Claims (3)
nungen, wie sie z. B. Abb. I in einer neueren Anwendung zur Messung
von Ultrahochfrequenz-Widerständen zeigt (Patent 734916). Die Brücke wird gebildet
aus den beiden bekannten, vorzugsweise einander gleichen Wirkwiderständen R1, R,
dem unbekannten oder nur ungefähr bekannten Widerstand R, der hier durch den Eingangswiderstand
einer an die Antenne A: angeschlossenen Hochfrequenzleitung K vom Wellenwiderstand
Z0 dargestellt wird, und aus einem weiteren bekannten Widerstand Z, der vorzugsweise
gleich dem Wellenwiderstand Z0 sein soll. Bei Anpassung der Antenne an die Leitung
ist R = Z0 und die Brücke im Gleichgewicht. Das Instrument J zeigt keine Spannung
U im Brückenzweig an. Bei Fehlanpassung dagegen läßt sich das Anpassungsverhältnis
(Fehlanpassung) m aus der Brückenspannung U (Betrag bzw. EfFektivwert) und der durch
das Instrument J0 gemessenen, von außen angelegten Meßwechselspannung U0 bekanntlich
nach der Gleichung berechnen: U0/2+U m = U0 2 Es ist dann möglich, sich in der komplexen
Widerstandsebene nach Abb. 2 aus der Schar der exzentrisch zu Z=ZO liegenden Kreise
mit dem Anpassungsverhältnis m als Parameter sich denjenigen Kreis herauszusuchen,
welcher dem gemessenen m, also der gemessenen Fehlanpassung entspricht (kleinere
Fehlanpassungen entsprechen kleineren, größere Fehlanpassungen größeren Kreisen).
Man weiß dann, daß der unbekannte Widerstand R eine solche Größe hat, daß der Endpunkt
des ihn darstellenden Zeigers in der Widerstandsebene auf dem dargestellten Kreis
liegt. Unbekannt ist jedoch, welchen von den hierbei möglichen Werten der Widerstand
R wirklich annimmt, insbesondere wie groß die Phase # ist. Diese Kenntnis ist jedoch
häufig erwünscht. Häufig möchte man wissen, ob der Widerstand nahezu reell ist und
ob er dann größer oder kleiner als Z ist oder ob er einen merklichen Blindanteil
besitzt.as they are z. B. Fig. I in a newer application for measurement
of ultra-high frequency resistors shows (patent 734916). The bridge is formed
from the two known, preferably identical, effective resistances R1, R,
the unknown or only roughly known resistance R, which here is due to the input resistance
a high-frequency line K connected to the antenna A: from the characteristic impedance
Z0 is represented, and from another known resistor Z, which is preferably
should be equal to the wave resistance Z0. When adapting the antenna to the line
if R = Z0 and the bridge is in equilibrium. The instrument J shows no tension
U in the bridge branch. In the case of a mismatch, on the other hand, the adaptation ratio can be
(Mismatch) m from the bridge voltage U (absolute value or effective value) and the through
the instrument J0 measured, externally applied measuring alternating voltage U0 is known
calculate according to the equation: U0 / 2 + U m = U0 2 It is then possible to look into the complex
Resistance level according to Fig. 2 from the set of circles eccentric to Z = ZO
with the adaptation ratio m as a parameter to choose the circle,
which corresponds to the measured m, i.e. the measured mismatch (smaller
Mismatches correspond to smaller, larger mismatches to larger circles).
One then knows that the unknown resistance R has such a size that the end point
of the pointer representing it in the resistance plane on the circle shown
lies. However, it is not known which of the possible values is the resistance
R really assumes, especially how big the phase # is. However, this knowledge is
often desired. Often one would like to know whether the resistance is almost real and
whether it is then greater or less than Z or whether it has a noticeable blind component
owns.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das beschriebene Meßverfahren
dadurch vervollständigt, daß, wie Abb. 3 a und 3 b darstellen, das Fehlanpassungsverhältnis
in zwei Meßgängen mit je einem von mindestens zwei verschiedenen Vergleichswiderständen
Z1, Z2 ermittelt wird. According to the present invention, the measurement method described
completed by the fact that, as shown in Figs. 3 a and 3 b, the mismatch ratio
in two measurement steps with one of at least two different reference resistances each
Z1, Z2 is determined.
