DE1120720B - Elektromechanische Messvorrichtung - Google Patents

Elektromechanische Messvorrichtung

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DE1120720B
DE1120720B DEG22017A DEG0022017A DE1120720B DE 1120720 B DE1120720 B DE 1120720B DE G22017 A DEG22017 A DE G22017A DE G0022017 A DEG0022017 A DE G0022017A DE 1120720 B DE1120720 B DE 1120720B
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Loris Giardino
Vittorio Faenza
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    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/12Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring diameters
    • G01B7/13Internal diameters
    • GPHYSICS
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Description

  • Elektromechanische Meßvorrichtung Die Erfindung betrifft elektromechanische Meßvorrichtungen, bei welchen die Schwankungen der gemessenen Größe in entsprechenden Änderungen des Abstandes oder des Dielektrikums zwischen den parallelen Platten eines veränderbaren, an einen Wechselspannungsgenerator angeschlossenen und mit einem festen Vergleichskondensator in Reihe geschalteten Plattenkondensators umgewandelt und dadurch in Spannungsänderungen zwischen den Klemmen des veränderbaren Plattenkondensators umgesetzt werden.
  • Bei diesen Vorrichtungen liegt praktisch keine lineare Abhängigkeit zwischen den Klemmenspannungsschwankungen des veränderbaren Plattenkondensators und den Änderungen des Plattenabstandes bzw. der Dielektrizitätskonstante desselben vor, da der Kraftlinienfluß des veränderbaren Plattenkondensatorsnicht ausschließlich zwischen denKondensatorenplatten, sondern unvermeidlich auch zwischen anderen. mit den Kondensatorplatten verbundenen und gegeneinander nicht bewegten elektrischen Leitern erfolgt und dieser Neben- oder Streufluß der Kraftlinien eine mit dem veränderbaren Plattenkondensator parallel geschaltete und von der Messung unabhängige feste Kapazität darstellt.
  • Um nun unter Vermeidung dieser Mängel an den Klemmen eines Meßkondensators eine Spannungsänderung zu erhalten, die dem Plattenabstand proportional ist, hat man bei Einrichtungen zum Messen oder Registrieren von Druckänderungen bereits vorgesehen, die Verzerrungen, die beim Umsetzen der Druckänderungen in Kapazitätsänderungen infolge der nichtlinearen Abhängigkeit der Dielektrizitätskonstanten vom Druck auftreten, durch die gekrümmte Charakteristik der ohnehin verwendeten trägheitsfreien elektrischen Schaltmittel auszugleichen.
  • Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Ausführung liegtjedoch in der außerordentlichen Schwiengkeit, die gekrümmte Kennlinie der in einer Meßvorrichtung verwendeten elektrischen Schaltungselemente genau jener nichtlinearen Abhängigkeit anzupassen, die zwischen der Meßgrößenänderung und den Spannungsänderungen an den Kondensatorklemmen besteht. Regelmäßig wird sich diese Anpassung nur durch ein zeitraubendes Auswählen geeigneter Schaltungselemente erreichen lassen, wobei jedoch im Hinblick auf die geringe Konstanz der Kennlinienkrümmung der bekannten nichtlinearen Schaltungselemente keine große Gewähr besteht, daß die einmal vorgenommene Anpassung längere Zeit erhalten bleibt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Mängel der bekannten Ausführungen eine elektromechanische Meßvorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die Proportionalität zwischen den Änderungen des Plattenabstandes bzw. der Dielektrizitätskonstante und der Klemmenspannung des Kondensators in zuverlässiger und fertigungstechnisch einfacher Weise gewährleistet ist.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Höhe der vom Wechselspannungsgenerator erzeugten Spannung selbsttätig derart verändert wird, daß die Differenz zwischen der Klemmenspannung des festen Vergleichskondensators und einem Bruchteil der Klemmenspannung des veränderbaren Plattenkondensators einen festen Wert beibehält.
  • Zweckmäßig hängt dabei die von dem Wechselspannungsgenerator erzeugte Spannungshöhe von einer Steuerspannung ab, die durch den Unterschied zwischen einer festen Vergleichsspannung und der Differenz zwischen der Klemmenspannung des festen Vergleichskondensators und einem Bruchteil der Klemmenspannung des veränderbaren Plattenkondensators erhalten wird.
