JP3126220B2 - How to measure fringe volume - Google Patents

How to measure fringe volume

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JP3126220B2
JP3126220B2 JP04157427A JP15742792A JP3126220B2 JP 3126220 B2 JP3126220 B2 JP 3126220B2 JP 04157427 A JP04157427 A JP 04157427A JP 15742792 A JP15742792 A JP 15742792A JP 3126220 B2 JP3126220 B2 JP 3126220B2
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capacitance
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洋 尾畑
潔 鈴木
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  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、1ポートのオープン標
準器,低容量標準器の校正、あるいは1ポートコネクタ
や各種アダプタ等(たとえば、4端子対−1ポートアダ
プタ)の校正に適したフリンジ容量の測定方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fringe suitable for calibrating a one-port open standard or a low-capacity standard, or for calibrating a one-port connector or various adapters (for example, a four-terminal to one-port adapter). It relates to a method for measuring capacity.

【0002】[0002]

【技術背景】たとえば、ネットワークアナライザ,イン
ピーダンスアナライザ等の測定装置では、標準器を用い
た校正が必要とされる。このような目的に使用される1
ポートのオープン標準器や低容量標準器は、それ自体が
適性に校正されていなければならない。また、上記のよ
うな測定装置による測定には、4端子対−1ポートアダ
プタが使用されるが、この場合には、アダプタのポート
部分のフリンジ容量を正確に校正する必要がある。
2. Description of the Related Art For example, measurement devices such as a network analyzer and an impedance analyzer require calibration using a standard device. 1 used for such purpose
Open or low-capacity standards on ports must themselves be properly calibrated. In addition, a four-terminal / one-port adapter is used for the measurement by the measuring device as described above. In this case, it is necessary to accurately calibrate the fringe capacity of the port part of the adapter.

【0003】容量標準器やオープン標準器を校正する場
合、その不確かさはフリンジ容量の不確かさで限界を生
ずる。したがって、フリンジ容量をより高精度に測定で
きれば、上記標準器の校正精度を高くすることができ
る。たとえば、10pFの標準器を校正する場合、テス
トポート構造のフィクスチャのフリンジ容量が±0.0
1pFの不確かさでしかわからないとすると、校正の不
確かさは0.1%で限界となるが、フリンジ容量が±
0.001pFの不確かさまでわかれば、上記標準器の
校正の不確かさは0.01%にまで向上する。
When calibrating a capacitance standard or an open standard, the uncertainty is limited by the uncertainty of the fringe capacitance. Therefore, if the fringe volume can be measured with higher accuracy, the calibration accuracy of the standard device can be increased. For example, when calibrating a standard device of 10 pF, the fringe capacitance of the fixture having the test port structure is ± 0.0%.
If only the uncertainty of 1 pF is known, the calibration uncertainty is limited to 0.1%, but the fringe capacitance is ±
If the uncertainty of 0.001 pF is known, the uncertainty of the calibration of the above standard is improved to 0.01%.

【0004】以下、フリンジ容量の測定方法の従来例を
説明する。図5は、フリンジ容量の測定方法例を示す図
である。同図では、容量計1の低圧側ポートLには、1
ポート−2ポート変換用のT形アダプタ4が接続されて
いる。このT形アダプタ4の容量計1とは異なる側の2
ポートP4A,P4Bには、同軸ケーブル5を介してコネク
タ6A,6Bがそれぞれ接続されている。上記同軸ケー
ブル5は、外被の先端部がオープン状態となった特殊な
ものであり、各コネクタ6A,6Bの外部導体とは非接
続となっている。また、容量計1の高圧側ポートHの内
部導体hから、またグランド端子gからはそれぞれワイ
ヤwh,wgが引き出されている。
Hereinafter, a conventional example of a method for measuring the fringe capacity will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a method of measuring the fringe capacity. In the figure, the low pressure side port L of the capacity meter 1
A T-type adapter 4 for port-2 port conversion is connected. 2 on the side of the T-shaped adapter 4 which is different from the capacity meter 1
Connectors 6A and 6B are connected to the ports P 4A and P 4B via a coaxial cable 5, respectively. The coaxial cable 5 is a special one in which the end of the jacket is in an open state, and is not connected to the external conductor of each of the connectors 6A and 6B. Further, wires w h and w g are drawn out from the internal conductor h of the high-pressure side port H of the capacitance meter 1 and from the ground terminal g, respectively.

【0005】この方法では、まず同図に示すようにワイ
ヤwhをコネクタ6Aの外部導体に、ワイヤwgをコネク
タ6Bの外部導体にそれぞれ接続した状態で静電容量の
測定を行う。このときの測定結果をC1、コネクタ6A
のフリンジ容量をCf1、このフリンジ容量Cf1を含まな
い静電容量をCAとすると、
[0005] In this way, the outer conductor of the connector 6A of the wire w h as first shown in the figure, the measurement of the electrostatic capacitance of the wire w g while connected to the outer conductor of the connector 6B. The measurement result at this time is C 1 , connector 6A
Let C f1 be the fringe capacitance of C and C A be the capacitance not including this fringe capacitance C f1 .

