DE102014014843A1 - measuring device - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung für die Längen- und/oder Kraftmessung mit einem helixförmigen Bauteil (2) aus isolierendem Material, dessen Flächen (4) zumindest teilweise derart mit einem elektrisch leitenden Material (5) versehen sind, dass voneinander elektrisch isolierte Flächenareale (6, 8) entstehen und dass bei einer Verformung des Bauteils (2) durch seine sich hierdurch ändernde Kapazität und/oder Induktivität die Generierung mindestens eines Mess-Signals erfolgt.The invention relates to a measuring device for measuring length and / or force with a helical component (2) of insulating material whose surfaces (4) are at least partially provided with an electrically conductive material (5) that electrically isolated surface areas (6 , 8) and that, in the event of a deformation of the component (2) due to its capacitance and / or inductance changing thereby, at least one measurement signal is generated.

Description

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung für die Längen- und/oder Kraftmessung mit einem helixförmigen Bauteil.The invention relates to a measuring device for the length and / or force measurement with a helical component.

Dahingehende Messvorrichtungen unter Einsatz von wendel- oder helixförmigen, linienartig verlaufenden Bauteilen, beispielsweise in Form von Spiralfedern aus härtbaren Metallen, sind bekannt. Solche Federn sind auf dem Markt frei erhältlich ( www.kraftmessgeraet.de/Stand 2014 ) und werden für vielfältige Aufgaben eingesetzt. Typische Beispiele hierfür sind das Feststellen von Positionen, Messen von Kräften in Verbindung mit einem externen Sensor oder einer Mechanik mit auslenkbaren Elementen, Erzeugen einer Vorspannung bei absperrenden Elementen, wie Ventilschiebern von Ventilen etc.Existing measuring devices using helical or helical, line-like components, for example in the form of coil springs made of curable metals, are known. Such springs are freely available on the market ( www.kraftmessgeraet.de/Stand 2014 ) and are used for a variety of tasks. Typical examples of this are the detection of positions, measuring forces in connection with an external sensor or a mechanism with deflectable elements, generating a bias in shut-off elements, such as valve valves of valves, etc.

Veränderungen in der Gefügestruktur der Metalle führen jedoch regelmäßig zu einer Veränderung des Richtmoments der Feder, wobei dieser Effekt sowohl auftritt, wenn die Feder stärkeren Deformationen ausgesetzt ist, als auch bei häufig wiederkehrenden kleinen Auslenkungen im Sinne eines schleichenden Alterungsprozesses.However, changes in the microstructure of the metals regularly lead to a change in the directional moment of the spring, this effect occurs both when the spring is exposed to greater deformations, as well as frequently recurring small deflections in the sense of a gradual aging process.

Alterungseffekte sind jedoch bei Federn, die für die oben genannte Anwendung in der Messtechnik genutzt werden sollen, höchst nachteilig, weil Messgeräte, die diese Bauteile verwenden, entsprechend oft nachkalibriert werden müssen.However, aging effects are highly detrimental to springs that are to be used for the above-mentioned application in metrology, because measuring devices that use these components, must be recalibrated accordingly often.

Ferner kommen im Bereich von Messvorrichtungen auch Spiralfedern aus Kunststoff zum Einsatz ( EP 1 287 315 B1 ); allerdings ist die in der Messtechnik interessierende Spannungs-Dehnungskennlinie bei Kunststoffen durch einen verschwindend kleinen elastischen Bereich gekennzeichnet, was sich im Rahmen der Messwerte-Auflösung als nachteilig erweist, und die Alterungsproblematik kann noch ausgeprägter ausfallen als bei den vorstehend genannten Metallfedern.Furthermore, spiral springs made of plastic are also used in the field of measuring devices ( EP 1 287 315 B1 ); However, the interest in metrology stress-strain curve for plastics is characterized by a vanishingly small elastic range, which proves to be disadvantageous in the measurement resolution, and the aging problem may be more pronounced than in the aforementioned metal springs.

Des Weiteren sind federnde Elemente, aufgebaut aus mineralischen Werkstoffen in der Literatur genannt, beispielsweise in Matthias Künzel: Ein Beitrag zur interferenzoptischen Präzisionsdruckmessung mit Quarz-Bourdonfedern, Tectum-Verlag, 1997, ISBN 382880022X .Furthermore, resilient elements made of mineral materials are mentioned in the literature, for example in Matthias Künzel: A contribution to the interference optical precision pressure measurement with quartz Bourdon springs, Tectum-Verlag, 1997, ISBN 382880022X ,

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, auch unter Einsatz vorstehend bekannter Federsysteme diese dahingehend weiter zu verbessern, dass in kostengünstiger Weise sowie messtechnisch verlässlich ein Gesamt-Messsystem geschaffen ist, das sich in vielfältiger Weise einsetzen lässt. Eine dahingehende Aufgabe löst eine Messvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit.Based on this prior art, the invention is therefore based on the object, even using the above known spring systems to further improve this to the effect that in a cost effective manner and metrologically reliable overall measurement system is created, which can be used in many ways. This object is achieved by a measuring device with the features of claim 1 in its entirety.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die angesprochene Messvorrichtung für die Längen- und/oder Kraftmessung mit dem helixförmigen Bauteil aus isolierendem Material gebildet ist, dessen Flächen zumindest teilweise derart mit einem elektrisch leitenden Material versehen sind, dass voneinander elektrisch isolierte Flächenareale entstehen und dass bei einer Verformung des Bauteils durch seine sich hierdurch ändernde Kapazität und/oder Induktivität, vorzugsweise eine Spannungsänderung erfolgt, die zur Generierung mindestens eines Mess-Signals dient.According to the invention, the addressed measuring device for measuring length and / or force is formed with the helical component made of insulating material whose surfaces are at least partially provided with an electrically conductive material such that electrically isolated surface areas arise from each other and that during a deformation the component by its thereby changing capacitance and / or inductance, preferably a voltage change takes place, which serves to generate at least one measurement signal.