  • Bei dieser Anordnung kann der von der Klemmenspannung des festen Vergleichskondensators abzuziehende Bruchteil der Klemmenspannung des veränderbaren Plattenkondensators derart bestimmt werden, daß sich eine lineare Abhängigkeit zwischen den an den Klemmen des veränderbaren Plattenkondensators erhaltenen Spannungsänderungen und den Schwankungen des Plattenabstandes bzw. der Dielektrizitätskonstante dieses Kondensators und folglich den Schwankungen der gemessenen Größe einstellt.
  • Es ist dabei für die Erfindung belanglos, mit welchen Mitteln die Änderung der vom Wechselspannungsgenerator erzeugten Spannungshöhe oder die Differenz zwischen der Klemmenspannung des festen Vergleichskondensators und dem festgesetzten Bruchteil der Klemmenspannung des veränderbaren Plattenkondensators bzw. die durch den Unterschied zwischen dieser Spannungsdifferenz und einer festen Vergleichsspannung erzielte Steuerspannung für den Wechselspannungsgenerator erhalten werden.
  • Die Erfindung ist an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
  • Es zeigen Fig. 1 bis 4 einige an sich bekannte Ausführungen der elektromechanischen Meßvorrichtung, bei welchen der Erfindungsgedanke Anwendung finden kann, Fig. 5 und 6 das Grundschaltbild dieser Meßvorrichtungen und die damit erhaltenen theoretischen und praktischen Abhängigkeitskurven zwischen dem Plattenabstand des veränderbaren Plattenkondensators und der an den Klemmen dieses Kondensators gemessenen Spannung, Fig. 7 das allgemeine Schaltbild der Anordnung nach der Erfindung, Fig. 8 das Schaltschema eines praktischen Ausführungsbeispieles nach der Erfindung.
  • Die Erfindung betrifft ganz allgemein solche an sich bekannte elektromechanische Meßvorrichtungen, bei welchen die Schwankungen der gemessenen Größe in verhältnisgleiche Anderungen des Abstandes D1 zwischen den parallelen Platten P1 und P2 eines veränderbaren, an einem Wechselspannungsgenerator 3 angeschlossenen und mit einem festen Vergleichskondensator 2 in Reihe geschalteten Plattenkondensators 1 umgewandelt und dadurch in Spannungsänderungen zwischen den Klemmen dieses veränderbarenPlattenkondensators 1 umgesetzt werden (s. Fig.5).
  • Es ist dabei gleichgültig, was für eine Größe gemessen wird und mit welchen mechanischen Mitteln die Schwankungen dieser Größe in entsprechende Änderungen des Abstandes Dazwischen den Kondensatorplatten P1, P2 umgewandelt werden.
  • Es kann sich z. B. darum handeln, die Dickenabweichungen von Werkstücken 4 in bezug auf einen festgelegten Normwert festzustellen (Fig. 1 und 2). In diesem Fall kann der veränderbare Plattenkondensator 1 eine feststehende Platte P1 und eine von und zu derselben bewegliche Platte P2 aufweisen, welch letztere von einem durch eine Feder 5 gegen das Werkstück 4 gedrückten Tasthebel 6 od. dgl. getragen ist (Fig. 1). Die Dickenschwankungen des auf einer Unterlage 7 ruhenden oder bewegten Werkstückes 4 rufen Verschwenkungen des Tasthebels 6 und entsprechende Änderungen des Abstandes D1 zwischen den Kondensatorplatten P1, P2 herbei. Dabei kann ohne weiteres angenommen werden, daß die Kondensatorplatten P1, P2 stets parallel zueinander bleiben, da eine solche Vorrichtung nur zu Feinstmessungen benutzt wird und die Verschwenkungen des Tasthebels 6 so klein sind, daß die entsprechende Schiefstellung der Kondensatorplatten P1, P2 vernachlässigt werden kann.