【数2】C1=CA+Cf1 なる関係が成立する。つぎに、ワイヤwhをコネクタ6
Bの外部導体に、ワイヤwgをコネクタ6Aの外部導体
にそれぞれ接続した状態で静電容量の測定を行う。この
ときの測定結果をC2、コネクタ6Bのフリンジ容量を
f2、このフリンジ容量Cf2を含まない静電容量をCB
とすると、
## EQU2 ## The relationship C 1 = C A + C f1 holds. Then, the connector wire w h 6
The outer conductor of the B, to measure the capacitance of the wire w g while connected to the outer conductor of the connector 6A. The measurement result at this time is C 2 , the fringe capacitance of the connector 6B is C f2 , and the capacitance not including the fringe capacitance C f2 is C B.
Then

【数3】C2=CB+Cf2 なる関係が成立する。## EQU3 ## The relationship C 2 = C B + C f2 holds.

【0006】さらに、コネクタ6A,6B同士を嵌合し
て測定を行う。この場合には、フリンジ容量は存在しな
い。このときの測定結果をC3とすると、C3は、
Further, measurement is performed by fitting the connectors 6A and 6B together. In this case, there is no fringe capacity. If the measurement result at this time is C 3 , C 3 is

【数4】C3=CA+CB で表される。上記〔数2〕〜〔数4〕式より、## EQU4 ## It is expressed by C 3 = C A + C B. From the above [Equation 2] to [Equation 4],

【数5】Cf1+Cf2=C1+C2−C3 が導かれ、フリンジ容量の和を求めることができる。## EQU5 ## C f1 + C f2 = C 1 + C 2 −C 3 is derived, and the sum of the fringe capacities can be obtained.

【0007】しかし、この方法では上記のようにフリン
ジ容量の和は求めることができても、個々のフリンジ容
量の値を知ることはできない。そこで、両コネクタ6
A,6Bの機械寸法が同一であり、Cf1=Cf2(=
f)と仮定すると、上式は、
However, in this method, although the sum of the fringe capacities can be obtained as described above, the value of each fringe capacity cannot be known. Therefore, both connectors 6
A and 6B have the same mechanical dimensions, and C f1 = C f2 (=
Assuming that C f ), the above equation becomes

【数6】Cf=(C1+C2−C3)/2 のように変形できる。[6] can be modified as C f = (C 1 + C 2 -C 3) / 2.

【0008】しかし、このフリンジ容量Cfは各コネク
タ6A,6Bについてのフリンジ容量Cf1,Cf2の平均
であるため、不確かさとしては、10-3pFのオーダ
(たとえば、±0.008pF)とかなり大きな値とな
るといった不都合がある。また、4端子対−1ポート構
成のアダプタには図5において説明した方法をそのまま
使用することはできないと言った問題もある。
However, since this fringe capacitance C f is an average of the fringe capacitances C f1 and C f2 for the connectors 6A and 6B, the uncertainty is on the order of 10 -3 pF (for example, ± 0.008 pF). Has a disadvantage that the value becomes considerably large. Also, there is a problem that the method described with reference to FIG. 5 cannot be used as it is for an adapter having a four-terminal-one-port configuration.

【0009】図6(A)〜(C)は、他のフリンジ容量
の測定方法を示す図である。同図(A)に示すように、
容量計1は高圧,低圧端子H,Lとガード端子guar
dとを有している。そして、H,Lには1ポートを有す
るアダプタ7の外部導体および内部導体が接続されてい
る。ここで、容量計1は容量ブリッジ(可変コンデンサ
Vと、検流計Gと、一次側に信号源VSを有するトラン
スTとからなる)により構成され、検流計Gは低圧端子
LとトランスTの二次巻線上の一点(グランド電位)と
の間に設けられ、トランスTの二次側の一方端は高圧端
子Hに、他端はCVを介して低圧端子Lに接続されてい
る。このアダプタ7のポートのフリンジ容量を測定する
場合、まず同図(B)に示すように、ポートP7に同軸
コネクタ8を接続する。ここで、ポートP7の内部導体
7aとコネクタ8の内部導体8aとの間には絶縁用円板
9が介在しており、コネクタ8の内部導体8aにはグラ
ンド電位のガード端子guardが接続されている。
FIGS. 6A to 6C are diagrams showing another fringe capacitance measuring method. As shown in FIG.
The capacitance meter 1 has high and low voltage terminals H and L and a guard terminal guar.
d. The outer conductor and the inner conductor of the adapter 7 having one port are connected to H and L. Here, capacitance meter 1 is capacitive bridge is constituted by (a variable capacitor C V, and galvanometer G, consisting of a transformer T having a signal source V S to the primary side), galvanometer G is a low-voltage terminal L One end of the secondary side of the transformer T is connected to the high voltage terminal H, and the other end is connected to the low voltage terminal L via C V. I have. When measuring the fringe capacitance port of the adapter 7, first, as shown in FIG. (B), connecting a coaxial connector 8 to the port P 7. Here, between the inner conductor 8a of the inner conductor 7a and the connector 8 port P 7 is interposed the insulating disc 9, the guard terminal guard ground potential is connected to the inner conductor 8a of the connector 8 ing.

