird durch die Unterdrückung dieses Parallelelements, das auf den Wert des Übertragungswiderstands Eingriff nahm, eine Erhöhung des Gesamtwerts des Übertragungswiderstands bewirkt. Der Übertragungswiderstand liegt damit über dem Wert, den er in einer entsprechenden Schnur annehmen würde.
  • Im übrigen wird der Störstrom Ip(t) zum größten Teil von der Masseader abgeleitet, und nur ein sehr kleiner Teil des Störstroms fließt durch den Leiter (10), an dem die Messung durchgeführt wird, aber dieser Wert ist aufgrund der vorhandenen Kopplungswiderstände (R1) und (R2) sehr niedrig, die gegenüber Fig. 2 dargestellt sind. Da demnach der größere Teil des Störstroms durch den Massedraht abgeleitet wird, erscheint an den anderen, in dem Kabel aufgenommenen Leiterdrähten eine starke magnetische Kopplung, insbesondere an dem Draht (10), an dem die Messung durchgeführt wird, wodurch sich eine starke Erhöhung der Übertragungsinduktivität Lt ergibt. Folglich erscheint eine Spannungsspitze, die das Vorhandensein der magnetischen Kopplung angibt, und eine leichte Erhöhung der Amplitude der Stufe, nachdem der Strom seinen maximalen Wert erreicht hat, wobei diese Erhöhung an der Erhöhung des Widerstands Ro liegt, der auf die Übertragungsimpedanz Eingriff nimmt.
  • Dies ist alles in Fig. 7B veranschaulicht, in der in durchgezogenen Linien die Bezugsspannung, die an der Schnur (10) eines entsprechenden Kabels erscheinen sollte, und in gestrichelten Linien die Spannung angegeben ist, die tatsächlich erscheint.
  • In Fig. 8A und 8B ist der Fall veranschaulicht, bei dem eine offene Kontaktunterbrechung (6) vorliegt, d.h. eine vollständige Trennung der Abschirmung, ohne daß eine Masseader vorhanden wäre, die die beiden Verbinder miteinander verbindet. In diesem Fall fließt der durch die Störung erzeugte Strom über die Endlasten (R1) und (R2) direkt in den Leiterdraht (10), und die an dem Leiterdraht (10) erscheinende Spannung ist die Hälfte der von dem Generator zwischen den beiden Verbindern gelieferten Spannung, falls die den Leiterdraht (10) verbindenden Widerstände (R1) und (R2) identisch sind, an dem bei jedem Verbinder die Messung durchgeführt wird. In diesem Fall ist demnach der Übertragungswiderstand vor allem durch die in Reihe liegenden Widerstände (R1) und (R2) gebildet, von denen jeder sehr viel größer als der Übertragunswiderstand eines entsprechenden Kabels ist. Für ein entsprechendes Kabel liegt nämlich der Übertragungswiderstand bei einigen Milliohm pro Meter (etwa 10 mX/m), während die Widerstände (R1) und (R2) jeweils einige zehn Ohm betragen. Im Falle einer Trennung ergibt sich ein beträchtlicher Anstieg des Übertragungswiderstands und folglich eine beträchtliche Erhöhung des Werts der an dem Leiter (10) gemessenen Spannung.
  • Aus dem oben Gesagten ergibt sich demnach, daß die Kalibierung der Dauer tr der Vorderflanke des Stroms sowie der Vergleich der Signatur Vr(t) mit einem Bezugswert die Abschätzung der Qualität der Abschirmung einer Schnur sowie die Klassifizierung ihrer Leistungsmerkmale in schlecht, zweifelhaft und gut ermöglicht. Die Schnur ist schlecht, wenn die Unterbrechung offen ist und folglich entweder ein zu hoher Spannungswert oder eine deutliche Spitze einer magnetischen Kopplung und damit einer Erhöhung der Spannungsstufe bezüglich der Referenz erscheint; die Abschirmung ist zweifelhaft, wenn eine merkliche Erhöhung der Spannungsstufe erscheint, die allerdings nicht zu hoch ist: in diesem Fall besteht die Gefahr einer höheren Unterbrechung, die das Kabel "schlecht" machen würde; das Kabel ist gut, wenn der gemessene Wert in etwa dem Bezugswert entspricht.
  • Allerdings läßt sich die Kalibrierung der Übergangsdauer nicht immer eindeutig durchführen und hängt im wesentlichen von der Art ab, in der die Schnur gefertigt ist.
  • Die Erfindung schlägt ferner Mittel vor, um eine Kalibrierung der Übergangsdauer zu ermöglichen, die unabhängig von der Fertigungsart der Schnur einfach durchgeführt werden kann.
  • Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung der Qualität der elektromagnetischen Abschirmung einer Schnur erfordert unabhängig von der Art ihrer Fertigung die Realisierung zweier aufeinanderfolgender Phasen.
  • Eine erste, sogenannte Vorbereitungsphase hat die Aufgabe, die zum Erhalt des Störstroms erforderlichen Parameter zu bestimmen, wobei die elektromagnetischen Kopplungen berücksichtigt werden, die an einem entsprechenden Kabel auftreten können, dies um die Bezugssignatur zu suchen, d.h. die Spannung, die an dem Leiter erscheinen soll, an dem die Messung durchgeführt wird, wenn die getestete Schnur ordnungsgemäß ist.
  • Die Suche nach der Bezugssignatur für einen gegebenen Schnurtyp besteht nämlich in der Erstellung einer mittleren Signatur, die ausgehend von Versuchen erhalten wird, die an entnommenen Schnüren durchgeführt werden, die zu mehreren Fertigungslosen gehören können. Es scheint nämlich so zu sein, daß für ein und denselben Schnurtyp eine gewisse Streuung im Wert des Übertragungswiderstands Ro auftreten kann. In der Praxis wird die Bezugssignatur tatsächlich ausgehend von Versuchen an etwa zehn Schnüren erstellt, was anscheinend ausreicht.
  • Die Bezugssignatur kann mit Hilfe einer Vorrichtung gesucht und gespeichert werden, die beispielsweise eine geeignete Software verwendet. So können die Messungen mit Hilfe eines digitalen Oszilloskops durchgeführt werden, das den Dialog mit einem Rechner sowie die digitale Verarbeitung der Reaktionen der getesteten Schnüre oder auch der Reaktionen der Schüre ermöglicht, die bei der Vorbereitungsphase als Proben dienen.
  • Damit kann die maximale Spannungsamplitude, die während des Übergangs des Stroms erscheinen kann, mit Hilfe einer Spitzenamplitudenerfassung geschätzt werden, und die Spannungsstufe, die sich einstellt, wenn der Strom seinen maximalen Wert erreicht hat, kann mit Hilfe einer Signalflächenberechnung erstellt werden.
  • Die Anwendung dieser Prinzipien ist dem Fachmann zugänglich, ohne daß die Beschreibung auf diesen Punkt näher eingehen müßte.
  • Die zweite Phase der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung besteht in der eigentlichen Bestimmung der Qualität der elektromagnetischen Abschirmung der getesteten Schnüre. Diese Phase besteht also darin, beispielsweise mit Hilfe eines digitalen Oszilloskops die wirkliche Signatur der Schnüre zu bestimmen und diese wirkliche Signatur mit der während der Vorbereitungsphase berechneten Bezugssignatur zu vergleichen. Selbstverständlich ist die Bezugssignatur nicht für alle Schnurtypen gleich, und die Software oder allgemein die verwendeten Verarbeitungsmittel müssen die Unterscheidung zwischen den verschiedenen Schnurtypen ermöglichen.
