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Empfindliche HF-Messtechnik Keine Chance dem mechanischen Verschleiß

Autor / Redakteur: Paul Swid * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Die Testports von Messgeräten in der HF-Technik sind dem mechanischen Verschleiß ausgeliefert, was bis zum Ausfall kompletter Messplätze führt. Mit einem einfachen Bauteil lässt sich das vermeiden.

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Gut geschützt: Mit dem Connector Saver werden die Testports geschützt und der Ausfall teurer Messgeräte wird vermieden.
Gut geschützt: Mit dem Connector Saver werden die Testports geschützt und der Ausfall teurer Messgeräte wird vermieden.
(Telegärtner)

Wie jedes Gerät unterliegen auch Messgeräte in der Hochfrequenztechnik einem nicht zu vermeidenden Verschleiß. Durch die hohen Steckzyklen nutzen die Ports ab, was meist zu beträchtlichen Kosten und langen Ausfallzeiten durch Reparaturen führt. Mit entsprechenden Connector-Saver-Kupplungen kann dem vorgebeugt werden.

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Ein einfaches Bauteil mit großem Nutzwert

Oft sind es kleine Ursachen, die große Wirkungen nach sich ziehen. Ein einfaches Bauteil wie der Connector Saver schützt die Testports hochwertiger Messgeräte vor mechanischem Verschleiß, der im schlimmsten Fall hohe Reparaturkosten und lange Ausfallzeiten durch aufwändige Reparaturen des Messgeräts nach sich ziehen würde.

Doch auch bei kleinen Baugruppen, wie dem Connector Saver, ist auf Qualität zu achten. Bauelemente der TestLine-Serie von Telegärtner sind speziell für eine hohe Anzahl von Steckzyklen ausgelegt und überzeugen mit ihren Hochfrequenz-Eigenschaften. Präzise und reproduzierbare Messergebnisse sind garantiert.

Natürlich werden hochwertige HF-Messgeräte von fachkundigen Mitarbeitern unter definierten Umgebungsbedingungen verwendet. Doch trotz pfleglichem Umgang sind mechanische Belastungen der Anschlüsse schon allein durch den konstruktiven Aufbau von koaxialen Steckverbindungen nicht zu vermeiden – jeder Koax-Steckübergang stellt nicht nur eine elektromagnetische, sondern auch eine kraftschlüssige Verbindung dar.

Dadurch unterliegen die Testports der Messgeräte einem nicht zu vermeidenden Verschleiß. Die Goldauflage der Ports nutzt ab, was zu einer Änderung des Übergangswiderstands führt. Insbesondere die Kontaktfedern der Innenleiter werden durch häufiges Stecken belastet und im Extremfall verbogen. Werden die Ports weiter abgenutzt, wird der Kontakt unzuverlässig, bis hin zu einem echten Wackelkontakt. Auch die Haltekraft des Innenleiters lässt nach, was dazu führt, dass er in Richtung Messgerät verschoben wird. Die Folgen: Die Genauigkeit und die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse sind nicht mehr gewährleistet.

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Wenn im schlimmsten Fall der Messplatz ausfällt

Bei der jährlichen Kalibrierung der Messgeräte werden die mechanischen Abnutzungen der Anschlüsse geprüft. Dasselbe gilt für die Werkskalibrierung, die bei zertifizierten Betrieben nach ISO 9000 für Messgeräte obligatorisch ist, und bei der die Kalibrierkits überprüft werden. Sollte ein Testport abgenutzt oder gar beschädigt sein, wird er im Zuge dieser Maßnahme instand gesetzt. Je nach Hersteller und Typ des Messgeräts kann das längere Zeit in Anspruch nehmen. Das kann allerdings im ungünstigsten Fall bis zu mehreren Wochen dauern. In dieser Zeit fällt der Messplatz aus. Die Folge: Entwicklungszeiten verlängern sich, weil die benötigten Messgeräte nicht zur Verfügung stehen.