【0010】ここで、ポート7aとコネクタ8の接続部
近傍10の内部導体/外部導体間の空間内には平等電界
が形成されている。したがって、この状態で測定される
静電容量はフリンジ容量の影響を受けることがない。
Here, a uniform electric field is formed in the space between the inner conductor and the outer conductor near the connection portion 10 between the port 7a and the connector 8. Therefore, the capacitance measured in this state is not affected by the fringe capacitance.

【0011】つぎに、同図(C)に示すように、コネク
タ8を取り外した状態で、アダプタ7の静電容量の測定
を行う。この場合、測定結果にはフリンジ容量Cfが含
まれる。したがって、同図(B)に示す、コネクタ8を
接続した場合に測定される静電容量から、同図(C)に
示す、コネクタ8を取り外した場合に測定される静電容
量の測定結果を減算すれば、ポートP7のフリンジ容量
fを求めることができる。
Next, as shown in FIG. 1C, with the connector 8 removed, the capacitance of the adapter 7 is measured. In this case, the measurement results may include fringe capacitance C f. Therefore, from the capacitance measured when the connector 8 is connected shown in FIG. 6B, the measurement result of the capacitance measured when the connector 8 is removed shown in FIG. is subtracted, it is possible to determine the fringe capacitance C f of the port P 7.

【0012】なお、上記図6(A)〜(C)に示す測定
方法では、フィクスチャの影響がないと仮定した場合、
±0.002pF程度の安定度で測定できるが、個々の
フリンジ容量には0.004pFの差があり、またフィ
クスチャの影響も0.002pFはあるとされている。
In the measuring methods shown in FIGS. 6A to 6C, when it is assumed that there is no influence of the fixture,
Although it can be measured at a stability of about ± 0.002 pF, there is a difference of 0.004 pF between the individual fringe capacitances, and the influence of the fixture is said to be 0.002 pF.

【0013】しかし、この方法では、絶縁用円板9の影
響が明確ではないため、これがフリンジ容量を求める場
合の障害となっている。また、図6(A)の測定方法で
は、図5の場合と同様、市販の4端子対−1ポートアダ
プタに適用することはできないといった不都合がある。
さらに、指定された状態では±0.002pF(実測に
は0.004pFの差がある)であるが、任意のフィク
スチャ構造の場合、フィクスチャとコネクタとの間スト
レー容量の影響を受けると考えられ、不確かさが明確に
されていないといった問題もある。なお、詳細は省略す
るが、フリンジ容量を求めるための他の方法として、有
限要素法等により理論計算して求める方法も提案されて
いるが、これは理論による計算であるので、実際の装置
には直接適用することはできない。
However, in this method, the influence of the insulating disk 9 is not clear, and this is an obstacle to obtaining the fringe capacitance. In addition, the measurement method of FIG. 6A has a disadvantage that it cannot be applied to a commercially available 4-port to 1-port adapter as in the case of FIG.
Further, in the specified state, the value is ± 0.002 pF (the actual measurement has a difference of 0.004 pF). However, in the case of an arbitrary fixture structure, it is considered that the stray capacity between the fixture and the connector is affected. There is also a problem that the uncertainty has not been clarified. Although details are omitted, as another method for obtaining the fringe capacity, a method of theoretically calculating by a finite element method or the like has also been proposed. Cannot be applied directly.

【0014】[0014]

【発明の目的】本発明は、上記のような問題を解決する
ために提案されたものであって、不確かさをより小さく
でき、かつ各種のアダプタ等の端子装置についても用い
ることができる汎用性の高いフリンジ容量の測定方法を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems, and can reduce uncertainty and can be used for various types of terminal devices such as adapters. It is an object of the present invention to provide a method for measuring a fringe volume that is high.

【0015】[0015]

【発明の概要】本発明は、少なくとも2つの同軸端子対
と1つのポートとを有し、同軸端子対のうち一方の端子
対の内部導体がポートの内部導体に、他方の端子対の内
部導体がポートの外部導体にそれぞれ接続されてなる被
測定端子装置のフリンジ容量Cfの測定方法に使用され
るものであり、測定に際しては、少なくとも2つの同軸
端子対と1つのポートとを有し、各端子対のうち一の端
子対の内部導体がポートの内部導体に、他の端子対の内
部導体がポートの外部導体にそれぞれ接続されてなる2
つの容量測定用端子装置が用いられる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has at least two coaxial terminal pairs and one port, wherein the inner conductor of one terminal pair of the coaxial terminal pair becomes the inner conductor of the port and the inner conductor of the other terminal pair. There are those used in the method of measuring the fringe capacitance C f of the measured terminal device comprising respectively connected to the outer conductor of the port, in the measurement, and at least two coaxial terminal pair and one port, The inner conductor of one of the terminal pairs is connected to the inner conductor of the port, and the inner conductor of the other terminal pair is connected to the outer conductor of the port.
One terminal device for measuring capacitance is used.