  • Deshalb würde die Vorbereitungsphase nicht einfach in der Bestimmung einer Bezugssignatur bestehen, sondern einer Bibliothek von Bezugssignaturen, wobei jede Signatur einem gegebenen Schnurtyp zugeordnet ist, was implizieren würde, daß der Bediener bei der Bestimmung der Qualität einer getesteten Schnur dem System angibt, um welchen Schnurtyp es sich handelt, damit die Bestimmung automatisch durchgeführt werden kann.
  • Fig. 9 ist ein prinzipielles Schema einer Anordnung, die die Durchführung der Vorbereitungs- und Meßphase an Schnüren ermöglicht, die etwa nicht spulenförmig gefertigt sind.
  • Diese Anordnung kann auch für einen Teil der Vorbereitungsphase verwendet werden, der sich auf nicht spulenförmig gefertigte Schnüre bezieht.
  • In Fig. 9 ist die durch das Kabel (1) und die Endverbinder (2, 3) gebildete Schnur in ein Metallrohr (7) eingefügt. Anstelle eines Metallrohrs kann, und dies ist der Fall, wenn diese Anordnung für die Vorbereitungsphase in Verbindung mit spulenförmig gefertigten Schnüren verwendet wird, eine elastische Metallumhüllung verwendet werden. Ein Impulsgenerator (8) ist zwischen die Abschirmung eines (2) der Verbinder und die koaxiale Struktur geschaltet, die durch das Metallrohr (7) oder die Metallumhüllung gebildet ist. Ein Lastwiderstand R1 ist zwischen den anderen Verbinder (3) und das Rohr (7) oder die Metallumhüllung geschaltet. Die Anwesenheit des Lastwiderstands R&sub1; ermöglicht die Umformung einer von dem Impulsgenerator erzeugten Spannung in einen Strom, der in der Abschirmung und der Metallumhüllung fließt, und der Wert des Widerstands R&sub1; ist so gewählt, daß er nahe bei demjenigen der charakteristischen Impedanz der koaxialen Struktur liegt, die die Abschirmung und das Rohr (7) aufweist. Zur Vermeidung von elektromagnetischen Störungen während der Phasen der Verwendung dieser Anordnung ist die Abschirmung jedes Verbinders mit einem gegenüber elektromagnetischen Feldern dichten Schnittstellengehäuse verbunden. So ist die Abschirmung (25) des ersten Verbinders (2) mit der Abschirmung eines ersten Gehäuses (200) verbunden, und die Abschirmung (35) des zweiten Verbinders (3) ist mit der Abschirmung eines zweiten Gehäuses (300) verbunden. Genauer ist der Impulsgenerator (8) zwischen die Abschirmung des ersten Gehäuses (200) und das Rohr oder die koaxiale Metallumhüllung (7) geschaltet. Der Lastwiderstand R&sub1; ist zwischen das Ende der dem zweiten Verbinder (3) an nächsten liegenden Metallverbindung und die Abschirmung des Gehäuses (300) geschaltet, das diesem zweiten Verbinder (3) zugeordnet ist.
  • Das dem ersten Verbinder und dem Impulsgenerator zugeordnete Schnittstellengehäuse (200) stellt außerdem die Verbindung zwischen dem Leiter (10), an dem die Messung durchgeführt wird, und dem in dem Beispiel durch ein digitales Oszilloskop (9) und einen Spannungsverstärker (15) gebildeten Meßgerät sicher. Die Aufgabe dieses Spannungsverstärkers besteht darin, die Amplitude der parasitären Spannungen zu erhöhen, die an dem Kabel abgenommen werden, wenn ihr Spannungspegel unter etwa 10 Mikrovolt liegt. Bei einer Ausführungsform ist der Spannungsverstärker ein Breitbandverstärker mit einer Eingangsimpedanz gleich 50 Ohm, und er ist über einen koaxialen Verbinder (201) mit der Norm 50 Ohm mit dem entsprechenden Schnittstellengehäuse verbunden.
  • Das andere Gehäuse (300), dessen Abschirmung mit dem Lastwiderstand R&sub1; verbunden ist, stellt die Schnittstelle zwischen dem Verbinder (3), mit dem es verbunden ist, und einer Verbraucherimpedanz Zc her. Eine Seite dieses Gehäuses (300) nimmt die Abschirmung (35) des entsprechenden Verbinders auf, und die andere Seite des Gehäuses nimmt in dem Beispiel einen koaxialen Verbinder (301) mit der Norm 50 Ohm auf. Die koaxiale Verbraucherimpedanz Zc ist einerseits mit der Masse dieses koaxialen Verbinders (301) und andererseits über dieses Gehäuse mit dem entsprechenden Ende des Leiters (10) verbunden, an dem die Messung durchgeführt wird. Damit ist die Verbraucherimpedanz Zc zwischen den Leiter (10) und die Abschirmung (35) des entsprechenden Verbinders geschaltet.
  • Die Verbraucherimpedanz Zc ist so gewählt, daß ihr Wert mit der Eingangsimpedanz des Meßgeräts identisch ist, d.h. im in dieser Figur veranschaulichten Beispiel mit der Eingangsimpedanz des Verstärkers (15), mit dem ein Eingang (91) des digitalen Oszilloskops (9) verbunden ist. So spielt die Impedanz Zc in Fig. 2, 6A, 7A, 8A die Rolle des Widerstands R&sub2;, und die Eingangsimpedanz des Meßgeräts spielt in diesen Figuren die Rolle des Widerstands R&sub1;. Ein zweiter Eingang (92) des digitalen Oszilloskops empfängt ein Bildsignal des in die Abschirmung eingespeisten Störstroms über eine Verbindungsschnur (93), die einerseits mit diesem Eingang (92) und andererseits mit einem Sensor (94) für den in der Abschirmung fließenden Strom verbunden ist. Bei einer Ausführungsform ist der Sensor (94) ein Breitbandstromwandler, der den Störstrom durch Strom-Spannungs-Umsetzung mißt.
  • Wie oben dargelegt, kann eine solche Anordnung zur Bestimmung der Qualität der elektromagnetischen Abschirmung von Schnüren mit geringer Länge verwendet werden.
  • In diesem Fall besteht die Vorbereitungsphase in der Durchführung von Vorversuchen, um für einen gegebenen Schnurtyp zu bestimmen, welches die Dauer tr der Vorderflanke ist, die es ermöglicht, die Spannungsspitze Vp aufgrund der akzeptablen elektromagnetischen Kopplung in einem entsprechenden Kabel nicht erscheinen zu lassen. Solange nämlich die Dauer der Vorderflanke unter einem gegebenen Wert liegt, erhält man eine Reaktion, die der in Fig. 4 veranschaulichten ähnelt.
  • Das Ziel dieses Versuchs liegt also darin, eine Bezugsspannung am Leiter (10) zu erhalten, die der in Fig. (5) dargestellten gleicht.
  • Der Impulsgenerator ermöglicht nämlich den Erhalt von Spannungsimpulsen mit einer variablen Vorderflanke und variabler Breite. Durch die Anwesenheit des Lastwiderstands R&sub1; wird es möglich, diese Spannungsimpulse in Impulse des Stroms umzuwandeln, der in der Abschirmung und der koaxialen Verbindung fließt, wie dies oben erläutert wurde.
  • Ist die optimale Flankenzeit tr bestimmt, dann wird die entsprechende Bezugssignatur gespeichert, und der Test kann dann an einer Reihe von Schnüren durchgeführt werden.
  • In diesem Fall besteht der eigentliche Test in der Verwendung der gleichen Anordnung wie derjenigen von Fig. 9 und für einen gegebenen Schnurtyp in der Erzeugung der gleichen Impulse wie derjenigen, die die gespeicherte Bezugssignatur entstehen lassen, um eine Reaktion an dem Leiter zu erhalten, der einerseits mit dem Spannungsverstärker (15) und andererseits mit der Verbraucherimpedanz Zc verbunden ist.