Sofern in diesem Zusammenhang metallische, helixförmige Bauteile zum Einsatz kommen, wie Metallfedern, wären diese zunächst auf ihrer Oberfläche mit einem isolierenden Material zu versehen, dessen Flächen dann wiederum zumindest teilweise derart mit einem elektrisch leitenden Material zu beschichten sind, dass voneinander elektrisch isolierte Flächenareale für die Generierung des Mess-Signals erhalten sind. Hierdurch ergibt sich zwar ein Bauteil mit einer elektrischen Kapazität, allerdings verändert sich diese nur äußerst geringfügig, wenn das Bauteil verformt wird, da der überwiegende Teil dieser Kapazität durch die Metallflächen beidseits der Isolierschicht gebildet wird. Diese Isolierschicht ist wesentlich dünner als der Abstand beweglicher metallischer Flächenelemente, so dass der Beitrag der starren metallischen Flächenelemente zur Gesamtkapazität bei weitem überwiegt. Das angesprochene linienförmige Bauteil, jedoch mit entsprechender Flächenausdehnung entlang der Linie konzipiert, braucht nicht zwingend aus einem rückfedernden Material zu bestehen; braucht also mithin nicht ideal-elastisch zu sein, sondern kann auch aus einem nicht-elastischen Material bestehen, das dann durch eine von außen jeweils zwangsweise aufgeprägte Kraft eine Wegänderung für die Messwerterzeugung erfährt. Bevorzugt werden jedoch helixförmige Bauteile mit Federcharakteristik eingesetzt, auch in Form von zylindrischen Schraubenfedern oder konisch verlaufenden Spiralfedern.If metallic, helical components are used in this context, such as metal springs, they should first be provided on their surface with an insulating material whose surfaces are then in turn at least partially coated with an electrically conductive material that electrically isolated area areas for the generation of the measurement signal are obtained. Although this results in a component with an electrical capacitance, but this changes only extremely slightly when the component is deformed, since the majority of this capacity is formed by the metal surfaces on both sides of the insulating layer. This insulating layer is substantially thinner than the distance of movable metallic surface elements, so that the contribution of the rigid metallic surface elements to the total capacity far outweighs. The mentioned line-shaped component, but designed with appropriate surface extent along the line, does not necessarily have to consist of a spring-back material; Thus, therefore, it does not need to be ideally elastic, but it can also consist of a non-elastic material, which then undergoes a path change for the generation of measured values by a force which is forcibly imposed from the outside. Preferably, however, helical components are used with spring characteristic, even in the form of cylindrical coil springs or conical spiral springs.

Sofern im Sinne der erfindungsgemäßen Messvorrichtungslösung von linien- und/oder helixförmigen Bauteilen die Rede ist, meint dies nach dem „Wörterbuch dieses Schutzrechts” jede wendelförmige Struktur, zylindrisch oder konisch verlaufende Schraubenlinien, auch in der Art einer Spirale, die auch in einer Ebene liegen kann, vergleichbar einer Bourdon-Federanordnung.If in the sense of the inventive measuring device solution of line and / or helical components is mentioned, this means according to the "dictionary of this patent" any helical structure, cylindrical or conical helices, even in the manner of a spiral, which are also in a plane can, comparable to a Bourdon spring arrangement.

Alle vorstehend genannten erfindungsgemäßen Strukturen und Anordnungen haben als gemeinsames Merkmal, dass die vorgegebenen zulässigen Auslenkungen zwar extrem gering sein können; dennoch die Erzeugung eines reproduzierbaren elektrischen Mess-Signals im Gegensatz zur Lösung im Stand der Technik erheblich begünstigt ist. Da das angesprochene zu verformende Bauteil bevorzugt vollständig aus isolierendem Material besteht, sind Streukapazitäten und Wirbelstromverluste bei der Messung, die ansonsten die Erzeugung oder Generierung eines verwertbaren elektrischen Mess-Signals bei rein metallisch aufgebauten Mess-Systemen behindern könnten, mit Sicherheit vermieden.All of the abovementioned structures and arrangements have, as a common feature, the fact that the predefined permissible deflections can be extremely small; Nevertheless, the generation of a reproducible electrical measurement signal in contrast to the solution in the prior art is considerably favored. There the addressed component to be deformed preferably consists entirely of insulating material, stray capacitances and eddy current losses in the measurement, which otherwise could hinder the generation or generation of a usable electrical measurement signal in the case of purely metallic measuring systems, are certainly avoided.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messvorrichtung weist das verformbare Bauteil eine Doppel-Helix-Struktur dergestalt auf, dass auf den einander zugewandten Stirnseiten einer jeden Windung die voneinander elektrisch isolierten Flächenareale gebildet sind. Vorzugsweise sind dabei die elektrisch leitenden Flächenareale der Doppel-Helix-Struktur entlang ihres wendelförmigen Innen- und Außenumfanges elektrisch voneinander isoliert. Hierdurch wird eine Art Plattenkondensator für die Mess-Signal-Generierung geschaffen mit der Kombination eines relativ großen Mess-Verfahrweges durch das verformbare, rückstellbare Bauteil bei gleichzeitig hoher Messauflösung, was so durch keine andere Messvorrichtung mit zumutbarem Aufwand erreicht ist.In a particularly preferred embodiment of the measuring device according to the invention, the deformable component has a double-helix structure in such a way that the surface areas which are electrically insulated from one another are formed on the mutually facing end sides of each turn. Preferably, the electrically conductive surface areas of the double helix structure are electrically insulated from one another along their helical inner and outer circumference. As a result, a type of plate capacitor for the measurement signal generation is created with the combination of a relatively large measuring travel through the deformable, recoverable component with high measurement resolution, which is achieved by no other measuring device with reasonable effort.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das elektrisch leitende Material für die Flächenareale der helixförmigen Struktur durch Beschichten, insbesondere durch ein Sputterverfahren aufgetragen ist. Insbesondere als vorteilhaft hat es sich erwiesen, als Beschichtung eine aufgesputterte Chrom-Nickel-Dünnschicht zu verwenden. Durch das aufgezeigte Sputterverfahren lässt sich in kostengünstiger und technisch verlässlicher Weise eine funktionsfähige Messvorrichtung auf der Basis eines kapazitiven Kondensators oder einer induktiven Spule erreichen.It is particularly preferably provided that the electrically conductive material for the surface areas of the helical structure is applied by coating, in particular by a sputtering method. In particular, it has proved to be advantageous to use a sputtered chromium-nickel thin layer as the coating. By the sputtering method shown, a functional measuring device based on a capacitive capacitor or an inductive coil can be achieved in a cost-effective and technically reliable manner.