【0016】そして、前記被測定端子装置(便宜上、D
UTとする)および2つの容量測定用の端子装置(便宜
上、A,Bとする)の総計で3つの端子装置から選ばれ
るペアの全てについて、以下に述べる測定を行う。
The terminal device to be measured (for convenience, D
The following measurement is performed for all pairs selected from three terminal devices in total of UT) and two terminal devices for capacitance measurement (referred to as A and B for convenience).

【0017】(1)端子装置A,Bについては、以下の
測定を行う。 (a)まず、ポート同士を非接続状態とし、各ポートの
外部導体に接続されている各軸端子対の内部導体同士を
接続するとともに、各ポートの内部導体に接続された各
軸端子対の内部導体同士を接続してポートの内部導体/
外部導体間静電容量C11を測定する。ここで、上記静電
容量C11には、両ポートのフリンジ容量が含まれてい
る。すなわち、端子装置A,Bのポートのフリンジ容量
をそれぞれCfA,CfB、フリンジ容量を除く容量をそれ
ぞれCA,CBとすると、
(1) The following measurements are performed on the terminal devices A and B. (A) First, the ports are disconnected from each other, the inner conductors of each pair of shaft terminals connected to the outer conductor of each port are connected to each other, and the pair of shaft terminals connected to the inner conductor of each port are connected. Connect the internal conductors to each other to
The outer conductor between the capacitance C 11 is measured. Here, the capacitance C 11 is included fringe capacitance both ports. That is, the terminal device A, respectively C fA the fringe capacitance ports B, C fB, respectively the capacity excluding the fringe capacitance C A, when the C B,

【数7】C11=CA+CB+CfA+CfB となる。## EQU7 ## C 11 = C A + C B + C fA + C fB

【0018】(b)つぎに、ポート同士を接続状態と
し、各ポートの外部導体に接続されている同軸端子対の
各内部導体同士を接続するとともに、各ポートの内部導
体に接続された同軸端子対の各内部導体同士を接続して
ポートの内部導体/外部導体間静電容量C12を測定す
る。ここで、上記静電容量C12には、両ポートのフリン
ジ容量CfA,CfBは含まれていない。すなわち、
(B) Next, the ports are connected to each other, the inner conductors of the pair of coaxial terminals connected to the outer conductor of each port are connected to each other, and the coaxial terminals connected to the inner conductor of each port are connected. connect each inner conductor between the pair of measuring the inner conductor / outer conductor between the capacitance C 12 of the port. Here, the capacitance C 12 is fringe capacitance C fA of the ports, C fB is not included. That is,

【数8】C12=CA+CB の関係が成立している。## EQU8 ## The relationship of C 12 = C A + C B holds.

【0019】(c)これらの測定結果から、C11−C12
を求めることで、容量測定用の端子装置の各ポートのフ
リンジ容量の和、
(C) From these measurement results, C 11 -C 12
, The sum of the fringe capacitance of each port of the terminal device for capacitance measurement,

【数9】C1=CfA+CfB を求めることができる。## EQU9 ## C 1 = C fA + C fB can be obtained.

【0020】(2)端子装置A,DUTのペアについて
も、(1)と同様の測定を行う。 (a)(1)(a)と同様にして、ポート同士を非接続
状態とした場合の内部導体/外部導体間静電容量C21
測定する。ここで、上記静電容量C21には、両ポートの
フリンジ容量が含まれている。端子装置DUTのフリン
ジ容量をCfXとし、フリンジ容量を除く容量をCXとす
ると、
(2) The same measurement as in (1) is performed for the pair of terminal devices A and DUT. In the same manner as (a) (1) (a ), to measure the inner conductor / outer conductor between the electrostatic capacitance C 21 in a case where the port between a non-connected state. Here, the capacitance C 21 is included fringe capacitance both ports. When the fringe capacitance of the terminal device DUT is C fX and the capacitance excluding the fringe capacitance is C X ,

【数10】C21=CA+CX+CfA+CfX となる。## EQU10 ## C 21 = C A + C X + C fA + C fX

【0021】(b)つぎに、(1)(b)と同様にし
て、ポート同士を接続状態とした場合のポートの内部導
体/外部導体間静電容量C22を測定する。ここで、上記
静電容量C22には、両ポートのフリンジ容量CfA,CfX
は含まれていない。すなわち、
[0021] (b) Next, in the same manner as in (1) (b), measuring the inner conductor / outer conductor between the capacitance C 22 of the port when the port together with the connection state. Here, the fringe capacitances C fA and C fX of both ports are included in the capacitance C 22.
Is not included. That is,

【数11】C22=CA+CX である。## EQU11 ## C 22 = C A + C X

【0022】(c)これらの測定結果から、C21−C22
を求めることで、容量測定用の端子装置のポートのフリ
ンジ容量CfAと、被測定端子装置のフリンジ容量CfX
和、
(C) From these measurement results, C 21 -C 22
Is obtained , the sum of the fringe capacitance C fA of the port of the terminal device for capacitance measurement and the fringe capacitance C fX of the terminal device to be measured,

【数12】C2=CfA+CfX を求めることができる。Equation 12] can be obtained C 2 = C fA + C fX .