  • Ist die Schnur ordnungsgemäß, dann liegt die an dem Leiter gemessene Spannung sehr nahe oder gleichwertig zur Bezugsspannung.
  • Ist die Schnur nicht ordnungsgemäß, dann läßt die Messung je nach der Art des Fehlers zwischen der gemessenen Spannung und der Bezugsspannung den einen oder anderen, in Fig. 6B, 7B und 8B dargestellten Unterschied erscheinen.
  • Allerdings ist einzusehen, daß sich die Verwendung einer Anordnung nach Fig. 9 nur schwer für den Test von Schnurgroßserien eignet, denn sie erfordert das vorherige Einführen jeder Schnur in ein Rohr oder eine Metallumhüllung, womit relativ langwierige und umständliche Handhabungen erforderlich werden. Außerdem eignet sie sich überhaupt nicht für Tests mit spulenförmig gefertigten Schnüren, da dann jede zu testende Schnur aufgewickelt werden müßte, um sie in das Rohr oder die Metallumhüllung zu setzen.
  • Deshalb schlägt die Erfindung auch eine Variante vor, die den Test von spulenförmig gefertigten Schnüren ermöglicht und deren prinzipielles Schema in Fig. 10 gezeigt ist.
  • Die verwendete Vorrichtung weist eine mit einem Isolierschirm (71) überdeckte Metallebene (70) auf. Anstelle einer Metallebene (70) läßt sich auch ein Gitter oder jede andere, gleichwertige leitende Vorrichtung verwenden, und anstelle eines Isolierschirms (71) kann auch jede andere Vorrichtung verwendet werden, die die Isolierung der Schnur gegen die leitende Vorrichtung ermöglicht, wie beispielsweise isolierende Keile. Die spulenförmig ausgestaltete Schnur (1, 2, 3) wird auf den die Metallebene überdeckenden Isolierschirm (71) gesetzt. Ein Lastwiderstand (Ro1) ist beispielsweise über ein Schnittstellengehäuse (310) zwischen die Metallebene (70) und die Abschirmung eines der Verbinder (3) geschaltet. Dieses Schnittstellengehäuse (310) stellt auch die Verbindung zwischen dem Leiter der Schnur, an dem die Messung durchgeführt wird, und der Abschirmung der Schnur über eine nicht dargestellte Verbraucherimpedanz sicher, die aber dem oben beschriebenen Widerstand (R2) oder der Impedanz (Zc) gleichwertig ist.
  • Der andere Verbinder (2) ist mit einem weiteren Schnittstellengehäuse (210) verbunden, das den Anschluß des Leiters (10), an dem die Messung durchgeführt wird, an die Meßvorrichtung beispielsweise über ein koaxiales Kabel (901) ermöglicht. Der innere Leiter des koaxialen Kabels ist mit dem Leiter (10) der Schnur verbunden, an dem die Messung durchgeführt werden soll, und die Abschirmung des koaxialen Kabels ist mit der Abschirmung des Schnittstellengehäuses (210) verbunden. In der oben veranschaulichten Fig. 2 ist zu erkennen, daß die beiden Enden des Leiters (10), an dem die Messung durchgeführt wird, über zwei identische Widerstände oder Impedanzen (R1, R2) mit der Abschirmung der Schnur verbunden sein müssen. In Fig. 10 erscheinen diese Widerstände nicht, aber einer ist zwischen den Leiter und die Abschirmung des Verbinders (3) geschaltet, der demjenigen (2) entgegengesetzt ist, der mit der Meßvorrichtung (900) verbunden ist. Damit die Bedingungen von Fig. 2 erfüllt sind, spielt die Eingangsimpedanz der Meßvorrichtung (900) die Rolle einer ersten Impedanz (R1), und die zweite Impedanz (R2) ist so gewählt, daß sie gleich der Eingangsimpedanz des Meßgeräts ist.
  • Im übrigen weist die Vorrichtung von Fig. 10 einen Generator (80) auf, dessen Ausgang mit einer koaxialen Verbindung (801) verbunden ist. Das Potential des Generators (80) wird über den inneren Leiter der koaxialen Verbindung (801) zu der Metallebene (70) oder der leitenden Vorrichtung übertragen, und die Masse des Generators ist über das Schnittstellengehäuse (210) mit der Abschirmung des Verbinders (2) der Schnur verbunden. Folglich spielt die durch die Spule (1, 2, 3) und die mit der Isolierschicht (71) überdeckte Metallebene (70) die gleiche Rolle wie die in Fig. 9 veranschaulichte koaxiale Leitung, die die Störung erzeugt.
  • Folglich kann in der Abschirmung der Schnur und der Verbinder ein Störstrom fließen.
  • Wird diese Vorrichtung allerdings Impulssignalen unterworfen, dann verhält sie sich ganz anders als eine koaxiale Leitung.
  • In einer angepaßten koaxialen Leitung ist nämlich der von dem Generator gelieferte Strom Ip(t) zu der von ihm gelieferten Spannung homothetisch. Ist demnach beispielsweise die gelieferte Spannung eine Stufe mit einer Amplitude Eo und einer Vorderflanke, die praktisch bei Null liegt, dann ist der von dem Generator gelieferte Störstrom Ip(t) eine Stufe mit einer Amplitude Ipo und einer Vorderflanke, die der Vorderflanke der Spannung entspricht.
  • Dagegen weist die Schnur, wenn sie spulenförmig gefertigt ist, eine nicht zu vernachlässigende Induktivität Lo auf, die die Form des von dem Generator abgegebenen Störstroms beeinflußt. Wenn nämlich in diesem Fall die von dem Generator abgegebene Spannung noch eine Stufe mit der Amplitude Eo und einer quasi bei Null liegenden Vorderflanke ist, dann steigt der Strom exponentiell bis zu einer Stufe Ipo an, und ein möglicher Ausdruck für den Strom in Abhängigkeit von der Zeit ist durch die folgende Beziehung gegeben:
  • Ip(t) = Ipo (1 - e-t/to) (6)
  • Darin ist to die Zeitkonstante des durch die Induktivität Lo der Schnur und den Endlastwiderstand Rol gebildeten Kreises und kann durch die folgende Beziehung ausgedrückt werden:
  • to = Lo/Rol (7)
  • Im übrigen hängt die Stufe Ipo, zu der der Strom Ip(t) tendiert von der von dem Generator gelieferten Spannung und dem Lastwiderstand Rol ab. Die Stufe Ipo läßt sich wie folgt ausdrücken:
  • Ipo = Eo/Rol (8)
  • Das eben Beschriebene ist in Fig. 11 und 12 dargestellt, die jeweils zwei Kurven aufweisen.
  • Die Kurve (1) von Fig. 11 stellt die Spannung Eo (t) in Abhängigkeit von der Zeit dar. Es handelt sich um eine Stufe mit maximaler Amplitude und einer Vorderflanke gleich Null.
  • Die Kurve (2) dieser Fig. 11 stellt den entsprechenden Verlauf des Stroms Ip(t) dar. Es ist festzustellen, daß der Strom Ip(t) zu der von dem Generator gelieferten Spannung Eo(t) homothetisch ist; folglich ist das eine Stufe mit einer Amplitude Ipo und einer Vorderflanke gleich Null.
  • In Fig. 12 sind ebenfalls zwei Kurven dargestellt. Die Kurve (1), die mit der Kurve (1) von Fig. 11 identisch ist, stellt den Verlauf der von dem Generator gelieferten Spannung Eo(t) dar, und die Kurve (2) veranschaulicht den entsprechenden Verlauf des Störstroms Ip(t).
