Impedanzmessung im Mikroohmbereich
Das von mir bearbeitete Forschungsprojekt befaßt sich mit der
Untersuchung und dem Aufbau eines neuartigen Impedanzmeßsystems,
mit dem Impedanzen mit Beträgen kleiner als 10µOhm bei
unterschiedlichen Frequenzen gemessen werden können.
Das Meßsystem ist auf einem Ringkern-Stromkomparator aufgebaut,
in dem die aus einem Referenz- und einem Meßstrom resultierende
Durchflutung kompensiert wird. Aus dem Durchflutungsgleichgewicht kann
durch einen Vergleich mit dem Referenzstrom der Meßstrom
ermittelt werden. Dieses Verfahren wird auch von den
Ringkern-Stromkomparator-Meßbrücken verwendet, nur wird hier
das Durchflutungsgleichgewicht über einstellbare Windungszahlen
der stromführenden Zweige erreicht. Auch sind bei diesen
Brücken die Stromzweige miteinander verbunden, so daß ein
unabhängiges Einstellen der Ströme nicht möglich ist.
Bei dem vorgestellten Meßsystem sind die zwei Stromzweige
elektrisch voneinander isoliert aufgebaut. Dadurch sind die Ströme
voneinander unabhängig und können sowohl in ihrem Betrag als
auch der Phase getrennt voneinander eingestellt werden. Die
Durchflutungskompensation wird nicht wie bisher über das
Einstellen des Windungszahlenverhältnisses, sondern über das
Einstellen der Ströme in Betrag und Phase erreicht. Die
Durchflutungskompensation kann sowohl mit dem Meß- und dem
Referenzstrom, als auch mit einem zusätzlichen Kompensationsstrom
erfolgen.
Das Verfahren erfordert die Kohärenz der eingesetzten Quellen.
Dies wird durch den Einsatz digitaler Quellen erreicht. Neu ist auch
der Einsatz eines frequenzselektiven, digitalen Detektors für die
Durchflutungskompensation. Dieser benutzt das aus der
Magnetfeldmeßtechnik bekannte Impulslageverfahren mit direkter
Zeitverschlüsselung. Dadurch, den Einsatz digitaler Quellen und
frequenzselektiven Detektor, ist eine Impedanzmessung bei nahezu
beliebiger Frequenz möglich. Auch ermöglicht der Einsatz
digitaler Quellen und Detektoren die rechnergesteuerte Messung und
Auswertung.
Einführung, Begriff der Impedanz
Meßverfahren zur
Impedanzmessung
Aufbau des vorgestellten
Meßsystems
Messungen, Zusammenfassung
Veröffentlichungen