【0023】(3)端子装置B,DUTのペアについて
も、(2)と同様の測定を行う。 (a)(2)(a)と同様にして、ポート同士を非接続
状態とした場合の内部導体/外部導体間静電容量C31
測定する。ここで、
(3) The same measurement as in (2) is performed for the pair of terminal devices B and DUT. In the same manner as (a) (2) (a ), to measure the capacitance C 31 between the inner conductor / outer conductor when the port together disconnected. here,

【数13】C31=CB+CX+CfB+CfX となる。## EQU13 ## C 31 = C B + C X + C fB + C fX

【0024】(b)つぎに、(2)(b)と同様にし
て、ポート同士を接続状態とした場合のポートの内部導
体/外部導体間静電容量C32を測定する。すなわち、
Next (b), (2) ( b) and in the same manner, to measure the inner conductor / outer conductor between the capacitance C 32 of the port when the port together with the connection state. That is,

【数14】C32=CB+CX である。## EQU14 ## C 32 = C B + C X

【0025】(c)これらの測定結果から、C31−C32
を求めることで、容量測定用の端子装置のポートのフリ
ンジ容量CfBと、被測定端子装置のフリンジ容量CfX
和、
(C) From these measurement results, C 31 -C 32
Is obtained , the sum of the fringe capacitance C fB of the port of the terminal device for capacitance measurement and the fringe capacitance C fX of the terminal device to be measured,

【数15】C3=CfB+CfX を求めることができる。## EQU15 ## C 3 = C fB + C fx can be obtained.

【0026】(4)上記のようにして求めたC1,C2
3から、
(4) C 1 , C 2 ,
From C 3,

【数16】CfX=(C2+C3−C1)/2 により、CfXが求められる。## EQU16 ## C fx is obtained from C fx = (C 2 + C 3 -C 1 ) / 2.

【0027】[0027]

【実施例】図1は本発明の測定方法に使用するフリンジ
容量(測定面をSmで示す)の測定システムを示す概略
図である。同図の測定システムは、容量計1と、容量測
定用の2つの端子装置2A,2Bとにより構成されてい
る。上記容量計1として、測定周波数で十分な精度(特
にリニアリティ)があるものが使用され、高圧側測定ポ
ートHからは電圧信号源11からの測定信号が出力さ
れ、低圧側測定ポートLには電流計12が接続されてい
る。容量計1の高圧側測定ポートHおよび低圧側測定ポ
ートLは、ケーブル(同図では破線で示す)を介して、
容量測定用の端子装置2A,2Bあるいは被測定端子装
置3に接続されている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a fringe capacitance (measurement surface is indicated by Sm) measuring system used in the measuring method of the present invention. The measurement system shown in FIG. 1 includes a capacitance meter 1 and two terminal devices 2A and 2B for measuring capacitance. As the capacitance meter 1, one having sufficient accuracy (particularly linearity) at the measurement frequency is used. The measurement signal from the voltage signal source 11 is output from the high-voltage measurement port H, and the current is supplied to the low-voltage measurement port L. A total of 12 are connected. The high-pressure side measurement port H and the low-pressure side measurement port L of the capacity meter 1 are connected via a cable (indicated by a broken line in the figure).
It is connected to the terminal device 2A, 2B for capacitance measurement or the terminal device 3 to be measured.

【0028】図1では、容量計1として2ポートのもの
を使用したが、4ポートのものを使用することもでき
る。すなわち、容量計1が、高圧側,低圧側電圧測定用
ポートHpot,Lpot、高圧側,低圧側電流測定用ポート
cur,Lcurの4ポート(すなわち、4端子対)を持つ
場合には、HpotとHcurおよびLpotとLcurとをそれぞ
れ接続して該容量計を2ポートの容量計として使用する
ことができる。なお、容量計は理論上1ポートのものを
使用することも可能であるが、実際にはケーブルを曲げ
る必要があるため、安定性を考慮してガード付の容量計
を使用することが好ましい。
In FIG. 1, a two-port capacity meter is used as the capacity meter 1, but a four-port capacity meter can also be used. That is, when the capacity meter 1 has four ports (that is, four terminal pairs) of the high voltage side and the low voltage side voltage measurement ports H pot and L pot and the high voltage side and the low voltage side current measurement ports H cur and L cur. H pot and H cur and L pot and L cur can be connected to use the capacity meter as a two-port capacity meter. It should be noted that although a one-port capacity meter can be used in theory, it is actually necessary to bend the cable. Therefore, it is preferable to use a capacity meter with a guard in consideration of stability.

【0029】同図の容量測定用端子装置2A,2Bおよ
び被測定端子装置3は、何れも4端子対−1ポートアダ
プタであり、4つの同軸端子対Hc,Hp,Lp,Lcと1
つのポートP2A,P2B,P3とをそれぞれ有し、同軸端
子対のうち一の端子対(同図では、高圧側電圧端子対H
)の内部導体が各ポートP2A,P2B,P3の内部導体
に、他の端子対(同図では、低圧側電圧端子対L)の
内部導体がポートP2A,P2B,P3の外部導体にそれぞ
れ接続されている。
The capacitance measuring terminal device 2A of FIG, 2B and the measured terminal device 3 are both a 4 pin-on-1 port adapter, four coaxial terminals pair H c, H p, L p , L c And 1
And two ports P 2A , P 2B , and P 3 , respectively, and one of the coaxial terminal pairs (in the figure, the high-voltage side voltage terminal pair H
p ) is the internal conductor of each of the ports P 2A , P 2B , P 3 , and the internal conductor of the other terminal pair (the low-voltage side voltage terminal pair L p ) is the port P 2A , P 2B , P 3 external conductors.

