JPH05500564A - パワーコンダクタの、好ましくは短絡回路の局在化のための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 パワーコンダクタの、好ましくは短絡回路の局在化のための方法および装置 この発明は、パワーコンダクタの局在化のための方法および装置に関するもので あり、前記コンダクタはたとえば２つの電気回路、または２つの導電体の間の短 絡回路からなり、そこではどちらの回路、またはコンダクタが互いに接続されて いるか、または短絡されているかが既に確認されている。この方法および装置は 、検査されるべき回路、またはコンダクタのまわりの電磁界およびそれに与えら れる電流の測定に基づくものである。

デンマーク公開番号第２．０５０．７０５号から、ホールセンサ、または環状コ アコイルの形の磁界センサが既知であり、このセンサにおいて、センサを介する 磁束は強度のレベルを測定することによって決定され、光源、音源、デジタルデ ィスプレイ、表示器械などによって示される。

センサを回路中で１箇所から別の箇所へ移動させることによって、電流が流れて いる痕跡を知ることができる。

米国特許第４、ｔ２９．２３８号から、装置およびコンダクタからの電磁放出の 測定のための方法および装置が、多数のセンサエレメントを有するセンサが電磁 放出を検出するのに使用されるという点で既知である。これはたとえば、電気も しくは電子装置からの放出、または印刷回路板上のコンダクタ内の電流からの放 出であり得る。各センサエレメントは互いに直角な１対のコイル巻線を含む。デ ータ処理後、走査結果はディスプレイ上に、たとえば測定が行なわれている回路 または装置のレイアウトとともに放出強度の形式で示される。

これらの既知の方法は、信頼性が低く、実用的使用が困難である、というのはこ れらの方法では強度レベルおよびその中の変化の解釈がオペレータに委ねられ、 それによってオペレータは電流がどこを流れているか痕跡を形成し、したがって 所望の回路識別が実行されることを許容するためである。たとえば、もしＳＭＤ 　（直付型装置）に設けられる多層印刷上に短絡回路を置くことが要求されれば 、回路を物理的に、たとえば図面上またはディスプレイ上で識別することが交互 に必要となり、それはオペレータの型にはまった、かつ集中の能力を非常に必要 とするであろう。

この方法は、キャパシタンスまたはいくつかの短絡が実際に検査されている２つ の回路間に生じるときさらに困難になる。

この発明の目的は、コンダクタからの電磁界の同時測定中、コンダクタ、たとえ ば短絡回路を直接局在化することがそれによって可能である方法および装置を提 供することであり、測定中実際のコンダクタを直接見て、かつ目に見える測定結 果を得、それによって実際のコンダクタおよび測定結果が全く同時に見られる。

これは、たとえば請求項３に特徴付けられるような装置の使用中、請求項１に特 徴付けられるような方法によって達成される。

この発明に従った装置によって集められたデータは位置信号および振幅信号から なり、これらの信号はこの装置のデータ処理回路によって実時間基準で処理され 、それによって測定結果はディスプレイ上に即座にかつ連続的に示され、かつ測 定が行なわれている実際のコンダクタ上に即座に示される。結果的に、測定され るべき物理的コンダクタは直接見られ、かつその結果は物理的コンダクタのすぐ 上に、たとえば線のようなコンダクタの形跡の形で得られ、前記コンダクタの形 跡は電流がどこを流れているかを示す。

もしディスプレイが視野の範囲内に直接置かれず、この装置の別の位置に置かれ るか、またはもし不透明なディスプレイを使用することが所望されれば、データ 処理結果は、たとえば完全に透明か、半透明な鏡などを使用することによって、 ディスプレイから視野内に反射され、それによって同じ効果が得られることがで きる。