  • Dank der beiden Kurven von Fig. 12 ist festzustellen, daß der Störstrom Ip(t) ab dem Moment exponentiell ansteigt, zu dem der Generator seine Spannungsstufe liefert.
  • Folglich ist es im Gegensatz zu den koaxialen Vorrichtungen nicht nur der Generator, der die Vorderflanke des Stroms festlegt, sondern darüberhinaus das Vorhandensein der Induktivität Lo und des Lastwiderstands Rol. Folglich hebt eine solche Anordnung die mögliche flexible Stromregelung auf, die mit einer koaxialen Vorrichtung möglich ist, und der Wert des Lastwiderstands Rol und der Induktivität Lo muß zur Regulierung der Vorderflanke des Generators berücksichtigt werden.
  • Allerdings ermöglicht eine erste Annäherung anzunehmen, daß dann, wenn die Übergangsdauer des Generators Null ist, der in der ebenen Vorrichtung, die derjenigen von Fig. 10 entspricht, fließende Störstrom Ip(t) einer Stufe mit der Amplitude Ipo und der Vorderflanke tdo = to vergleichbar ist, d.h. durch die Induktivität der Spule und den Lastwiderstand Rol bestimmt ist. Die Vorderflanke wird nämlich durch die Tangente am Ursprung der Kurve Ip(t) bestimmt. Dies ist an der Kurve (2) von Fig. 12 veranschaulicht, wo ein die Kurve Ip(t) einhüllendes Trapez in unterbrochenen Linien dargestellt ist.
  • Die Anwendung dieser zweiten Variante zum Testen von spulenförmigen Schnüren macht sich diese spezielle Eigenschaft auf interessante Weise zunutze. Im folgenden wird nämlich gezeigt, daß im wesentlichen der Lastwiderstand Rol die Vorderflanke des Stroms Ip(t) bestimmt, so daß mögliche magnetische Kopplungen aufgrund eines Fehlers der Schnur herausgestellt werden.
  • Die oben in der Beschreibung präsentierte Beziehung (3) zeigte den Wert der Spannungsspitze, die erscheinen kann, wenn im Inneren der Schnur magnetische Kopplungen vorliegen. Diese Beziehung ist zur Erinnerung wie folgt gegeben:
  • Vp = 1/2 (Ro + Lt/tr) Ipo
  • Im übrigen wurde festgestellt, daß die Dauer des Übergangs tr, der der Vorderflanke des Generators entspricht, nicht zu stark sein darf, um das Aufzeigen der magnetischen Kopplungen aufgrund der Fehler des Kabels zu ermöglichen; allerdings kann sie so reguliert werden, daß die entsprechenden magnetischen Kopplungen gedämpft werden können. Eine genauere Annäherung, die durch Versuche überprüft wurde, besteht in der Wahl des folgenden Werts für die Vorderflanke:
  • tr = 3 Lt/Ro (9)
  • Allerdings gilt der durch die Beziehung (9) aufgezeigte Wert nur, wenn der Strom tatsächich eine Stufe mit der Amplitude Ipo und mit konstanter Vorderflanke ist. Steigt der Strom exponentiell an, wie dies bei einem Störkreis der Fall ist, der durch eine auf eine isolierte Platte gesetzte Spule realisiert ist, dann muß der Wert der Vorderflanke tdo eines solchen Störkreises nämlich deutlich unter der durch die Beziehung (9) auferlegten Grenze liegen, damit die magnetischen Kopplungen aufgrund eines Kabelfehlers aufgezeigt werden können. Ist nämlich die Zeitkonstante tdo des durch die Spule und die isolierte leitende Platte realisierten Störkreises mit der Zeitkonstante des Störstroms identisch, der bei einer koaxialen Struktur aufgebracht wird, dann besteht die Gefahr, daß die magnetischen Kopplungen nicht aufgezeigt werden. Die Zeitkonstante tdo des durch die Spule und die leitende Ebene gebildeten Kreises muß demnach deutlich unter der durch die Beziehung (9) auferlegten Grenze liegen, um die Tatsache auszugleichen, daß der Störstrom exponentiell ansteigt.
  • Versuche haben den Nachweis ermöglicht, daß ein interessanter Kompromiß erhalten wird, wenn die Zeitkonstante tdo eines solchen Störkreises der folgenden Beziehung genügt:
  • tdo = Lt/10Ro (10)
  • Aus den Beziehungen (7) und (10) ist abzuleiten, daß ein interessanter Kompromiß in der Wahl des folgenden Werts für Ro1 besteht:
  • Rol = 10Ro.Lo/Lt (11)
  • Selbstverständlich ist es möglich, einen höheren Wert für den Lastwiderstand Ro1 des Störkreises zu wählen, der aus der spulenförmig gefertigten Schnur und einer von einem Isolierschirm (71) überdeckten Metallebene (70) besteht; allerdings bestehen dann nicht zu vernachlässigende Gefahren darin, daß akzeptable magnetische Kopplungen in einem konformen Kabel bei der Messung zu stark herausgestellt werden. Der Lastwiderstand Ro1 muß sich nämlich dem durch die Beziehung 11 festgelegten Wert annähern, bleibt aber dennoch der charakteristischen Impedanz der Struktur nahe, die durch die Abschirmung der Schnur und die leitende Vorrichtung (70) gebildet ist. Der Wert des Widerstands Rol wird nämlich dann ein Kompromiß zwischen diesen beiden Werten sein, und die Dauer des Übergangs wird dann eingestelt, indem die Vorderflanke des Generators verändert wird. Dies ermöglicht also beispielsweise die Wahl eines festen Wertes von 50X für Schnüre mit einer Länge von weniger als 10 m und darüber eines Werts von 500X. Diese Werte scheinen nämlich gute Kompromisse zu sein.
  • Mit anderen Worten, die Übergangsdauer ist eine Resultierende des Einflusses des Lastwiderstandes Rol und der Übergangsdauer des Generators.
  • Die Werte des Übertragungswiderstands Ro der Übertragunsinduktivität Lt und der Induktivität Lo eines spulenförmig gefertigten Kabels lassen sich für einen gegebenen Kabeltyp während der Vorbereitungsphase dadurch bestimmen, daß Messungen an mehreren Proben durchgeführt werden, was im folgenden erläutert wird.
  • Fig. 13 stellt die bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Testen von spulenförmig gewickelten Schnüren dar.
  • Fig. 13 läßt nämlich die Elemente von Fig. 10 deutlicher erscheinen und zeigt einige zusätzliche Organe.
  • Die bereits in Fig. 10 beschriebenen Elemente besitzen in Fig. 13 die gleichen Bezugszahlen. Im übrigen weist Fig. 13 eine bestimmte Anzahl von Punkten auf, die mit dem oben unter Bezug auf Fig. 9 Beschriebenen übereinstimmen.