Durch den angesprochenen Metallauftrag mittels Sputterverfahren ist darüber hinaus sichergestellt, dass für eine Kontaktierung der jeweiligen elektrisch leitenden Flächenareale mittels Kontaktdrähten eine am freien Endbereich der jeweils zuordenbaren Flächenareal-Windung der Doppel-Helix-Struktur ein gut lötbares Schichtsystem aufgetragen ist, wobei hier Schichten aus FeNi und Au aufgesputtert werden können. Insbesondere ist auch durch das Sputter-Auftragverfahren erreicht, dass die beiden voneinander elektrisch isolierten Flächenareale der Doppel-Helix-Struktur am wendelförmigen Außenumfangsbereich verlässlich voneinander isoliert werden können.The above-mentioned metal deposition by means of sputtering process furthermore ensures that a contactable layer system is applied to contact the respective electrically conductive surface areas by means of contact wires at the free end region of the respectively assignable surface area winding of the double helix structure, in which case layers of FeNi and Au can be sputtered on. In particular, it is also achieved by the sputtering application method that the two areas of the double-helix structure which are electrically insulated from one another at the helical outer peripheral area can be reliably isolated from one another.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Messvorrichtung ist das Bauteil aus einem nicht- oder einem nicht-ideal-elastischen Material gebildet, insbesondere in Form eines Kunststoffmaterials, wie einem Polymer, bzw. aus einem Keramikmaterial, wie Aluminiumoxid (Al2O3), Zirkonoxid (ZrO2), Siliciumcarbid (SiC), Siliciumnitrid (Si3N4) oder Aluminiumnitrid (AlN).According to a further advantageous embodiment of the measuring device, the component is formed from a non- or a non-ideal-elastic material, in particular in the form of a plastic material, such as a polymer, or from a ceramic material, such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si 3 N 4 ) or aluminum nitride (AlN).

Besonders bevorzugt ist jedoch das verformbare Bauteil aus einem ideal-elastischen Material als Feder ausgebildet, deren Verformung aus einem Ausgangszustand heraus kapazitiv und/oder induktiv messbar ist, wobei nach Wegfall der Kraft- oder Längenänderung von außen her das Bauteil in seinen ursprünglichen Ausgangszustand zurückgelangt. Aufgrund der keramischen Grundstruktur für das verformbare Bauteil lassen sich die sonst üblichen Alterungseffekte bei Federn vermeiden, und die derart aufgebaute erfindungsgemäße Messvorrichtung lässt sich auch langfristig für genaue Messungen verwenden, ohne dass entsprechend nachkalibriert werden müsste. Mit der erfindungsgemäßen Messvorrichtung steht relativ kostengünstig ein kapazitiver oder induktiver Sensor zur Verfügung mit einer sehr guten Messwertauflösung im jeweils interessierenden Bereich.Particularly preferred, however, is the deformable component formed from an ideal elastic material as a spring whose deformation from an initial state is capacitively and / or inductively measurable, after the loss of force or change in length from the outside, the component returns to its original initial state. Due to the ceramic basic structure for the deformable component, the usual aging effects in springs can be avoided, and the measuring device according to the invention constructed in this way can also be used for accurate measurements in the long term, without having to recalibrate accordingly. With the measuring device according to the invention, a capacitive or inductive sensor is available relatively inexpensively with a very good measured value resolution in the respective region of interest.

Die erfindungsgemäße Messvorrichtung kann sich bevorzugt immer von selbst aufgrund ihrer Federcharakteristik nach Wegnahme der Kraft- oder Längenänderung von außen wieder in den Ausgangszustand zurückversetzen für einen erneuten Messwert-Aufnahmevorgang. Es besteht aber auch die Möglichkeit, eine Längen- oder Wegänderung auf das jeweilige Bauteil von außen her „aufzuprägen”, insbesondere in Form einer Krafteinwirkung von mechanisch verfahrbaren Baukomponenten, wie einem Ventilschieber eines Fluidventils, wobei der Ventilschieber dann in beiden Verfahrrichtungen auf das verformbare Bauteil für eine Messwertgenerierung einwirkt. Für eine derartige Fremdkraftaufprägung braucht das Bauteil nicht zwingend aus einem keramischen Werkstoff in der Art einer rückstellbaren Feder zu bestehen, sondern kann aus Kunststoffmaterialien, wie einem Polymerwerkstoff, relativ starr ausgestaltet sein, wobei dennoch eine gewisse Verformungsänderung des Bauteils, beispielsweise in Form einer Längen- oder Querschnittsänderung möglich sein muss, die dann jedoch nicht zwingend elastisch oder nicht-ideal-elastisch zu sein braucht.The measuring device according to the invention may preferably always reset itself from the outside to the starting state again after removal of the force or length change from the outside due to their spring characteristic for a renewed measured value recording process. But it is also possible to "impose" a length or path change on the respective component from the outside, in particular in the form of a force of mechanically movable structural components, such as a valve spool of a fluid valve, the valve spool then in both traversing directions on the deformable component for generating a measured value. For such an external force imparting the component does not necessarily consist of a ceramic material in the manner of a resettable spring, but may be made of plastic materials, such as a polymer material, relatively rigid, while still a certain deformation change of the component, for example in the form of a length or change in cross section must be possible, but then need not necessarily be elastic or non-ideal elastic.

Die erfindungsgemäße Messvorrichtung lässt sich beispielsweise in vorteilhafter Weise zur Viskositätsmessung eines Fluids einsetzen, wobei das als Feder konzipierte Bauteil mit seiner Resonanzfrequenz angeregt wird. Die sich ergebende Frequenz-Verschiebung ist dann über die Dämpfung der mechanischen Eigenfrequenz des Bauteils in Folge von Viskositätsunterschieden des das Bauteil jeweils umhüllenden, nicht leitenden Fluids, wie Hydrauliköl, messbar. Ferner kann die Messvorrichtung zu Öl-Analysezwecken eingesetzt werden, die bedingt durch partikuläre Verschmutzungen und/oder Wasseranlagerungen im Ölmedium hierdurch zu messbaren Kapazitäts- und/oder Induktivitätsänderungen führt.The measuring device according to the invention can be used, for example, advantageously for measuring the viscosity of a fluid, wherein the designed as a spring component is excited with its resonant frequency. The resulting frequency shift is then measurable via the damping of the mechanical natural frequency of the component as a result of differences in viscosity of the non-conductive fluid, such as hydraulic oil, which envelops the component. Furthermore, the measuring device can be used for oil analysis purposes, which leads due to particulate contamination and / or water deposits in the oil medium thereby measurable capacity and / or inductance changes.