Bei der ersten Messung soll Z = Z1 insbesondere gleich dem eigentlichen
Sollwert des WiderstandesR, also im vorliegenden Fall gleich dem Wellenwiderstand
Z0 wider Leitung K sein (Abb. 3 a) . Man erhält dann, wie bereits bei Abb. 2 auseinandergesetzt
und in Abb. 4 nochmals dargestellt, durch Messung der Brückenspannung U mittels
des Instrumentes J0 (es kann auch die halbe Gesamtspannung, die an R1 oder an R2
entsteht, gemessen werden) das Anpassungsverhältnis ml für Z= Z1 und damit den Fehlanpassungskreis
K1. In the first measurement, Z = Z1 should in particular be the same as the actual one
Setpoint of the resistance R, i.e. in the present case equal to the characteristic impedance
Z0 against line K (Fig. 3 a). As already explained in Fig. 2, one then obtains
and shown again in Fig. 4, by measuring the bridge voltage U by means of
of the instrument J0 (half the total voltage that is applied to R1 or R2
arises, can be measured) the adaptation ratio ml for Z = Z1 and thus the mismatch circle
K1.
Darauf wird der Widerstand Z1 gegen den anderen, z. B. kleineren
Widerstand Z2 vertauscht und die gleiche Messung und Berechnung durchgeführt. Man
erhält dann eine Fehlanpassung m2, welche ein Maß für die Abweichung des Widerstandes
R von Z2 ist. In der Widerstandsebene sucht man sich aus der zu Z2 gehörenden Schar
von Fehlanpassungskreisen denjenigen Kreis K2 heraus, welcher dieser gemessenen
Fehlanpassung 2 entspricht. Da der Widerstand R in beiden Fällen die gleiche Größe
hat, ist klar, daß sich die beiden Kreise- K1 und K2 so schneiden müssen, daß der
den Widerstand R darstellende Zeiger zum Schnittpunkt der beiden Kreise hinführt.
Damit sind auch der Wirkanteil, die absolute Größe des Blindanteils sowie der Phasenwinkel
cp des Widerstandes R ohne weiteres gegeben. Then the resistance Z1 against the other, z. B. smaller
Resistor Z2 exchanged and the same measurement and calculation carried out. Man
then receives a mismatch m2, which is a measure of the deviation of the resistance
R of Z2 is. In the resistance level one looks for oneself from the group belonging to Z2
of mismatch circles out that circle K2 which of these measured
Mismatch 2 corresponds. Since the resistance R is the same size in both cases
has, it is clear that the two circles K1 and K2 must intersect so that the
The pointer representing the resistance R leads to the intersection of the two circles.
This also includes the active component, the absolute size of the reactive component and the phase angle
cp of the resistance R given without further ado.
Da die Kreise zwei Schnittpunkte besitzen, liegt allerdings noch
eine Doppeldeutigkeit insofern vor, als man zwischen den beiden Widerständen R und
R', die sich nur durch das verschiedene Vorzeichen der Phase unterscheiden, noch
keine Unterscheidung treffen kann. Man weiß also noch nicht, ob derBlindanteil induktiv
oder kapazitiv ist. Diese Frage läßt sich jedoch, falls sie nicht von vornherein
nur in einer bestimmten Weise zu beantworten ist, z. B. dadurch gemäß einem weiteren
Vorschlag im Rahmen der Erfindung lösen, daß man die Frequenz des Meßsenders etwas
ändert. Wenn bei einer Frequenzerhöhung der Blindanteil des Widerstandes R größer
wird, wird dieser Blindanteil im allgemeinen induktiv sein, kapazitiv im umgekehrten
Falle. Since the circles have two points of intersection, however, is still
an ambiguity insofar as one between the two resistors R and
R ', which only differ by the different sign of the phase, still
cannot make a distinction. So one does not yet know whether the reactive component is inductive
or is capacitive. This question can, however, if not be answered in advance
can only be answered in a certain way, e.g. B. thereby according to another
Proposal solve within the scope of the invention that the frequency of the measuring transmitter something
changes. If the reactive component of the resistor R increases with a frequency increase
is, this reactive component will generally be inductive, capacitive in reverse
Cases.