  • Die Schnur, die aus dem Kabel (1) und seinen beiden Verbindern gebildet ist, sitzt auf dem Isolierschirm (71) (oder einer gleichwertigen Isoliervorrichtung), die die in dieser Figur nicht sichtbare Metallebene (70) (oder die leitende Vorrichtung) überdeckt. Ein erster Verbinder (2) ist mit einer ersten Seite eines Schnittstellengehäuses (210) verbunden. Der zweite Verbinder (3) ist mit einer ersten Seite eines zweiten Schnittstellengehäuses (310) verbunden. Die zweite Seite des ersten Schnittstellengehäuses (210) ist über eine Verbindung (211) mit dem Eingang eines Spannungsverstärkers (150) verbunden. Die Verbindung (211) stellt nämlich den Anschluß zwischen dem Eingang des Verstärkers (150) und dem inneren Leiter der Schnur sicher, an dem die Messung durchgeführt wird. Die zweite Seite des zweiten Schnittstellengehäuses (310) ermöglicht es, über eine Lastimpedanz (Zc) die Verbindung zwischen dem anderen Ende des Leiters, an dem die Messung durchgeführt wird und der Abschirmung der Schnur sicherzustellen. Eine Verbindung (311) stellt die Verschaltung zwischen dem Gehäuse und dem Lastwiderstand sicher.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verbindung (211) zwischen der zweiten Seite des ersten Schnittstellengehäuses (210) und dem Spannungsverstärker (150) eine koaxiale Verbindung mit der Norm 50 Ohm, ebenso wie die Verbindung (311) zwischen dem zweiten Schnittstellengehäuse (310) und der Verbraucherimpedanz (Zc). Im übrigen ist diese Verbraucherimpedanz (Zc) beispielsweise auch eine koaxiale Verbraucherimpedanz, deren Wert mit der Eingangsimpedanz des Verstärkers identisch ist; eine Drahtverbindung in dem ersten Gehäuse verbindet den Leiter, an dem der Test durchgeführt wird, mit dem Eingang des Verstärkers (150), und eine zweite Drahtverbindung in dem zweiten Gehäuse verbindet das andere Ende des Leiters, an dem der Test durchgeführt wird, mit der Verbraucherimpedanz (Zc).
  • Bei einer Ausführungsform weisen die Verbraucherimpedanz (Zc) und die Eingangsimpedanz des Verstärkers einen Wert von 50 Ohm auf.
  • Im übrigen ist die Abschirmung des zweiten Gehäuses (310) über einen Lastwiderstand Rol mit der Metallebene (70) verbunden, dessen Werteberechnungsmodus oben veranschaulicht wurde. Der Ausgang eines Generators (80) ist mit der Metallebene (70) beispielsweise über den Leiterdraht einer koaxialen Verbindung (800) verbunden, während die Masse des Generators mit der Masse des ersten Schnittstellengehäuses (210) verbunden ist. Oben wurde erläutert, daß der Generator (80) ein Spannungsimpulsgenerator ist, bei dem die Dauer der (steigenden oder fallenden) Übergangsflanke gesteuert und variabel sein kann.
  • Der Ausgang des Verstärkers (150) ist über eine Verbindung (901) mit einem ersten Eingang der Meßeinrichtung (900) verbunden.
  • Wie im Falle von Fig. 9 ist die Meßeinrichtung (900) beispielsweise ein Zweiwegdigitalisierer wie ein digitales Oszilloskop.
  • Der zweite Eingang der Meßeinrichtung (900) ist über eine Verbindung (902) mit einem Sensor (903) für den Störstrom verbunden. Der Sensor (903) ist beispielsweise ein Breitbandstromtransformator mit Ringaufbau, der an dem Leiter, d.h. um den Leiter sitzt, der den zentralen Teil der Verbindung (800) mit der Metallebene (70) verbindet. Die Funktion dieses Transformators liegt im Messen des Störstroms Ip(t) durch Strom-Spannungs-Wandlung.
  • Die an jedem Ende der Meßeinrichtung (900) mündenden Verbindungen (901, 902) sind beispielsweise koaxiale Kabel.
  • Schließlich weist die Vorrichtung eine Einrichtung (910) zur Steuerung des Tests auf. Diese Einrichtung ist beispielsweise ein Mikrorechner, der mit einer Datenbank (911) verbunden ist, die die Bezugssignaturen für jeden Schnurtyp sowie die Ergebnisse jedes der aufeinanderfolgenden Tests enthält, um eine Eigendokumentation der Datenbank durchzuführen. Die Vorrichtung (910) ist also mit der Datenbank (911) und auch mit dem Generator (80) und der Meßeinrichtung (900) verbunden. So kann zwischen den Testphasen zwischen der Meßeinrichtung (900) und der Steuereinrichtung (910) ein Austausch stattfinden, damit diese den Generator (80) so steuert, daß für einen gegebenen Schnurtyp der geeignete Störstrom in die Einheit aus Erregerebene (70), Lastwiderstand und Abschirmung der Schnur eingespeist wird.
  • Wie oben angesprochen und ebenso wie in der Anordnung von Fig. 9 läuft ein Test unter Verwendung dieser Vorrichtung von Fig. 10 in zwei Phasen ab, die eine Vorbereitungsphase und eine Testphase darstellen.
  • Da der Test für große Schnurserien gedacht ist, muß er dieser Vorbereitungsphase unterworfen sein, deren Ziel darin besteht, das elektromagnetische Verhalten einer Schnur zu bestimmen und für einen gegebenen Schnurtyp die Referenzsignatur auszuwerten, nach der die Konformität der Qualität der Abschirmung festgestellt wird oder nicht.
  • Wie oben erläutert, kann sowohl die Vorbereitungsphase als auch der Test mit Hilfe einer Vorrichtung durchgeführt werden, die derjenigen von Fig. 9 entspricht, wenn die Schnüre eine geringe Länge aufweisen.
  • Sind die Schnüre dagegen länger, aber spulenförmig gewickelt, dann läuft nur ein Teil der Vorbereitungsphase mit Hilfe einer Vorrichtung nach Fig. 9 ab, d.h. mit Hilfe einer koaxialen Struktur, und das Ende der Vorbereitungsphase sowie die Testphasen laufen mit Hilfe einer Vorrichtung nach Fig. 10 und 13.
  • Die Operationen, die ablaufen, wenn nur die Vorrichtung von Fig. 9 für die Vorbereitungs- und Testphasen verwendet werden, sind bereits beschrieben worden; folglich werden nun die Abläufe in der Vorbereitungs- und Testphase für den Fall veranschaulicht, bei dem die Schnüre spulenförmig gefertigt sind.
  • Die Vorbereitungsphase besteht darin, eine Schnur von dem Typ, wie er in Form einer Spule getestet wird, in ein Metallrohr einzuführen oder die Außenseite der Schnur mit einer elastischen Metallumhüllung zu überdecken, wobei die Anordnung von Fig. 9 verwendet wird. Das Metallrohr wird verwendet, wenn der Schnurtyp geringe Abmessungen aufweist, während für Schnüre mit größeren Abmessungen eine elastische Metallumhüllung verwendet wird.
  • Der Impulsgenerator (8), der Digitalisierer (9) und der Spannungsverstärker (15) werden nach dem Schema von Fig. 9 so verbunden, daß um die Schnur eine koaxiale Verbindung realisiert ist.
  • Diese vorläufige Maßnahme, die zu Beginn der Vorbereitungsphase durchgeführt wird, hat die Aufgabe, in der resultierenden Spannung nach dem Fließen eines gegebenen Störstroms mit einer bestimmten Vorderflanke den Ursprung der elektromagnetischen Kopplungen zu suchen, die von einer konformen Schnur hervorgerufen werden. Folglich muß diese vorläufige Messung bevorzugt bei einer Schnur durchgeführt werden, deren Entsprechung im übrigen mit Hilfe eines anderen Verfahrens überprüft werden konnte.
  • Der Generator speist periodische Stromimpulse ein, deren Form derjenigen der Impulse von Fig. 3 entspricht, und die an dem mit dem Meßgerät verbundenen Leiter (10) erhaltene resultierende Spannung wird erfaßt. Diese Spannung ruft eine typische Signatur hervor, die identisch oder ähnlich zu derjenigen von Fig. 4 ist.