Im Folgenden ist die erfindungsgemäße Messvorrichtung anhand eines Ausführungsbeispiels nach der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die In the following, the measuring device according to the invention is explained in more detail using an exemplary embodiment according to the drawing. It shows in principle and not to scale representation of the

1 in perspektivischer Draufsicht ein helixförmiges, verformbares Bauteil mit einem Keramik-Federgrundkörper, der zumindest teilweise elektrisch leitfähig beschichtet ist; 1 in a perspective plan view of a helical, deformable component with a ceramic spring body, which is at least partially coated electrically conductive;

2 eine teilweise geschnitten dargestellte Seitenansicht auf die Darstellung nach der 1, bei der die einzelnen Windungen des Keramikfeder-Bauteils der besseren Darstellung wegen auseinandergezogen dargestellt sind; und 2 a partially sectioned side view of the illustration according to the 1 in which the individual turns of the ceramic spring component are shown exploded for better illustration; and

3 die Verwendung zweier Mess-Bauteile nach den 1 und 2 zu Fluid-, insbesondere Öl-Analysezwecken. 3 the use of two measuring components after the 1 and 2 for fluid, in particular oil analysis purposes.

Die in der 1 gezeigte Messvorrichtung für die Längen- und/oder Kraftmessung weist ein helixförmiges Bauteil 2 aus isolierendem Material auf, dessen Flächen 4 mit einem elektrisch leitenden Material 5 versehen sind, wobei voneinander elektrisch isolierte Flächenareale 6, 8 entstehen. Der besseren Darstellung wegen sind in der 2 die Flächenareale symbolisch mit durchgezogenen Linien wiedergegeben und die Flächenareale 8 sind strichliniert dargestellt. Bei einer Verformung des Bauteils 2 durch Kraft- oder Längenänderung in Richtung seiner Längsachse 9 entsteht aufgrund des vorstehend beschriebenen konstruktiven Aufbaus zwangsläufig eine Änderung der Kapazität und/oder Induktivität, wobei die dahingehende Änderung die Generierung mindestens eines Mess-Signals; bevorzugt jedoch einer Vielzahl von Mess-Signalen, erlaubt.The in the 1 shown measuring device for the length and / or force measurement has a helical component 2 made of insulating material, whose surfaces 4 with an electrically conductive material 5 are provided, with each other electrically isolated area areas 6 . 8th arise. Because of the better representation are in the 2 the surface areas symbolically represented by solid lines and the area areas 8th are shown in dashed lines. At a deformation of the component 2 by force or length change in the direction of its longitudinal axis 9 arises due to the structural design described above inevitably a change in capacitance and / or inductance, wherein the pertinent change the generation of at least one measurement signal; but preferably a large number of measurement signals allowed.

Wie sich insbesondere aus der 2 ergibt, weist das Bauteil 2 dergestalt eine Doppel-Helix-Struktur auf, dass auf den einander zugewandten Stirnseiten oder stirnseitigen Flächen 4 einer jeden Windung 10 die voneinander elektrisch isolierten Flächenareale 6, 8 gebildet sind. Dabei bildet das zusammenhängende Flächenareal 6 eine helixförmige Leiterstruktur aus und das andere Areal 8 die andere Helix der Doppel-Helix-Struktur.As can be seen in particular from the 2 indicates, indicates the component 2 Such a double helix structure on that on the facing end faces or frontal surfaces 4 every turn 10 the electrically isolated area areas 6 . 8th are formed. This forms the coherent surface area 6 a helical conductor structure and the other area 8th the other helix of the double helix structure.

Wie insbesondere die 2 zeigt, sind die beiden elektrisch leitenden Flächenareale 6, 8 der Doppel-Helix-Struktur entlang ihres wendelförmigen Innenumfanges 12 und entlang ihres entsprechend wendelförmig gebildeten Außenumfanges 14 elektrisch voneinander isoliert, indem bevorzugt das elektrisch leitende Material nicht über die dahingehenden Umfangsbereiche 12, 14 der Wendel von einem Flächenareal 6 zum anderen Flächenareal 8 geführt ist. Wie insbesondere die Darstellungen nach den 1 und 2 zeigen, ist das helixförmige Bauteil 2 in der Art einer zylindrisch verlaufenden Schraubenfeder als Doppel-Helix-Struktur ausgebildet.How the particular 2 shows, the two are electrically conductive surface areas 6 . 8th the double helix structure along its helical inner circumference 12 and along its corresponding helically formed outer periphery 14 electrically isolated from each other, preferably by not the electrically conductive material on the pertinent peripheral regions 12 . 14 the helix of an area area 6 to the other area 8th is guided. As in particular the representations after the 1 and 2 show is the helical component 2 formed in the manner of a cylindrically extending coil spring as a double-helical structure.

Das elektrisch leitende Material 5 für die Flächenareale 6, 8 der helixförmigen Bauteilstruktur wird durch Beschichten erhalten, insbesondere unter Einsatz eines sogenannten Sputterverfahrens.The electrically conductive material 5 for the area areas 6 . 8th the helical component structure is obtained by coating, in particular using a so-called sputtering process.

Vor dem eigentlichen Beschichten wird jedoch ein Schutzlack (Photolack) auf die Außenfläche der Bauteil-Feder 2 aufgetragen. Besonders gute Beschichtungsergebnisse lassen sich dabei erzielen, indem man die Bauteil-Feder 2 auf einem mit Lack getränkten Tuch (nicht dargestellt) ähnlich wie bei einem Tampon-Druck-Verfahren abrollen lässt. Dieser Schritt wird mehrfach nach dem Trocknen des Lacks im Ofen bei 100°C wiederholt, um eine gleichmäßige Verteilung zu gewährleisten. Das angesprochene Belacken kann auch grundsätzlich mit einem Pinsel von Hand erfolgen; es zeigt sich jedoch dann häufig, dass keine gleichmäßige Schichtdicke aufgebracht werden kann. Prinzipiell wäre es auch denkbar, den Schritt des Belackens entfallen zu lassen, wenn die Mantelfläche der Feder nach der Beschichtung geschliffen wird, so dass kein elektrischer Kontakt zwischen den beiden beschichteten Zwischenräumen in Form der angesprochenen Flächenareale 6, 8 existiert. Zum Schutz der jeweiligen Innenfläche 12 der Bauteilfeder 2 kann diese passgenau auf einen (Metall-)Kern (nicht dargestellt) einer nicht näher spezifizierten Herstellvorrichtung aufgeschoben werden. Die Beschichtung der Feder selbst erfolgt in mindestens drei Schritten, oder kontinuierlich rotierend um den gesamten Umfang der Feder gleichmäßig beschichten zu können.Before the actual coating, however, a protective lacquer (photoresist) on the outer surface of the component spring 2 applied. Particularly good coating results can be achieved by the component spring 2 roll on a cloth soaked in lacquer (not shown) similar to a tampon printing process. This step is repeated several times after drying the paint in the oven at 100 ° C to ensure even distribution. The mentioned coating can also be done basically with a brush by hand; However, it often turns out that a uniform layer thickness can not be applied. In principle, it would also be conceivable to omit the step of coating, if the lateral surface of the spring is ground after the coating, so that no electrical contact between the two coated spaces in the form of the surface areas mentioned 6 . 8th exist. To protect the respective inner surface 12 the component spring 2 This can be precisely placed on a (metal) core (not shown) of a manufacturing device not specified in more detail. The coating of the spring itself is carried out in at least three steps, or continuously rotating to evenly coat the entire circumference of the spring.