【0030】本実施例では、容量計1に接続される端子
装置の端子対を電圧測定用端子対HおよびLとした
が、高圧側,低圧側電流測定端子H,Lを使用する
こともできる。また、同図では4端子対−1ポートアダ
プタを例示したが、本発明はこれに限定されず、たとえ
ば3端子構造(2端子対構造)のアダプタのように、少
なくとも2端子対と1ポートとを有していれば使用でき
る。
[0030] In this embodiment, although the terminal voltage measuring terminal pair vs. H p and L p of terminal devices connected to the capacitance meter 1, high-pressure side, the low-pressure-side current measuring terminal H c, using L c You can also. Although FIG. 1 illustrates a 4-terminal pair to 1-port adapter, the present invention is not limited to this. For example, at least a 2-terminal pair and a 1-port adapter such as an adapter having a 3-terminal structure (a 2-terminal pair structure). It can be used if it has

【0031】さらに、図2に示すように、被測定端子装
置3に、被測定対象としての1ポート−1ポートのアダ
プタ3′を接続することで、該アダプタ3′の先端部分
のフリンジ容量(測定面をSm′で示す)を測定するこ
ともできる。なお、図1では、外部からの誘導による影
響を極力低減させるため、容量計1の高圧側測定ポート
Hと、端子装置の低圧側端子Lp(端子装置のポートの
外部導体が接続された端子)とを接続し、容量計の低圧
側測定ポートLと端子装置の高圧側端子Hp(端子装置
のポートの内部導体が接続された端子)とを接続してい
る。
Further, as shown in FIG. 2, by connecting a 1-port to 1-port adapter 3 'to be measured to the terminal device 3 to be measured, the fringe capacitance at the tip of the adapter 3' ( The measurement surface is indicated by Sm '). In FIG. 1, in order to minimize the influence of external induction, the high-voltage side measurement port H of the capacitance meter 1 and the low-voltage side terminal L p of the terminal device (the terminal to which the external conductor of the port of the terminal device is connected) ) connects the, and connects the high-voltage side terminal H p of the low-pressure side measuring port L and the terminal device capacity meter (terminal internal conductor is connected to the port terminal device).

【0032】以下、図1に示すシステムによる、被測定
端子装置3のフリンジ容量の測定手順を説明する。ま
ず、図3に示すように、容量測定用の端子装置2A,2
B同士をペアに選び、ポートP2A,P2B同士を非接続状
態とし、ポートの内部導体/外部導体間静電容量C11
測定する。この静電容量C11は、両ポートのフリンジ容
量CfA,CfBと、該フリンジ容量CfA,CfBを含まない
静電容量CA,CBとの和、すなわち、
Hereinafter, a procedure for measuring the fringe capacitance of the terminal device 3 to be measured by the system shown in FIG. 1 will be described. First, as shown in FIG. 3, terminal devices 2A and 2
Select B together in pairs, the port P 2A, a P 2B together is disconnected, measures the inner conductor / outer conductor between the capacitance C 11 of the port. The capacitance C11 is the sum of the fringe capacitances C fA and C fB of both ports and the capacitances C A and C B not including the fringe capacitances C fA and C fB , that is,

【数17】C11=CA+CB+CfA+CfB として容量計により測定(指示)される。## EQU17 ## Measured (indicated) by a capacitance meter as C 11 = C A + C B + C fA + C fB .

【0033】そして、次に図4に示すように、ポート同
士を接続状態とし、ポートの内部導体/外部導体間静電
容量C12を測定する。この測定では、フリンジ容量
fA,CfBは存在しないので、C12は静電容量CA,CB
との和、すなわち、
[0033] Then, then as shown in FIG. 4, the port together with the connection state, measures an inner conductor / outer conductor between the capacitance C 12 of the port. In this measurement, since fringe capacitances C fA and C fB do not exist, C 12 is the capacitance C A , C B
The sum of

【数18】C12=CA+CB として容量計により測定(指示)される。これらの測定
結果C11,C12の差を取ることで、ペアとなった端子装
置の各ポートのフリンジ容量の和C1が求められる(す
なわち、C1=C11−C12=CfA+CfB)。
(18) Measured (indicated) by a capacitance meter as C 12 = C A + C B. By taking the difference between these measurements C 11, C 12, the sum C 1 of fringe capacitance of each port of the terminal device paired are determined (i.e., C 1 = C 11 -C 12 = C fA + C fB ).