  • Aus der Kenntnis des Werts der Spannungsstufe Vo und der Kenntnis des maximalen eingespeisten Stroms Ipo läßt sich der Wert der resistiven Kopplung Ro in Anwendung der Beziehung (4) ableiten, die den Wert dieser Stufe Vo in Abhängigkeit von dem maximalen Stufenstrom Ipo und dem Übertragungswiderstand Ro ergibt; sobald der Übertragungswiderstand Ro bestimmt ist, ermöglicht die Messung der maximalen, während des Übergangs erscheinenden Spannung Vp die Berechnung des Werts der in einem entsprechenden Kabel erscheinenden Induktivität Lt durch Anwendung der Beziehung (3), die diesen Wert in Abhängigkeit von dem Übertragungswiderstand Ro, von der Dauer des Übergangs tr, und schließlich von dem Wert der Stromstufe Ipo ergibt.
  • Dieser vorläufige Versuch ermöglicht ferner die Bestimmung der Vorderflanke tr, die in der Folge des Tests verwendet wird. Diese Dauer tr kann nämlich so gewählt werden, daß während des Übergangs an einem entsprechenden Kabel keine Spannungsspitze erscheint, d.h. daß die Spitze Vp unter der Spannungsstufe Vo liegt, wenn der Strom seine eigene Stufe erreicht hat. Die Dauer tr ist nämlich so gewählt, daß akzeptable Kopplungen nicht auftreten.
  • Ein zweiter Schritt der Vorbereitungsphase besteht in der Auswertung der Induktivität Lo der die Schnur bildenden Spule nach ihrer Fertigung am Ausgang des Fertigungsbandes. Dafür wird für einen gegebenen Schnurtyp eine Musterschnur auf die Isolierseite (71) der Erregerebene (70) gesetzt. Eine Spannungsstufe wird beispielsweise in die Anordnung eingespeist, und die Messung des resultierenden Stroms der eingespeisten Spannung ermöglicht die Bestimmung der Induktivität der so gebildeten Spannungsstufe. Ab dem Moment, wo die Induktivität Lo der Spule so bestimmt worden ist, kann der Wert des Lastwiderstands Rol des Erregerkreises festgelegt werden, der für die Tests an Schnüren des gleichen Typs verwendet wird, wobei er sich an die durch die oben vorgestellte Beziehung (11) vorgegebene Bedingung annähert, d.h. daß Rol ein Kompromiß zwischen dem Wert 10Ro.Lo/Lt und der charakteristischen Impedanz der Abschirmung und der Leiterebene (70) sein muß.
  • Schließlich weist die Vorbereitungsphase einen dritten Schritt auf, der in der Suche der Bezugssignatur besteht. Die Erfahrung zeigt, daß bevorzugt für einen gegebenen Schnurtyp eine Entnahme von mehreren Schnüren des gleichen Typs aus mehreren Fertigungslosen durchgeführt wird, um diese Signatur zu erstellen, denn der Übertragungswiderstand Ro kann von einer Schnur des gleichen Typs zur nächsten variieren. Durch Versuche an etwa zehn Schnüren läßt sich eine ziemlich repräsentative Bezugssignatur erhalten. Die Bezugssignatur ist nämlich der Mittelwert der an entsprechenden Schnüren in Reaktion auf einen gegebenen Störstrom gemessenen resultierenden Spannungen.
  • Die im Verlauf der Vorbereitungsphase abgenommenen Informationen können dann in die Datenbank (911) eingegeben werden.
  • Selbstverständlich kann die Datenbank die Informationen oder Parameter einer großen Zahl von Schnuren unterschiedlichen Typs enthalten. Jedem Schnurtyp wird eine Referenz in der Datenbank zugeordnet, womit die automatische Suche der in der Datenbank gespeicherten, konformen Signatur ermöglicht wird.
  • Eine Testoperation besteht demnach für den Bediener darin, jede zu testende Schnur an die Schnittstellen anzuschließen und die Referenz der getesteten Schnur einzuführen.
  • Die Einführung der Referenz ermöglicht ferner, daß die Regelparameter des Generators (Übergangsdauer, Wert der Spannungsstufe) und des Meßgeräts gleich bei der Einleitungsprozedur des Tests kalibriert werden.
  • Komplementäre Mittel, die zu dem Meßgerät gehören oder daran angeschlossen sind, ermöglichen demnach, daß der Bediener am Ende der Durchführung des Tests über die Qualität der Abschirmung einer getesteten Schnur nach einem der folgenden Kriterien informiert sein kann: schlecht, zweifelhaft oder gut.
  • Allerdings werden die Ergebnisse der an jeder Schnur durchgeführten Messungen bevorzugt gespeichert, damit gegebenenfalls nach dem Test genauere Analysen jedes Ergebnisses durchgeführt werden können.
  • Das Verfahren der Erfindung ist demnach besonders vorteilhaft, da es die Abschätzung der Qualität der elektomagnetischen Abschirmung verschiedener Schnurtypen mit einer relativ hohen Genauigkeit ermöglicht, ohne daß dabei die Durchführung langwieriger und umständlicher Handhabungen erforderlich wäre.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sie nicht nur die Überprüfung der elektromagnetischen Abschirmung der Schnur selbst ermöglicht, sondern auch einzuschätzen, ob die Schnur ein zufriedenstellendes Verhalten zeigt, wenn sie bei der Verwendung an zwei Geräte angeschlossen ist. Es kann nämlich vorkommen, daß ein Verbinder so verbogen ist, daß die Abchirmung eines Verbinders der Schnur nicht vollkommen mit der Abschirmung des entsprechenden Verbinders des mit der Schnur verbundenen Geräts in Kontakt steht. Dieser schlechte Anschluß kann dann genauso zur Ursache von elektromagnetischen Störungen werden, wie wenn ein Abschirmungsfehler in der Schnur selbst vorliegen würde. Liegt ein solcher Fehler vor, dann ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, ihn herauszustellen. Die Beschreibung zeigt nämlich, daß das Verfahren der Erfindung zu seiner Durchführung erfordert, daß jeder Verbinder einer Schnur mit einem Schnittstellengehäuse verbunden ist, das zur Vorrichtung zu seiner Durchführung gehört. Damit die Messung so genau wie möglich ist, muß das Schnittstellengehäuse in der Lage sein, so vollkommen wie möglich mit dem entsprechenden Verbinder zusammenzuwirken, und es muß insbesondere eine gute elektrische Kontinuität zwischen dem Gehäuse und dem Verbinder sichergestellt sein. Folglich muß jedes Schnittstellengehäuse so angeordnet sein, daß es perfekt mit einem konformen Verbinder zusammenwirkt. Ist der Verbinder leicht verbogen und weist damit einen Konformitätsfehler auf, dann zeigt die Verbindung zwischen dem verbogenen Verbinder und dem entsprechenden Schnittstellengehäuse eine resistive Kopplung mit einem höheren Wert als in dem Fall auf, wo der Verbinder nicht beschädigt ist; daraus ergibt sich, daß diese Erhöhung der resistiven Kopplung eine Erhöhung des Werts der gemessenen Spannungsstufe nach sich zieht, genauso als ob eine Kontaktunterbrechung im Inneren der Schnur selbst vorliegen würde. Selbstverständlich ermöglicht nur eine weitergehende Prüfung der Schnur die Bestimmung des Ursprungs des Fehlers. Allerdings ist festzustellen, daß es das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, alle Abschirmungsfehler aufzuzeigen, die an der Schnur liegen können, entweder weil die Kontinuität der Abschirmung zwischen den beiden Enden der Schnur nicht oder nur unzureichend gewährleistet ist, oder aber weil der eine oder der andere Endverbinder der Schnur nicht ordnungsgemäß ist, da beispielsweise seine Abschirmung verformt ist, so daß ein Kontaktfehler zwischen der Schnur und dem einen oder dem anderen Gerät vorliegen könnte, mit dem es bei der Verwendung verbunden wird.