In Abb. 3 sind die Brückenwiderstände durch Abschirmrohre abgeschirmt
oder, strenger gesagt, durch koaxiale Leitungsabschnitte gebildet, deren Innenleiter
aus Widerstandswerkstoff bestehen. Als Anschlußklemmen jedes Widerstandes dienen
dabei die benachbarten Enden des Abschirmrohres und des Innenleiters jedes Leitungsabschnittes
am offenen Ende. Die Anordnung ist dann zur Messung von Dezimeterwellen verwendbar.
Man kann die Genauigkeit der Messung erhöhen, indem man weitere Messungen mit noch
anderen Werten von Z, im vorliegenden Fall auch mit einem Wert von Z, der größer
als Z1 bzw. Z0 ist, durchführt. DieGenauigkeit ist am größten, wenn beide Kreise
sich unter einem Winkel von angenähert 900 schneiden. Man wird dementsprechend mehrere
leicht aus wech selbare Widerstände für den Brückenzweig Z vorsehen. In Fig. 3 the bridge resistances are shielded by shielding tubes
or, more strictly speaking, formed by coaxial line sections, their inner conductors
consist of resistance material. Serve as connecting terminals of each resistor
the adjacent ends of the shielding tube and the inner conductor of each line section
at the open end. The arrangement can then be used to measure decimeter waves.
One can increase the accuracy of the measurement by taking further measurements with yet
other values of Z, in the present case also with a value of Z that is greater
as Z1 or Z0 is carried out. The accuracy is greatest when both circles
intersect at an angle of approximately 900. Accordingly, one becomes several
Provide easily exchangeable resistors for the Z bridge branch.
PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Messung von Ultrahochfrequenz-Widerständen
mittels einer Anordnung, welche an sich nur das Anpassungsverhältms (R.+Z)+(R-Z)
(R+Z)-(R-Z) des Meßwiderstandes (R) gegenüber einem bekannten Vergleichswiderstand
(Z) anzuzeigen gestattet, dadurch gekennzeichnet, daß- das Fehl-
anpassungsverhältnis
in zwei Meßgängen mit je einem von mindestens zwei verschiedenen Vergleichswiderstãnden
(Zr, Z2) ermittelt wird. PATENT CLAIMS: I. Method for measuring ultra-high frequency resistances
by means of an arrangement which in itself only has the adaptation ratio (R. + Z) + (R-Z)
(R + Z) - (R-Z) of the measuring resistor (R) compared to a known reference resistor
(Z) allowed to display, characterized in that- the error-
adjustment ratio
in two measurement runs with one of at least two different reference resistances each
(Zr, Z2) is determined.
2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, gekennzeichnet
durch Verwendung einer Brückenanordnung, bei welcher die gesamte angelegte Spannung
(UO) sowie die Spannung im Brückenzweig (U) meßbar sind und bei welcher einer der
bekannten Widerstände (Z) auswechselbar ist. 2. Arrangement for performing the method according to claim I, characterized
by using a bridge arrangement in which all of the applied voltage
(UO) and the voltage in the bridge arm (U) can be measured and at which one of the
known resistors (Z) is replaceable.
3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Messungen
des Anpassungsverhältnisses mit etwas geänderter Meßfrequenz wiederholt werden. 3. The method according to claim I, characterized in that the measurements
of the adaptation ratio can be repeated with a slightly changed measuring frequency.