【0034】つぎに、図示はしないが、容量測定用の端
子装置2Aと被測定端子装置3とをペアに選び、図3と
同様の接続状態として、ポートの内部導体/外部導体間
静電容量C21を測定する。被測定端子装置のポートP3
のフリンジ容量をCfX、該フリンジ容量CfXを含まない
静電容量をCXとすると、C21は、
Next, although not shown, a terminal device 2A for capacitance measurement and a terminal device 3 to be measured are selected as a pair, and a connection state similar to FIG. to measure the C 21. Port P 3 of the terminal device to be measured
Let C fX be the fringe capacitance of C fx , and C X be the capacitance not containing the fringe capacitance C fX , C 21 is

【数19】C21=CA+CX+CfA+CfX として容量計により測定(指示)される。そして、次に
容量測定用の端子装置2Aと被測定端子装置3とを図3
と同様の接続状態にして、フリンジ容量CfA,CfXを含
まない静電容量C22を測定する。ここで、C22は、
## EQU19 ## Measured (indicated) by a capacitance meter as C 21 = C A + C X + C fA + C fX . Then, the terminal device 2A for capacitance measurement and the terminal device 3 to be measured are
In the same connection state as to measure the capacitance C 22 without the fringe capacitance C fA, C fX. Where C 22 is

【数20】C22=CA+CX として容量計により測定(指示)される。上記と同様、
これらの測定結果C21,C22の差を取ることで、ペアと
なった端子装置の各ポートのフリンジ容量の和C2が求
められる(すなわち、C2=C21−C21=CfA
fX)。
## EQU20 ## Measured (indicated) by a capacitance meter as C 22 = C A + C X. As above,
By taking the difference between these measurement results C 21 and C 22 , the sum C 2 of the fringe capacitances of the ports of the paired terminal devices is obtained (that is, C 2 = C 21 −C 21 = C fA +).
CfX ).

【0035】さらに、図示はしないが容量測定用の端子
装置2Bと被測定端子装置3とをペアに選び、上記と同
様にして、フリンジ容量CfB,CfXを含む静電容量C31
および該フリンジ容量CfB,CfXを含まない静電容量C
32を測定し、これらの差を取ることで、ペアとなった端
子装置2B,3の各ポートP2B,P3のフリンジ容量の
和C3が求められる(すなわち、C3=C32−C31=CfB
+CfX)。
Further, although not shown, the terminal device 2B for capacitance measurement and the terminal device 3 to be measured are selected as a pair, and in the same manner as described above, the electrostatic capacitance C 31 including the fringe capacitances C fB and C fX.
And the capacitance C not including the fringe capacitances C fB and C fX.
32 were measured, by taking these differences, each port P 2B terminal device 2B, 3 were paired, the sum C 3 of fringe capacitance P 3 are determined (i.e., C 3 = C 32 -C 31 = C fB
+ CfX ).

【0036】上記のようにして求めたC1、C2およびC
3から、
The C 1 , C 2 and C determined as described above
From 3 ,

【数21】CfX=(C2+C3−C1)/2 が求められる。なお、フリンジ容量の校正の不確かさと
して、GR900コネクタ((General Radio Catalo
g)参照)で、RSS誤差積み上げ、99.7%信頼水
準で、±0.002pFの不確かさが実現された。
## EQU21 ## C fx = (C 2 + C 3 -C 1 ) / 2 is obtained. As the uncertainty of the fringe capacitance calibration, the GR900 connector ((General Radio Catalo
g)), an uncertainty of ± 0.002 pF was realized at the 99.7% confidence level with RSS error accumulation.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上述べたように本発明の測定方法は、
以下の効果を奏することができる。 (1)フリンジ容量測定の不確かさを、従来に比べて約
一桁改善することができる。また、個々のポートのフリ
ンジ容量を個別に求めることができるので、高精度の校
正を行うことができる。 (2)市販のアダプタ等、どのような形状の端子対装置
についてもフリンジ容量を測定でき、汎用性の高い測定
方法を提供できる。これと共に、任意のフィクスチャで
の校正が可能となる。 (3)測定に際して絶縁用円板を使用しないので、該円
板使用における測定精度の劣化を生じることがない。
As described above, the measuring method of the present invention
The following effects can be obtained. (1) The uncertainty of the fringe capacitance measurement can be improved by about one digit as compared with the related art. In addition, since the fringe capacity of each port can be individually obtained, highly accurate calibration can be performed. (2) The fringe capacitance can be measured for any type of terminal pair device such as a commercially available adapter, and a highly versatile measurement method can be provided. At the same time, calibration with an arbitrary fixture becomes possible. (3) Since the insulating disk is not used in the measurement, the measurement accuracy does not deteriorate when the disk is used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の測定方法に使用されるシステムの一例
を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a system used for a measurement method of the present invention.

【図2】図1に示す被測定端子装置に被測定対象として
のコネクタを接続した場合を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a case where a connector to be measured is connected to the terminal device to be measured shown in FIG. 1;

【図3】図1のシステムを用いた本発明の測定方法を説
明するための図であり、端子対装置のポートを非接続状
態として静電容量を測定する様子を示す説明図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the measurement method of the present invention using the system of FIG. 1, and is an explanatory diagram showing a state where capacitance is measured with a port of a terminal-to-device disconnected.