Claims (15)

1. Verfahren zur Überprüfung der Wirksamkeit der elektromagnetischen Abschirmung (14, 25, 35) einer Leiterschnur, die aus zwei durch ein abgeschirmtes Kabel (1) verbundenen Verbindern (2, 3) gebildet ist, das wenigstens einen Leiter (10, 11, 12, 13) umfaßt, darin bestehend, daß in die Abschirmung der Schnur ein periodisches Störsignal eingespeist wird und ein resultierendes Signal gemessen wird, das an einem (10) der Leiter des Kabels in Reaktion auf den Durchgang des Störsignals erscheint, dadurch gekennzeichnet, daß das Störsignal ein Stromsignal (Ip(t)) aus Übergängen zwischen zwei Stufen (O, Ipo) besteht und das resultierende Signal ein Spannungssignal (Vr(t)) ist, das zwischen zwei entsprechenden Stufen (O, Vo) alterniert, wobei der Wert einer der beiden Spannungsstufen direkt von dem Übertragungswiderstand (Ro der Schnur und der entsprechenden Stromstufe abhängt, und daß das Verfahren ferner eine Vorbereitungsphase aufweist, die darin besteht, an einem entsprechenden Schnurtyp die Dauer der Übergänge des Stromsignals so zu bestimmen, daß das resultierende Bezugssignal, die sogenannte Bezugssignatur, eine Spannungsspitze (Vp) aufweist, wenn in der Schnur ein elektromagnetischer Kopplungsfehler (Lt) besteht, wobei gleichzeitig die akzeptablen elektromagnetischen Kopplungen der Schnur maskiert werden, sowie eine Testphase, die darin besteht, die Entsprechung von Schnüren des gleichen Typs zu bestimmen, indem sie dem gleichen Stromsignal unterworfen werden und ihr resultierendes Signal mit der Bezugssignatur verglichen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromsignal aus Stromimpulsen besteht, die Trapezen mit der Periode T mit einer Breite t1 ähneln, und Übergänge aufweisen, die auf die obengenannte Weise während der Vorbereitungsphase bestimmt sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ende (101, 102) des Leiters (10), an dem die Messung durchgeführt wird, über einen Lastwiderstand (R1, R2) so mit der Abschirmung des nächsten Verbinders verbunden ist, daß ein Teil des Störstroms durch den Leiter (10) und ein Teil durch die Abschirmung (14, 25, 35) der Schnur, d.h. in der durch die Abschirmung des Kabels und jedes Verbinders gebildeten Kette fließt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastwiderstände (R1, R2) identisch sind, so daß die Spannungsstufe den Wert Vo = 1/2 Ro Ipo aufweist und die Spannungsspitze während des Übergangs den Wert Vp = 1/2(Ro + Lt/tr) Ipo aufweist, sowie daß die Übergangsdauer (tr) während der Vorbereitungsphase so eingestellt wird, daß tr » Lt/Ro, womit die während des Übergangs erscheinende Spannungsspitze gewissermaßen mit dem Wert der Spannungsstufe (Vo) zusammenfällt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbereitungsphase ausgehend von entsprechenden Schnurproben des gleichen Typs durchgeführt wird und die Bezugssignatur der aus den resultierenden Spannungssignalen erhaltene Mittelwert ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei in beliebiger Weise gefertigten Schnüren die Vorbereitungsphase darin besteht, die Probenschnüre in ein koaxiales Metallrohr (7) zu setzen, das Ende des Rohrs (7) mit einem (3) der Verbinder über einen Lastwiderstand (R&sub1;) zu verbinden, dessen Wert demjenigen der charakteristischen Impedanz der durch das Rohr (7) und die Abschirmung der Schnur gebildeten Einheit nahekommt, den anderen (2) Verbinder mit dem Ausgang eines Impulsgenerators (8) zu verbinden, die Masse des Impulsgenerators (8) mit dem entsprechenden Ende des Metallrohrs (7) zu verbinden, einerseits über eine Verbraucherimpedanz (Zc) ein Ende des Leiters (10) mit der Abschirmung (35) des Verbinders (3) an der Seite des Lastwiderstandes (R&sub1;) zu verbinden, das andere Ende des Leiters (10) mit einem Meßgerät (9, 15) zu verbinden, dessen Eingangsimpedanz gleich der am anderen Ende sitzenden Verbraucherimpedanz (Zc) ist, so daß die Eingangsimpedanz des Meßgeräts (9, 15) und die Verbraucherimpedanz (Zc) jeweils die Lastwiderstände (R1, R2) bilden, die jedes Ende des Leiters (10) mit der Abschirmung (25, 35) des entsprechenden Verbinders (2, 3) verbinden, und daß es nach der Bestimmung der erforderlichen Übergangsdauer für einen gegebenen Schnurtyp ebenso wie nach der Bestimmung der Bezugssignatur darin besteht, eine identische Anordnung für die Testphase zu verwenden.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennnzeichnet, daß bei als Spulen gefertigten zu testenden Schnüren die Testphase aus dem Testen jeder Schnur besteht, indem sie auf isolierende Mittel wie einen Isolierschirm (71) gesetzt werden, der eine leitende Erregerebene (70) überdeckt; der Störstrom (Ip(t)) mit einer bestimmten Übergangsdauer (tr) erhalten wird, indem einer der Verbinder über einen Lastwiderstand (RoI) mit der leitenden Erregerebene (70) verbunden wird, wobei der Ausgang eines Spannungsgenerators (80) mit der leitenden Ebene (70) und die Masse des Generators mit der Abschirmung (25) des anderen Verbinders (2) verbunden wird; und daß die Vorbereitungsphase darin besteht, so vorzugehen, daß dann, wenn bei der so realisierten Anordnung eine Spannungsstufe mit einer zu vernachlässigenden Übergangsdauer und mit einem nicht bei Null liegenden Endwert (E&sub0;) in den durch die Metallebene und die Abschirmung des Verbinders gebildeten Kreis eingespeist wird, der sich daraus ergebende Störstrom (Ip(t)),der in der Abschirmung der Schnur zirkuliert, durch deren spulenförmige Ausgestaltung beeinflußt und einer Stromstufe mit einem Endwert (Ipo) vergleichbar ist, der exponentiell nach der folgenden Beziehung ansteigt:
Ip(t) = Ipo(1 - e-t/to),
in der Ipo = Eo/RoI und to die Konstante des Kreises ist, der durch die Induktivität der Schnur (Lo) und dem Lastwiderstand (RoI) gebildet ist, also to = Lo/RoI, wobei die Vorbereitungsphase ferner darin besteht, den Wert der Induktivität (Lo) der spulenförmig gefertigten Schnur und folglich den Wert des Lastwiderstands (RoI) so zu wählen, daß die Spannung (Vr(t)), die an dem Leiter erscheint, an dem die Messung durchgeführt wird, es ermöglicht, mögliche elektromagnetische Kopplungsfehler herauszustellen, wobei möglicherweise, falls dies erforderlich ist, auf die Übergangsdauer der Spannungsstufe Einfluß genommen wird, nach dem der Lastwiderstand festgelegt worden ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbereitungsphase darin besteht: den Ursprung der an einer entsprechenden Schnur hervorgerufenen elektromagnetischen Kopplungen zu bestimmen, indem die Schnur in ein elastisches Metallrohr (7) gesetzt wird, das an einem seiner Enden über einen Lastwiderstand (RI) mit der Abschirmung (35) eines (3) der Verbinder und durch sein anderes Ende mit dem Ausgang eines Impulsgenerators (8) verbunden ist, wobei die Masse des Impulsgenerators (8) mit der Abschirmung (25) des anderen Verbinders (2) verbunden ist, wobei ein Leiter (10) des Kabels im übrigen durch jedes seiner Enden über zwei Widerstände (R1, R2) mit der Abschirmung jedes Verbinders verbunden ist, und durch Einspeisung von Spannungsstufen, die eine Übergangsflanke mit einer nicht bei Null liegenden Dauer aufweisen, den Wert des Übertragungswiderstandes (Ro) der entsprechenden Schnur und den Wert der Übertragungsinduktivität (Lt) einer entsprechenden Schnur zu bestimmen;