Die Beschichtung wird durch Sputtertechnik realisiert, beispielsweise unter Einsatz eines an sich bekannten Magnetron-Sputtersystems (nicht dargestellt). Dazu wird das Substrat, in diesem Fall gebildet durch die Bauteil-Feder 2, in einem Abstand von einigen Zentimetern gegenüber dem Target des Sputtersystems positioniert. Vor der Beschichtung wird die Kammer des Magnetrons auf Hochvakuum evakuiert, um eine Verunreinigung der aufzutragenden Dünnschichten zu verhindern. Durch Einleiten von Argon als Sputtergas wird beim Anlegen einer Gleichstrom(DC)-Spannung an das Target ein Plasma gezündet und positive Argon-Ionen auf das Target zu beschleunigt. Dort schlagen die Ionen dann durch Impuls-Übertragung Target-Atome aus dem Material hinaus, die auf dem Substrat kondensieren. Auf diese Weise wird die Dünnschicht als elektrisch leitende Schicht 5 auf der Substratoberfläche aufgebaut. Das dahingehende Sputtern ist an sich bekannt, so dass an dieser Stelle hierauf nicht mehr näher im Einzelnen eingegangen wird.The coating is realized by sputtering, for example using a known magnetron sputtering system (not shown). For this purpose, the substrate, in this case formed by the component spring 2 positioned at a distance of a few centimeters from the target of the sputtering system. Prior to coating, the chamber of the magnetron is evacuated to high vacuum to prevent contamination of the thin films to be applied. By introducing argon as the sputtering gas, a plasma is ignited when a direct current (DC) voltage is applied to the target, and positive argon ions are accelerated toward the target. There, by impulse transfer, the ions then eject target atoms out of the material which condense on the substrate. In this way, the thin film as an electrically conductive layer 5 built up on the substrate surface. The sputtering is known per se, so that will not be discussed in detail here at this point.

Als Beschichtungsmaterial wird ein gut leitfähiges Metall verwendet, wobei die Schichtdicke bevorzugt am Außenmantel des Bauteils 2 ca. 300 bis 400 nm beträgt. Da der jeweilige Spalt 16 zwischen den einzelnen Windungen 10 der Bauteilfeder 2 aufgrund des relativ geringen Windungsabstandes nur eine Streu-Beschichtung erhält, kann in diesen Arealen 6, 8 keine genaue Angabe zur Schichtdicke gemacht werden. Der elektrische Widerstand einer Leiterbahn auf dem federförmigen Bauteil 10 kann an die Meßaufgabe angepaßt werden und sollte bevorzugt im Bereich von wenigen Ohm bis in den kOhm-Bereich liegen. Der dahingehende elektrische Widerstand ist jedoch für eine Funktion des Bauteils 2 als kapazitiver Sensor nicht essentiell relevant, solange eine ausreichende Leitfähigkeit gegeben ist.As a coating material, a good conductive metal is used, wherein the layer thickness preferably on the outer jacket of the component 2 about 300 to 400 nm. Because the respective gap 16 between the individual turns 10 the component spring 2 due to the relatively small winding distance receives only a litter coating, can in these areas 6 . 8th no exact information about the layer thickness can be made. The electrical resistance of a conductor track on the spring-shaped component 10 can be adapted to the measurement task and should preferably be in the range of a few ohms in the kOhm range. However, the pertinent electrical resistance is for a function of the component 2 as a capacitive sensor not essential, as long as sufficient conductivity is given.

Positiv für das Generieren einer ausreichenden Schichtdicke zwischen den Windungen 10 wirkt sich aus, dass man einen relativ niedrigen Argon-Sputtergas-Druck während der Beschichtung wählt, da die mittlere freie Weglänge der abgesputterten Teilchen stark vom dahingehenden Gasdruck abhängt.Positive for generating a sufficient layer thickness between turns 10 This has the effect of choosing a relatively low argon sputtering gas pressure during the coating, since the mean free path of the sputtered particles is highly dependent on the gas pressure.

Die Leitfähigkeit der so erhaltenen Schicht kann durch eine galvanische Verstärkung erhöht werden. Dazu muß die aufgesputterte Dünnschicht eine für den Galvanikprozeß ausreichende Leitfähigkeit aufweisen.The conductivity of the layer thus obtained can be increased by a galvanic reinforcement. For this purpose, the sputtered thin film must have sufficient for the electroplating process conductivity.

Wie insbesondere die 1 zeigt, wurde für eine Kontaktierung mittels zweier elektrischer Drähte 18 auf die CrNi-Dünnschicht noch zusätzlich ein Schichtsystem 20 aus FeNi und Au aufgesputtert, das jedoch an den freien stirnseitigen Endbereichen 22 des helixförmigen Bauteiles 2 nur teilweise entlang des dahingehenden Radialumfanges aufgetragen ist. Durch das zusätzliche Schichtsystem 20 lassen sich in besonders einfacher Weise die elektrischen Drähte 18 an die beiden Enden oder Endbereiche 22 des federförmigen Bauteils 2 anlöten und stellen somit einen sicheren und insoweit auch bestrombaren, Kontakt her. Als Alternative hierzu kann auch ein in der Dünnschichttechnik bewährtes Kontaktschichtsystem auf Basis von z. B. Pt, Pd, Cu o. ä. Anwendung finden, wobei Pt und Pd-Schichtsysteme für Hochtemperaturanwendungen gut geeignet sind.How the particular 1 shows was for contacting by means of two electrical wires 18 on the CrNi thin film still additionally a layer system 20 sputtered from FeNi and Au, but at the free end-side end areas 22 of the helical component 2 only partially along the pertinent radial circumference is applied. Due to the additional layer system 20 can be in a particularly simple manner, the electrical wires 18 at the two ends or end portions 22 of the spring-shaped component 2 solder and thus provide a safe and insofar also energized, contact ago. As an alternative, a proven in thin-film technology contact layer system based on z. As Pt, Pd, Cu o. Ä. Find application, with Pt and Pd layer systems are well suited for high temperature applications.