【図4】図1のシステムを用いた本発明の測定方法を説
明するための図であり、端子対装置のポートを接続状態
として静電容量を測定する様子を示す説明図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a measurement method of the present invention using the system of FIG. 1, and is an explanatory diagram showing a state where capacitance is measured with a port of a terminal-to-device connected.

【図5】従来のフリンジ容量の測定方法を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a conventional fringe capacitance measuring method.

【図6】従来のフリンジ容量の測定方法を示す図であ
り、(A)は測定装置の全体図、(B)はアダプタのポ
ートにコネクタを接続した様子を示す図、(C)はポー
トからコネクタを取り外した様子を示す図である。
6A and 6B are views showing a conventional fringe capacitance measuring method, wherein FIG. 6A is an overall view of a measuring apparatus, FIG. 6B is a view showing a state where a connector is connected to a port of an adapter, and FIG. It is a figure showing signs that a connector was removed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 容量計 2A,2B 容量測定用端子装置 3 被測定端子装置 L,H 容量計の測定ポート P2A,P2B ポート Hc,Hp,Lc,Lp 端子対 Sm フリンジ容量の測定面1 capacity meter 2A, 2B capacitance measuring terminal apparatus 3 under test terminal device L, H capacity meter measurement ports P 2A, P 2B port H c, H p, L c , the measurement surface of the L p terminal pair Sm fringe capacitance

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 少なくとも2つの同軸端子対と1つのポ
ートとを有し、両端子対のうち一方の端子対の内部導体
がポートの内部導体に、他方の端子対の内部導体がポー
トの外部導体にそれぞれ接続されてなる端子装置のフリ
ンジ容量の測定方法において、 少なくとも2つの同軸端子対と1つのポートとを有し、
両端子対のうち一方の端子対の内部導体がポート内部導
体に、他方の端子対の内部導体がポートの外部導体にそ
れぞれ接続されてなる容量測定用の端子装置を2つ用
い、前記測定されるべき端子装置および両容量測定用の
端子装置の3つの端子装置から選ばれるペアの全てにつ
いて、 ポート同士を非接続状態とし、各ポートの外部導体に接
続されている端子対の内部導体同士を接続するととも
に、各ポートの内部導体に接続された端子対の内部導体
同士を接続してポートの内部導体/外部導体間静電容量
を、 ポート同士を接続状態とし、各ポートの外部導体に接続
されている端子対の内部導体同士を接続するとともに、
各ポートの内部導体に接続された端子対の内部導体同士
を接続してポートの内部導体/外部導体間静電容量を、
それぞれ測定し、 これらの測定結果の差を取ることで、ペアとなった端子
装置の各ポートのフリンジ容量の和を求め、以下の式に
より被測定端子装置のフリンジ容量を求めることを特徴
とするフリンジ容量の測定方法。 【数1】CfX=(C2+C3−C1)/2 CfX:被測定端子装置のフリンジ容量 C1:2つの容量測定用端子装置のペアについて行った
各ポートのフリンジ容量の和 C2:一方の容量測定用端子装置と被測定端子装置のペ
アについて行った各ポートのフリンジ容量の和 C3:他方の容量測定用端子装置と被測定端子装置のペ
アについて行った各ポートのフリンジ容量の和
At least two coaxial terminal pairs and one port are provided. An inner conductor of one terminal pair of the two terminal pairs is an inner conductor of the port, and an inner conductor of the other terminal pair is an outer conductor of the port. A method for measuring a fringe capacitance of a terminal device connected to a conductor, comprising: at least two coaxial terminal pairs and one port;
Using two terminal devices for measuring capacitance, the inner conductor of one terminal pair of the two terminal pairs is connected to the inner conductor of the port, and the inner conductor of the other terminal pair is connected to the outer conductor of the port. For all pairs selected from the three terminal devices, the terminal device to be used and the terminal device for measuring both capacitances, the ports are disconnected from each other, and the inner conductors of the terminal pair connected to the outer conductor of each port are connected. Connect and connect the internal conductors of the terminal pair connected to the internal conductor of each port to connect the internal conductor / external conductor capacitance of the port to the external conductor of each port. While connecting the internal conductors of the terminal pair
The internal conductor of the terminal pair connected to the internal conductor of each port is connected to each other to obtain the capacitance between the internal conductor / external conductor of the port,
Each of them is measured, and by taking the difference between these measurement results, the sum of the fringe capacitance of each port of the paired terminal devices is obtained, and the fringe capacitance of the terminal device to be measured is obtained by the following equation. How to measure fringe capacity. ## EQU1 ## C fx = (C 2 + C 3 -C 1 ) / 2 C fx : Fringe capacitance of the terminal device to be measured C 1 : Sum of the fringe capacitance of each port performed for a pair of two capacitance measuring terminal devices C 2 : Sum of the fringe capacitance of each port performed for one pair of the capacitance measuring terminal device and the terminal device to be measured C 3 : The sum of the fringe capacitance of each port performed for the other pair of the capacitance measuring terminal device and the measured terminal device Sum of fringe capacity
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