- die Dauer (tr) der in der Testfolge zu verwendenden Vorderflanke so zu bestimmen, daß für eine entsprechende Schnur während des Übergangs keine Spannungsspitze herausgestellt wird;
- die Induktivität (Lo) der die Schnur bildenden Spule auszuwerten, indem die Schnur spulenförmig auf Isoliermittel (71) einer Leiterebene (70) gesetzt wird, und den Widerstandswert (RoI) des Erregerkreises in Abhängigkeit von dem gemessenen Wert des Übertragungswiderstands (Ro), der Übertragungsinduktivität (Lt) und der Induktivität (Lo) der Spule zu bestimmen;
- und die Bezugssignatur zu suchen, indem für mehrerer Schnüre die resultierende Spannung (Vr(t)) erhoben wird, die zwischen dem Leiter (10) und der Abschirmung (25) eines der Verbinder erscheint, sowie ihr Mittelwert berechnet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Lastwiderstands (RoI) des durch die Metallebene und die Spule gebildeten Erregerkreises ein solcher ist, daß die Zeitkonstante (to) dieses Kreises unter der Dauer des Übergangs (tr) des Stroms (Ip(t)) liegt, der angelegt werden muß, wenn die Schnur nicht auf der Erregerebene liegt, sondern sich in einem koaxialen Rohr (7) befindet.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Widerstands (RoI)ein Kompromiß zwischen dem folgenden Wert: RoI = 10Ro.Lo/Lt und dem Wert der charakteristischen Impedanz der durch die Erregerebene (70) und die Abschirmung der Schnur gebildeten Einheit ist, und daß die Einstellung der Übergangsdauer bei den Testphasen dadurch durchgeführt wird, daß auf die Übergangsdauer der Spannungsstufe Eingriff genommen wird, die aus dem Spannungsgenerator (80) eingespeist wird.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie für die Vorbereitungsphase und die Testphase identische Mittel aufweist, die einerseits durch eine Metallumhüllung (7) gebildet sind, die an einem ihrer Enden über einen Lastwiderstand (RI) mit der Abschirmung eines Schnittstellengehäuses (300) verbunden ist, wobei ferner im Inneren des Gehäuses (300) über eine Verbraucherimpedanz (Zc) eine Verbindung zwischen dem Ende eines Leiters (10) des Kabels und der Abschirmung des Gehäuses sichergestellt ist, wobei die Abschirmung des Gehäuses im übrigen mit der Abschirmung (35) eines der Leiter (3) der Schnur verbunden ist,
- daß die Abschirmung (25) des anderen (2) Verbinders mit einem zweiten (200) Schnittstellengehäuse verbunden ist und die Verbindung zwischen dem anderen Ende des Leiters (10) und dem Eingang eines Meßgeräts (9, 15) sicherstellt, dessen Eingangsimpedanz gleich der Verbraucherimpedanz (Zc) ist, so daß die Eingangsimpedanz des Meßgeräts (9, 15) und die Lastimpedanz (Zc) den Widerstand (R1) bzw. (R2) bilden, der jedes Ende des Leiters (10) mit der Abschirmung (25, 35) des entsprechenden Verbinders (2, 3) verbindet, und daß diese Abschirmung im übrigen mit dem Ausgang eines Impulsgenerators (8) verbunden ist,
- und daß das Meßgerät (9, 15) Mittel (92, 93, 94) zum Messen des Stroms (Ip(t)) aufweist, der in dem Erregerkreis fließt, der durch die Abschirmung der Schnur, den Lastwiderstand (RI) und das Metallrohr (7) gebildet ist, sowie Mittel zum Messen der Spannung (Vr(t)) zwischen dem Leiter (10) und einem der Verbinder sowie Mittel zum Vergleich dieser Spannung mit einer für einen gegebenen Strom (Ip(t)) erhaltenen Bezugsspannung.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Bestimmung des Ursprungs der elektromagnetischen Kopplungen in einer entsprechenden Schnur und damit zur Ableitung des Übertragungswiderstands (Ro) einer entsprechenden Schnur sowie ihrer Übertragungsinduktivität (Lt) eine Vorrichtung nach Anspruch 11 aufweist, und daß sie ferner zur Beendigung der Vorbereitungsphase und zur Durchführung der Testphase eine Metallebene (70) aufweist, die mit einem Isolierschirm (71) überdeckt ist, auf den die spulenförmig gefertigten Schnüre gesetzt werden können,
- daß sie einerseits ein erstes Gehäuse (210) zur Verbindung eines Leiters (10) mit der Schnur am Eingang eines Meßgeräts (150, 900) aufweist, wobei die Abschirmung des ersten Gehäuses mit der Masse eines Generators (80) für Spannungsimpulse verbunden ist, deren Dauer der Vorderflanke ebenso wie der Wert der Stufe variabel sein kann, wobei der Ausgang des Impulsgenerators mit der Metallebene (70) verbunden ist,
- daß sie ein zweites Gehäuse (310) aufweist, das die Schnittstelle zwischen dem anderen Ende des Leiters (10) und einer Verbraucherimpedanz (Zc) sicherstellt, deren Wert gleich der Eingangsimpedanz des Meßgeräts ist, so daß die Eingangsimpedanz des Meßgeräts (900, 150) und die Verbraucherimpedanz (Zc) die Widerstände (R1 bzw. R2) bilden, die jedes Ende des Leiters (10) mit der Abschirmung (25, 35) des entsprechenden Verbinders (2, 3) verbinden, wobei die Abschirmung dieses zweiten Gehäuses im übrigen über einen Lastwiderstand (RoI) mit vorbestimmtem Wert mit der Metallebene (70) verbunden ist,
- und daß das Meßgerät (150, 900) Mittel (903) zum Messen des in dem Kreis fließenden Störstroms, der durch die Abschirmung der Schnur, den Lastwiderstand, die Metallebene (70) und den Generator (80) gebildet ist, sowie Mittel zum Messen der Spannung (Vr(t)) zwischen dem Leiter (10) und einem der Verbinder und Mittel zum Vergleich dieser Spannung mit einer für einen gegebenen Strom (Ip(t)) erhaltenen Bezugsspannung aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät (150, 900) und der Generator (80) mit einer Verarbeitungs- und Steuereinheit (910) verbunden sind, die es ermöglicht, den Generator (80) so zu steuern, daß ein gewünschter Störstrom (Ip(t)) erhalten wird.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät (9, 15; 900, 150) einen Spannungsverstärker (15, 150) sowie ein digitales Oszilloskop (9, 900) aufweist, und daß die Mittel (94, 903) zum Messen des in dem Erregerkreis fließenden Stroms durch einen passiven, Ringtransformator gebildet sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät mit einer Datenbank (911) verbunden ist, die es ermöglicht, die zur Durchführung des Tests an mehreren Typen von Schnüren erforderlichen Parameter zu messen und die Daten wieder zu aktualisieren.
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