Nach der vorstehend beschriebenen Beschichtung mittels Sputter-Auftragverfahren wird der Photolack entfernt, was beispielsweise mit Aceton als Lösemittel erfolgen kann, so dass die darauf befindliche metallische Dünnschicht „geliftet” wird. Die jeweilige Innenfläche der Feder in Form des Innenumfanges 12 war im Versuch ausreichend durch den (Metall)-Kern, auf den das federförmige Bauteil 2 aufgeschoben wurde, geschützt, so dass insoweit keine Nacharbeit notwendig war. Das bereits angesprochene Anlöten der Kontaktdrähte 18 kann mittels Standard-Lötverfahren auch von Hand erfolgen.After the above-described coating by means of a sputter-coating method, the photoresist is removed, which can be done, for example, with acetone as the solvent, so that the metallic thin film located thereon is "lifted". The respective inner surface of the spring in the form of the inner circumference 12 was sufficient in the experiment by the (metal) core on which the spring-shaped component 2 was postponed, protected, so that in this respect no rework was necessary. The already mentioned soldering the contact wires 18 can also be done by hand using standard soldering techniques.

Als Ausgangswerkstoff für das zu beschichtende Bauteil 2 ist dieses als Keramikfeder in Form einer zylindrischen Schraubenfederform (zylindrische Doppel-Helix-Form) realisiert, die im Querschnitt gesehen rechteckförmig ausgestaltete Windungen 10 aufweist. Der hierfür eingesetzte keramische Werkstoff ist nicht leitend und besteht vorzugsweise aus Aluminiumoxid und in weiter bevorzugter Weise aus Aluminiumoxid mit einer Reinheit von mehr als 99,9% und einer mechanischen Festigkeit (4-Punkt Biegebruch nach Din 831EN ) von > 400 MPa.As starting material for the component to be coated 2 this is realized as a ceramic spring in the form of a cylindrical helical spring form (cylindrical double-helical shape), which seen in cross-section rectangular-shaped turns 10 having. The ceramic material used for this purpose is non-conductive and is preferably made of alumina and more preferably of alumina with a purity of more than 99.9% and a mechanical strength (4-point bending break after Din 831EN ) of> 400 MPa.

Für die Herstellung des dahingehend keramischen Feder-Grundkörpers können an sich bekannte Technologien eingesetzt werden, beispielsweise isostatisches Pressen auf einem Kern zur Erzeugung eines Rohres, Grünbearbeitung des Presslings, Sintern, Hartbearbeitung sowie heißisostatische Nachverdichtung, wobei der letzte Verfahrensschritt nicht zwingend notwendig ist. Alternativ hierzu könnte die zylindrische Federform auch durch Verformen eines extrudierten Stabes oder durch Spritzgießen hergestellt werden. Allen Formgebungsverfahren ist gemeinsam, dass nach dem Sinter-Prozess eine Feder als Bauteil-Grundstruktur aus hochreiner Keramik ohne Fremdmaterialien vorliegt.Known technologies can be used for the production of the ceramic spring body of this type, for example isostatic pressing on a core to produce a tube, green processing of the compact, sintering, hard machining and hot isostatic recompression, the last method step not being absolutely necessary. Alternatively, the cylindrical spring shape could also be made by deforming an extruded rod or by injection molding. All molding processes have in common that after the sintering process, a spring is present as a component basic structure of highly pure ceramics without foreign materials.

Grundsätzlich ist es weiterhin möglich einen Feder-Grundkörper durch die entsprechende Bearbeitung eines einkristallinen Werkstoffes z. B. Saphir zu fertigen, um extreme Genauigkeiten zu erhalten. Mit dem Begriff „keramischer Werkstoff” wird hier sowohl die polykristalline, als auch eine einkristalline Werkstoffform bezeichnet.In principle, it is still possible a spring body by the corresponding processing of a single crystal material z. B. sapphire to get extreme accuracies. The term "ceramic material" here denotes both the polycrystalline and a monocrystalline material form.

Das in den 1 und 2 gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt eine beschichtete Keramik-Federgrundstruktur, bei der die innere und äußere Mantelfläche 12, 14 des zylinderförmigen Schraubenkörpers unbeschichtet geblieben sind, so dass die gegenüberliegenden metallisierten Flächenareale 6, 8 voneinander elektrisch isoliert sind und dann insoweit genutzt werden können, um einen Kondensator als Gesamtbauteil 2 zu erzeugen, dessen Kapazität in guter Näherung umgekehrt proportional zum Abstand der metallisierten Flächenareale 6, 8 ist. Das gezeigte Bauteil 2 mit seiner Keramikfeder-Grundstruktur kann beispielsweise einen Federweg von 3 mm besitzen, bei dessen Änderung im Rahmen einer von außen aufgeprägten Kraft, sich eine Kapazitätsänderung ergibt, die mindestens im Bereich von einigen pF liegt. Selbst unter Berücksichtigung der Nichtlinearität der Kapazitätsänderung eines Plattenkondensators bei Änderung des Plattenabstandes ergibt sich eine sehr hohe Auflösung. Damit lässt sich im Bereich von wenigen pF ein auswertbares Mess-Signal erzeugen. Ohne Berücksichtigung der der Feder inhärenten Nichtlinearität ist dennoch auf dem gesamten Federweg eine sehr hohe Auflösung gegenüber konventionellen Messverfahren auf diesem Gebiet erreicht.That in the 1 and 2 embodiment shown shows a coated ceramic spring base structure, in which the inner and outer circumferential surface 12 . 14 of the cylindrical screw body have remained uncoated, so that the opposite metallized surface areas 6 . 8th are electrically isolated from each other and can then be used to a extent as a capacitor as a whole component 2 whose capacity, to a good approximation, is inversely proportional to the distance of the metallized surface areas 6 . 8th is. The component shown 2 with its ceramic spring basic structure, for example, can have a travel of 3 mm, the change in the context of an externally applied force results in a capacitance change, which is at least in the range of a few pF. Even taking into account the nonlinearity of the capacitance change of a plate capacitor when changing the plate spacing results in a very high resolution. This makes it possible to generate an evaluable measuring signal in the range of a few pF. Regardless of the inherent non-linearity of the spring is still on the entire travel a very high resolution achieved compared to conventional measuring methods in this field.