請求項２に特徴付けられるような方法によって、たとえば請求項４に特徴付けら れるような装置を使用する間、位置信号および信号振幅に加えて、印加された電 流の位相に関する信号振幅の位相を測定することも可能である。位相差は実電流 および容量性または誘導性電流の電流容量を示し、それによってこの装置のデー タ処理回路は、電流がオーミックコンダクタ、たとえば短絡回路内を流れるか、 またはコンダクタ間のキャパシタンス、たとえばコンデンサの結果であるかを評 価するこ６とができる。２−）の位置の間のおよそ１８０度の位相差は、電流が これらの２つの位置の中間を通過することを示（７１、振幅レベルは電流センサ から実際の電流までの距離を反映する。［７たが）て、いく一つかの位置からの 測定に基づいて、電流が物理的にどこに位置付けられるか、おＪ５びそれが抵抗 に対応する実際の短絡の結果であるかどうかを分析し、計算することが可能であ る。計算は即座に行なわれ、その結果は内蔵マイクロコンピュータおよびディス プレイによっ′Ｃ即座に示される。その結果達成されるのは、それによって物理 的コンダクタに近い電流の貫流を直接見ることができる実用的に応用可能な装置 である。追加の信号エレメント、たとえば光ダイオードまたは音発生エレメント は、たとえば検出されるコンダクタが抵抗性ではないが、たとえば容量性である ということが走査される測定結果に関する様々な情報を信号で送ることができる 。信号エレメントは一般に装置の機能に関する信号、およびデータ処理回路が所 望のように機能しているかどうかに関する信号を与えるために使用されることも 必然的に可能である。追加の光信号エレメントはディスプレイを見ているのと同 時に観察されることができるように位置決めされることができる。

この発明に従った装置は請求項５ないし７に特徴付けられるように構成されるこ とができる。電流スキャナは透明なコアを有するフラットコイルからなＦ）、こ こでコイルは１つまたはぞれより多い平面に形成さ第１る。（５たが−）で、こ のコイルの組はディスプレイに、たとえばディスブ１、ノイと検査されているそ れらの回路との間に位置するような態様で取付けられることができる。このこと は：１”イルおよびディスプレイは関係する回路の区分を単に示すだけであるよ うに縮小されるという点で、装置の大きざを実際に縮小する可能性を与える。次 のデータ処理が実時間態様で行なわれると単に仮定すれば、この区分は回路内の 一領域から別の領域に連続的に移動されることができる。実際に適用可能な装置 は電流発生器、マイクロコンピュータおよび残りの関連回路を含むと達成され、 それによって片手で操作することができる単一装置としてこの装置は純粋に物理 的に実現されることができる。ディスプレイがこれに関して直角に読まれること を確実にするために、この装置は使用者がディスプレイおよび測定がその上で行 なわれる回路を観察するためにそれを通して見る管を含む。この管はディスプレ イに直角に位置し、ディスプレイと測定されている回路との間の距離よりかなり 長い長さを有する。

請求項８に特徴付けられるこの発明に従った装置を構成することによって、この 装置は「テレスコープ」として使用者に極めてなじみ深いものにされ、このテレ スコープを通してディスプレイおよび測定されている下に横たわる回路の両方が 全く同時に直接観察されることができる。

請求項９に特徴付けられるようにこの発明に従った装置を構成することによって 、この装置は構成要素をまだ載置されていない印刷回路上の障害を発見するため に特に適当である。レンズおよびディスプレイはしたがって印刷回路の上に直接 おろされ、それによって緊密に横たわるコンダクタを有する回路の検査を許容す る。この装置は検査されるべき印刷回路がその中に挿入される固定装置としてホ ルダ内に置かれることができる。

もしこの発明に従った装置が請求項１０に特徴付けられるように構成されると、 この装置の測定精度は改良されることができる。コイルを介して直接見ることが 必要でないので、かなり小さなコイルが使用され、それによってより高い感度お よびより高い精度を達成することができる。したがって、この装置は極めて薄く かつ緊密に横たわるコンダクタを有する印刷の検査のために使用されることがで きる。

この発明は図面を参照してこれよりより詳細に説明されるであろう。

図１は、電流センサによって電流を測定する原理を示す。

図２は、電流センサのための１対のコイルを示す。

図３は、電流センサのための完全な１組のコイルを示す。

図４は、図５または図６に示される測定装置のための電気回路全体のブロック図 である。

図５は、この発明に従った測定装置の第１の実施例を示す。

図６は、この発明に従った測定装置の第２の実施例を示す。

図１では直線の導電体ＰおよびコイルＳの略図が示され、これらは共に側面およ び上面から見られるように示される。

変化する電流がコンダクタＰに与えられ、コンダクタのまわりに電磁界を生じる 。この磁界はコイルＳの誘導によって測定されることができる。コイルは半径Ｒ を有し、コンダクタＰはコイルの中心Ｃから遠方に置かれ、高さＨおよび距離り によって表わされる。信号レベルＶとコイルの中心からコンダクタＰへの距離と の関係は次の概算式によって示される。