Die Lösung für dieses Problem ist erstaunlich einfach: Eine hochpräzise HF-Kupplung wird als so genannter Connector Saver auf die Buchse des Messgeräts geschraubt und bleibt dort. Messkabel werden immer nur mit der Buchse des Connector Savers verbunden. Damit potenziert sich die Lebensdauer eines Testports:

Ist die Gerätebuchse beispielsweise für 500 Steckungen ausgelegt, kann entweder 500-mal ein Messkabel eingesteckt werden oder ein Connector Saver, der ebenfalls für 500 Steckungen ausgelegt ist. Damit ergeben sich 500 x 500 = 250.000 Steckungen, bevor die Buchse des Messgeräts ausgetauscht werden muss. Der Connector Saver kann bei Bedarf vom Messtechniker mit wenigen Handgriffen schnell und kostengünstig ausgetauscht werden. Aus- und Einstecken des Connector Savers erfolgt wie bei einem Messkabel, und er kostet nur einen Bruchteil dessen, was der Tausch der abgenutzten Buchse des Messgeräts kosten würde.

Hochwertige Mechanik für präzise Messergebnisse

Als Teil des Messaufbaus muss ein Connector Saver höheren Ansprüchen genügen als herkömmliche Kupplungen. Hochpräzise, langzeitstabile Abmessungen bei minimalen Toleranzen und ein verlust- und reflexionsarmer Signalübergang sind unabdingbar. Das beginnt bereits bei der Auswahl der Materialien. Nur hochwertige Materialien führen zu entsprechenden Ergebnissen. Natürlich kann man im Labor durch entsprechende Kalibrierung viel kompensieren, die Messungen werden dadurch jedoch ungenauer.

Präzise Messungen bedingen auch einen qualitativ hochwertigen mechanischen Aufbau, denn gerade bei Billigprodukten kann es aufgrund mangelnder mechanischer Präzision zu Problemen beim Steckübergang kommen, mit entsprechend negativen Konsequenzen bei den Messergebnissen. Ganz besonderes Augenmerk ist hierbei auf die Befestigung des Innenleiters zu legen. Ist er nicht ausreichend fest, kann es schnell zu Beschädigungen des Messgeräts kommen.

Der Einfluss des Gaps einer Steckverbindung

Beim Innenleiter gibt es jedoch noch eine weitere Herausforderung: Das so genannte Gap, der Zwischenraum zwischen den beiden Innenleitern einer Steckverbindung bei dem konstruktionsbedingt ein Durchmessersprung vorliegt. Das Gap muss ausreichend groß sein, damit der Innenleiter der Buchse von dem des Steckers nicht in Geräterichtung verschoben wird; gleichzeitig muss es so klein wie möglich sein, um eine möglichst geringe Stoßstelle zu bilden. Bei Qualitätsprodukten ist der Einfluss des Gaps gering.

In der heutigen Zeit unterliegt auch die Messtechnik dem allgegenwärtigen Zeitdruck. Bei Schnellanschluss-Varianten mit verkürztem Gewinde benötigt ein Messtechniker weniger Zeit, die Messleitungen ein- und auszustecken, was sich besonders bei umfangreichen Messreihen positiv bemerkbar macht. Ein Drehmomentschlüssel sorgt darüber hinaus für hochpräzise Messungen. Inter-Series-Adapter mit unterschiedlichen Steckgesichtern an beiden Enden vereinfachen die Messabläufe mit verschiedenen Prüflingen. Bei automatisierten Messungen, wie beispielsweise in der Fertigungstechnik, kommt die Push-On-Variante des Connector Savers häufig zum Einsatz. Die Messleitungen können schnell und zuverlässig angeschlossen werden.

* Paul Swid ist Produktmanager Coax bei der Telegärtner Karl Gärtner GmbH in Steinenbronn.

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