Wie vorstehend die Kapazitätsänderung für den derart gebildeten Bauteil-Kondensator beschrieben ist, lässt sich auch das Bauteil 2 mit seiner sich dann ändernden Induktivität als Spulen-Messeinrichtung für die Induktivitätsänderung verwenden. Dabei kann die Keramikfeder auch in rückstellender Weise eine Torsionskraft messtechnisch erfassen. Die jeweilige Messwertableitung erfolgt über die elektrischen Drähte 18, die jedoch auch mit einer Spannung je nach Messverfahren beaufschlagt werden können. Das in den 1 und 2 gezeigte zylindrisch-helixförmige Bauteil 2 ist voll federelastisch ausgebildet und mithin aus ideal-elastischem Keramik-Material aufgebaut. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das Bauteil 2 von seiner Grundkörper-Struktur her aus einem nicht-ideal-elastischen Material auszubilden, beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial, wie einem Polymer.As described above, the capacitance change for the component capacitor thus formed, the component can also be 2 with its then changing inductance as coil measuring device for the inductance change use. In this case, the ceramic spring can also detect a torsional force in a restoring manner. The respective measured value derivation takes place via the electrical wires 18 However, they can also be subjected to a voltage depending on the measuring method. That in the 1 and 2 shown cylindrical-helical component 2 is fully elastic and thus constructed of ideal-elastic ceramic material. But there is also the possibility of the component 2 from its main body structure forth of a non-ideal-elastic material form, for example, of a plastic material, such as a polymer.

Für eine Veränderung der Bauteillänge, die zu einer Kapazitäts-, respektive Induktivitätsänderung führt, ist aber dann das derart konzipierte Bauteil 2 von außen her mit einer Fremdkraft anzusteuern, die dann die Längenänderung für das Bauteil 2 messtechnisch „aufprägt”. Die dahingehende Krafteinwirkung oder Kraftaufprägung kann beispielsweise über mechanisch verfahrbare Baukomponenten, wie einem Ventilschieber eines Fluidventils erfolgen, so dass sich dergestalt über das Mess-Bauteil 2 eine Aussage über die aktuelle Schieberposition für jede Ventil-Schieberstellung treffen lässt.For a change in the component length, which leads to a change in capacitance or inductance, but then the so-designed component 2 to control from the outside with a foreign force, then the change in length for the component 2 metrologically "imprinted". The pertinent force or force can be done for example via mechanically movable structural components, such as a valve spool of a fluid valve, so that in such a way on the measuring component 2 make a statement about the current slide position for each valve slide position.

Insbesondere kann die erfindungsgemäße Messvorrichtung zur Viskositätsmessung eingesetzt werden, indem die Bauteil-Feder 2 mit ihrer Resonanzfrequenz über die Drähte 18 elektrisch angeregt wird und die Verschiebung der mechanischen Eigenfrequenz in Abhängigkeit von der Schwingungsdämpfung durch ein umgebendes viskoses Medium gemessen wird. Diese Schwingungsdämpfung ist eine Funktion der Viskosität des Mediums, die auf diese Art gemessen werden kann.In particular, the measuring device according to the invention can be used for viscosity measurement by the component spring 2 with their resonant frequency across the wires 18 is electrically excited and the displacement of the mechanical natural frequency as a function of the vibration damping is measured by a surrounding viscous medium. This vibration damping is a function of the viscosity of the medium, which can be measured in this way.

Die 3 zeigt nun abschließend eine weitere Anwendung der Messvorrichtung, diesmal zu Öl-Analysezwecken, wobei eine Differenzdruck Messung realisiert ist, indem zwei helixförmige Mess-Bauteile 2 sich an einem Trennelement 24 angreifend, das innerhalb eines Gehäuses 25 längsverfahrbar geführt ist und diese fluiddicht in zwei Kammern 26 mit je einem Mess-Bauteil 2 unterteilt. Durch Druckunterschiede in den durch das Trennelement 24 voneinander getrennten Kammern 26 werden die Federn gemäß der Doppel-Pfeil-Darstellung wechselweise ausgelenkt bzw. zusammengedrückt. Insoweit ist es möglich eine sehr empfindliche Messung des Differenzdruckes in einem Flüssigkeitskreislauf durchzuführen um z. B. den Verschmutzungsgrad eines Filters zu überwachen.The 3 Finally, shows a further application of the measuring device, this time for oil analysis purposes, wherein a differential pressure measurement is realized by two helical measuring components 2 on a partition 24 attacking, inside a case 25 is guided longitudinally movable and fluid-tight in two chambers 26 each with a measuring component 2 divided. By pressure differences in the through the separator 24 separate chambers 26 the springs are alternately deflected or compressed according to the double-arrow illustration. In that regard, it is possible to perform a very sensitive measurement of the differential pressure in a fluid circuit to z. B. to monitor the degree of contamination of a filter.

Ein derartiges System ist äußerst vorteilhaft weil gleichzeitig eine hohe Druckfestigkeit und hohe Auflösung garantiert werden können.Such a system is extremely advantageous because at the same time high pressure resistance and high resolution can be guaranteed.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die erfindungsgemäße Messvorrichtung in einer elektrisch isolierenden Flüssigkeit mit einer elektrischen Dielektrizitätskonstante > 1 zu platzieren, wodurch die Kapazitätsänderung der Messvorrichtung entsprechend vergrößert wird.A further embodiment of the invention provides to place the measuring device according to the invention in an electrically insulating liquid with an electrical dielectric constant> 1, whereby the capacitance change of the measuring device is correspondingly increased.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, eine erfindungsgemäße Messvorrichtung zur Messung eines Differenzdruckes in einem Flüssigkeitskreislauf gleichzeitig dazu zu benutzen, über die Veränderung der Dielektrizitätskonstante den Zustand der Flüssigkeit zu detektieren, insbesondere bei Schmierölen.Another embodiment of the invention provides for simultaneously using a measuring device according to the invention for measuring a differential pressure in a fluid circuit to detect the state of the fluid via the change in the dielectric constant, in particular in the case of lubricating oils.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • Din 831EN [0034] Din 831EN [0034]

Claims (13)