図２では、透明なプラスチック製のコイル芯Ｂが略図で示され、その上に各々７ ０巻線を有する０、０４ｍｍの銅製ワイヤの２巻のコイルＳａおよびｓｂが巻か れる。コイルＳａおよびｓｂは各々４．Ｑｍｍの直径ＤＮ　１．　５ｍｍの高さ １１および０．１ｍｍの厚さＴを有し、コイルＳａおよびｓｂが見えなくても、 コイル芯Ｂが見られることを保証する。図面において、見る方向が矢印Ｚで示さ れる。

コイルＳａおよびｓｂは２．５ｍｍの距離Ａを有し、それによって信号レベルＶ ａおよびｖｂがそれぞれ各コイルにおいてＶに関する上記の公式から生じ、Ｖａ に関する式はＨをＨ＋Ａと置換えねばならない。Ｖａおよびｖｂの割合は高さＨ の評価において使用されることができる。このようなコイルの対のいくつかが互 いの側に置かれ、それによってその中ですべてのコイルが等しく配向される２つ のコイル面をそれらがともに含むとき、２つの隣接する組のコイル間の信号レベ ルの符号の変化は、図１のコンダクタＰに対応するコンダクタがこれらの２つの 隣接するコイルの組の間に存在することを示すであろう。

図３には、７組のコイルＳａｌおよびＳｂｌ　、Ｓａ２およびＳｂ２、・・・Ｓ ａ７およびｓｂ７からなる電流センサシステムが示され、これらは透明な成形材 料Ｎにたとえば管の形式で成形される。管Ｎは図５に示されるような管Ｎ内のコ イルのための領域に対応して中央開口部を有する印刷回路Ｘ上に、または図６に 示されるように開口部のない板Ｚ上に取付けられることができる。コイル巻Ｑの 端部は管の壁に導かれ、印刷回路Ｘにはんだ付けされるか、またはケーブルＹに よってそこに結合される。図３には、コイルの直接下の領域を照らすように働く ３つのランプ０も示される。

図５では、構成要素とともに設けられている印刷回路Ｕが示され、これはテスト 導線ＥおよびＦを介して回路Ｕ内で検査されるべき２つの短絡された副回路に結 合される。

たとえば５ｍＡ、３ＫＨｚの電流がテスト導線を介して与えられる。コイル面Ｓ ｐ＋および５ｌ）２内のコイルは印刷回路Ｕから電磁界に関する情報を集め、そ れはその後印刷回路Ｘ上の回路によって増幅され、実際の計算回路がその上に置 かれる印刷回路ＷにプラグＪを介してさらに送られる。ここで信号が分析され、 この結果、各々０．６ｍｍの端縁長を有し管Ｍのクリアランスに横たわるさらに 別の六角形を共に形成する９１個の六角形区分によって、ディスプレイＧ上に図 面が示される。管Ｍは、印刷回路ＵがディスプレイＧ１印刷回路Ｘ内の穴、管Ｎ およびコイルの組Ｓｐ、およびＳＦ２を介する管Ｍを通して見られるとき誤差を 低減する。

図６では、コイル面ＳｐＩおよび５ｌ）２を含む電流センサが検査されるべき印 刷回路ＵＩの下におろされている。

このように、コイルを通して直接見ることは必要でなく、したがってコイルはか なり小さくされ、かつコイルの数はかなり増加されることができ、その結果図３ に示されるコイル構成によるより大きい分解能が達成される。さらに、たとえば ディスプレイのレンズまたはレンズシステムにのような光学拡大エレメントを、 たとえばディスプレイおよび検査される回路Ｕ、の間に挿入することによって拡 大効果を得ることができる。構成要素を含まない印刷回路Ｕ。

のために特に意図されるこの構成によって、コイルＳｐｌおよびＳＦ３と回路Ｕ 、との間の距離を最小限にすることも可能である。Ｚは検査されるべき回路Ｕ、 がその上に置かれる板を単に示す。

図４は、図５および図６に示される印刷回路ＸおよびＷ上に置かれる電気回路を 示すブロック図である。信号発生器２は検出器３内に内蔵される活性バンドパス フィルタの中間周波数に対応してコンピュータ７から３ＫＨｚ前後の値に制限さ れる周波数で正弦波信号を発生する。検出器３は電流センサからのコイルの組Ｓ ｐｌおよびＳＦ２も含み、すべてのコイルからアナログマルチプレクサ４へすべ ての信号を送り、それによってコンピュータ７は電流センサのある１組のコイル を選択することができる。発生器２からの正弦波信号は駆動回路１を通って、検 査されるべき印刷回路上の２つの導線または回路に接続される２つのテスト導線 ＥおよびＦにさらに送られる。基準信号および出力信号は駆動回路１からアナロ グマルチプレクサ４にフィードバックされ、それによってコンピュータ７は位相 デコーダ５および振幅デコーダ６に送られることが許容される信号を選択する。

位相デコーダ５および振幅デコーダ６はデータバス８を介してコンピュータ７に 接続され、このコンピュータは第２のデータバス９を介して発生器２に結合され 、かつ第３のデータバス１０を介してディスプレイＧに結合される。測定された 位相および振幅値に基づいて、コンピュータ７はディスプレイＧ上に即時にかつ 連続的に示される画面を生じる。

国際調査報告 、ＰＣＴ／ＤＫ　９０１００２３９

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．どの回路またはコンダクタが相互接続されているか予めわかっており、電流 が回路またはコンダクタに与えられるその電磁界は測定エレメントによって走査 され、かつ測定された走査値はデータ処理され、その結果がディスプレイ上に示 される、導電体の、好ましくは電気回路またはコンダクタ間の短絡回路の局在化 のための方法であって、透明であるか、または実質的に透明であり、かつ走査さ れるべき回路またはコンダクタの直接上に位置決めされるディスプレイ、または 配列が使用されることを特徴とする、方法。
2. ２．交流、好ましくは正弦波交流が検査されるべき回路、またはコンダクタに与 えられることと、測定エレメントおよびデータ処理が、走査される回路またはコ ンダクタの電流および電圧間の位相差の計算も行なわれるような態様に配列され ることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. ３．どの回路またはコンダクタが相互接続されるか予めわかっている、導電体の 、好ましくは電気回路またはコンダクタ間の短絡回路の局在化のための装置であ って、前記装置は検査されている回路またはコンダクタ（Ｕ、Ｕ１）に電流を与 えるための手段（１、２、３、Ｅ、Ｆ）と、コンダクタまたは回路からの電磁界 を走査するための少なくとも１つの誘導性走査エレメント（Ｓｐ１、Ｓｐ２）と 、走査エレメントの信号のデータ処理のための手段（４、５、６、７）と、デー タ処理の結果を示すためのディスプレイ（Ｇ）とを含む装置であって、ディスプ レイ（Ｇ）は透明な、または実質的に透明なディスプレイであって、かつ走査さ れるべき回路またはコンダクタの直接上に位置決めされるように配列されること を特徴とする、装置。
4. ４．検査されるべき回路またはコンダクタ（Ｕ、Ｕ１）に電流を与えるための手 段は、交流、好ましくは正弦波の交流のための信号発生器（２）を含むことを特 徴とする、請求項３に記載の装置。
5. ５．走査エレメント（Ｓｐ１、Ｓｐ２）は多数のコイル対（Ｓａ１およびＳｂ１ 、Ｓａ２およびＳｂ２・・・）を含むことを特徴とする、請求項３または４に記 載の装置。
6. ６．コイルは透明材料のホルダ（Ｓｐ１、Ｓｐ２）に、コイルが多数の、好まし くは２つの並列面に置かれるような態様で配列されることを特徴とする、請求項 ５に記載の装置。
7. ７．コイルおよびディスプレイ（Ｇ）は延長された管構成（Ｍ）の一端に配列さ れることを特徴とする、請求項３ないし６のいずれか１つに記載の装置。
8. ８．管構成はテレスコープ（Ｍ、Ｎ）として構成され、コイル（Ｓｐ１、Ｓｐ２ ）は管（Ｍ）の一端で配列され、かつディスプレイ（Ｇ）は観察者（Ｚ）の方向 にそこから近い距離で位置決めされ、装置は検査されるべき回路またはコンダク タ（Ｕ）の方に向けられるように配列され、それによってディスプレイおよびコ イルを通してこれを観察することができる（図５）ことを特徴とする、請求項７ に記載の装置。
9. ９．管構成はテレスコープとして構成され、ディスプレイ（Ｇ）は管（Ｍ）の一 端に位置決めされ、コイル（Ｓｐ１、Ｓｐ２）はそこから遠方に配列され、それ によって検査されるべき回路またはコンダクタはコイルおよびディスプレイ間に 挿入され、ディスプレイを通して観察されることができる（図６）ことを特徴と する、請求項７に記載の装置。
10. １０．光学拡大エレメント、たとえばレンズまたはレンズシステム（Ｋ）がディ スプレイ（Ｇ）に置かれることを特徴とする、請求項９に記載の装置。