Messvorrichtung für die Längen- und/oder Kraftmessung mit einem helixförmigen Bauteil (2) aus isolierendem Material, dessen Flächen (4) zumindest teilweise derart mit einem elektrisch leitenden Material (5) versehen sind, dass voneinander elektrisch isolierte Flächenareale (6, 8) entstehen und dass bei einer Verformung des Bauteils (2) durch seine sich hierdurch ändernde Kapazität und/oder Induktivität die Generierung mindestens eines Mess-Signals erfolgt.Measuring device for length and / or force measurement with a helical component ( 2 ) of insulating material whose surfaces ( 4 ) at least partially with an electrically conductive material ( 5 ) are provided that electrically isolated area areas ( 6 . 8th ) and that at a deformation of the component ( 2 ), the generation of at least one measuring signal takes place through its thereby changing capacity and / or inductance. Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (2) eine Doppel-Helix-Struktur dergestalt aufweist, dass auf den einander zugewandten Stirnseiten (4) einer jeden Windung (10) die voneinander elektrisch isolierten Flächenareale (6, 8) gebildet sind.Measuring device according to claim 1, characterized in that the component ( 2 ) has a double-helical structure in such a way that on the mutually facing end faces ( 4 ) of each turn ( 10 ) the electrically isolated area areas ( 6 . 8th ) are formed. Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitenden Flächenareale (6, 8) der Doppel-Helix-Struktur entlang ihres wendelförmigen Innen- (12) und Außenumfanges (14) elektrisch voneinander isoliert sind.Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the electrically conductive surface areas ( 6 . 8th ) of the double helix structure along its helical interior ( 12 ) and outer circumference ( 14 ) are electrically isolated from each other. Messvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende Material für die Flächenareale (6, 8) der helixförmigen Bauteil-Struktur durch PVD-Prozesse, insbesondere durch Sputter- oder Aufdampfverfahren aufgetragen ist.Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the electrically conductive material for the surface areas ( 6 . 8th ) of the helical component structure is applied by PVD processes, in particular by sputtering or vapor deposition. Messvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Beschichtung eine aufgesputterte Metallschicht, insbesondere eine gut leitfähige Schicht wie z. B. Al, Cu, Au, Pt dient, deren Leitfähigkeit bedarfsweise mittels galvanischer Verstärkung unter Einsatz der Dünnschichttechnik erhöht ist.Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that a sputtered metal layer, in particular a highly conductive layer such. B. Al, Cu, Au, Pt whose conductivity is increased if necessary by means of galvanic reinforcement using the thin-film technique. Messvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Kontaktierung der jeweiligen elektrisch leitenden Flächenareale (6, 8) mittels Kontaktdrähten (18) eine am freien Endbereich (22) der jeweils zuordenbaren Flächenareal-Windung der Doppel-Helix-Struktur ein gut lötbares Schichtsystem (20) aufgetragen ist, insbesondere Schichten bzw. Schichtsysteme aus FeNi, Cu, Pt, Pd und Au aufgesputtert sind.Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that for a contacting of the respective electrically conductive surface areas ( 6 . 8th ) by means of contact wires ( 18 ) one at the free end area ( 22 ) of the respectively assignable surface area turn of the double helix structure a well solderable layer system ( 20 ), in particular layers or layer systems of FeNi, Cu, Pt, Pd and Au are sputtered on. Messvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (2) aus einem nicht- oder einem ideal-elastischen Material gebildet ist, insbesondere in Form eines Kunststoffmaterials wie einem Polymer bzw. aus einem Keramikmaterial besteht wie Aluminiumoxid (Al2O3), Zirkonoxid (ZrO2), deren Mischoxiden sowie Saphir und/oder Quarz.Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the component ( 2 ) is formed from a non-elastic or an ideal-elastic material, in particular in the form of a plastic material such as a polymer or a ceramic material such as alumina (Al 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), their mixed oxides and sapphire and / or Quartz. Messvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (2) bestehend aus einem ideal-elastischen Material als Feder ausgebildet ist, deren Verformung aus einem Ausgangszustand heraus kapazitiv und/oder induktiv messbar ist, und dass nach Wegfall der Kraft- oder Längenänderung von außen her das Bauteil (2) wieder seinen Ausgangszustand einnimmt.Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the component ( 2 ) is formed of an ideal elastic material as a spring whose deformation from an initial state is capacitively and / or inductively measurable, and that after elimination of the force or length change from the outside, the component ( 2 ) returns to its initial state. Messvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längen- oder Wegänderung auf das jeweilige Bauteil (2) von außen her aufgeprägt ist, insbesondere in Form der Krafteinwirkung von mechanisch verfahrbaren Baukomponenten wie einem Ventilschieber eines Fluidventils.Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that a length or path change to the respective component ( 2 ) is stamped from the outside, in particular in the form of the force of mechanically movable components such as a valve spool of a fluid valve. Messvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Viskositätsmessung eines Fluids das als Feder konzipierte Bauteil (2) mit seiner Resonanzfrequenz anregbar ist und dass die Frequenz-Verschiebung durch Dämpfung der mechanischen Eigenfrequenz des Bauteils (2) in Folge von Viskositätsunterschieden eines das Bauteil (2) jeweils umhüllenden, nicht leitenden Fluids wie Hydrauliköl messbar ist.Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that, for the viscosity measurement of a fluid, the component designed as a spring ( 2 ) is excitable with its resonant frequency and that the frequency shift by damping the mechanical natural frequency of the component ( 2 ) due to differences in viscosity of the component ( 2 ) each enveloping, non-conductive fluid such as hydraulic oil is measurable. Meßvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitätsbildende Struktur des Sensors in einem elektrisch nicht leitenden, flüssigen Medium (Flüssigkeit, Suspension, Emulsion o. dgl.) angeordnet ist, dessen Dielektrizitätskonstante > 1 ist.Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the capacitance-forming structure of the sensor in an electrically non-conductive liquid medium (liquid, suspension, emulsion o. The like.) Is arranged, whose dielectric constant is> 1. Messvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu Öl-Analysezwecken eingesetzt die bedingt durch partikuläre Verschmutzungen und/oder Wasseranlagerungen im Ölmedium hierdurch sich ergebenden Kapazitäts- und/oder Induktivitätsänderungen durch das Bauteil (2) erfassbar sind.Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that used for oil analysis purposes due to particulate contamination and / or water deposits in the oil medium thereby resulting capacitance and / or inductance changes by the component ( 2 ) are detectable. Messvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Differenzdruckmessung jeweils ein Federelement (2) mit jeweils einer der Seiten einer bewegbar angeordneten Trennmembran (24) verbunden ist, die mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbar ist.Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that for the differential pressure measurement in each case a spring element ( 2 ) each having one of the sides of a movably arranged separation membrane ( 24 ), which can be acted upon by different pressures.
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