  • Bei Metallwerkstücken 4, die eine ebene Oberfläche aufweisen, z. B. bei Blechen od. dgl., kann das von einer Unterlage 7 getragene Werkstück 4 einer festen, mit der einen Klemme des Wechselspannungsgenerators 6 verbundenen Kondensatorplatte Pl gegenübergestellt und an der anderen Klemme des Wechselspannungsgenerators 6 angeschlossen werden (Fig. 2). Bei dieser Anordnung stellt das Werkstück 4 selbst die bewegliche Platte P2 des Plattenkondensators 1 dar, und seine Dickenschwankungen äußern sich in entsprechenden Änderungen des Abstandes zwischen der festen Kondensatorplatte P1 und der dieser zugekehrten Werkstückoberfläche.
  • Für die Messung der Durchmesserschwankungen von Bohrungen 8 können zwei veränderbare Plattenkondensatoren 1 benutzt werden (Fig. 3), deren bewegliche Platten P 2 von je einem Tasthebel 6 od. dgl. getragen werden. Diese Tasthebel 6 werden durch Federn 5 in zwei diametral entgegengesetzten Punkten gegen die Bohrungswandung gedrückt. Die voneinander unabhängigen Bewegungen der Tasthebel 6 werden in entsprechende Abstandsänderungen zwischen den Platten P1, P 2 der zugeordneten Plattenkondensatoren 1 und dadurch in Spannungsschwankungen an den Klemmen dieser Kondensatoren umgesetzt. Die Summe dieser Spannungsschwankungen liefert ein Maß für die Durchmesserschwankungen der Bohrung 8.
  • Die Vorrichtung kann auch bei Gewichtsmessungen Verwendung finden, indem z. B. der Abstand zwischen den Platten P1, P2 des veränderbaren Plattenkondensators 1 durch die Ausschläge einer Wiegevorrichtung geändert wird. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird die bewegliche Kondensatorplatte P2 von einer Wiegeschale 9 getragen, die durch eine Feder 10 abgestützt und von und zu der festen Kondensatorplatte P 1 bewegbar ist. Die Bewegungen der Wiegeschale 9 infolge der Schwankungen des darauf gelegten Gewichtes rufen entsprechende Abänderungen des Abstandes D1 zwischen den Platten Pl, P2 des Kondensators 1 hervor.
  • Im Falle von nichtmetallischen Werkstücken, z. B. von Zigaretten, ist es möglich, beide Platten P1, P2 des veränderbaren Plattenkondensators 1 als feste Platten auszubilden und das Werkstück dazwischen durchzuführen. Die Dicken- oder Dichtenschwankungen des Werkstückes führen hierbei zu einer Abänderung der Dielektrizitätskonstante dieses Kondensators, die sich ebenfalls in einer Spannungsschwankung an den Kondensatorklemmen äußert. Da diese Abänderung des Dielektrikums des veränderbaren Plattenkondensators 1 einer Abänderung des Plattenabstandes D1 desselben gleichkommt, wird im nachfolgenden nur vom Plattenabstand D1 die Rede sein.
  • Selbstverständlich ist die Erfindung nicht nur auf die vorstehend beschriebenen Meßvorrichtungen beschränkt, sondern kann bei allen anderen zahlreichen Vorrichtungen, die auf demselben Grundgedanken beruhen, angewendet werden.
  • Die an den Klemmen des veränderbaren Plattenkondensators 1 durch die Abänderung des Plattenabstandes D1 hervorgerufenen Spannungsschwankungen können durch ein beliebiges Gerät gemessen und/oder für die Regelung der Vorrichtung, von der die gemessene Größe abhängt, benutzt werden.
  • Bei den Meßvorrichtungen der vorstehend beschriebenen Art kann eine lineare Abhängigkeit zwischen der Klemmenspannung El des veränderbaren Plattenkondensators 1 und den durch die Schwankungen der gemessenen Größe bewirkten Änderungen des Plattenabstandes D 1 nur dann erhalten werden, wenn der Kraftlinienfiuß in dem veränderbaren Plattenkondensator 1 ausschließlich zwischen den im Verhältnis zu ihrem Abstand D 1 sehr großflächigen Platten Pl, P 2 dieses Kondensators erfolgt. Diese lineare Abhängigkeit, die in der Fig. 6 durch die Gerade A veranschaulicht ist, kann jedoch nur theoretisch erzielt werden, da in der Praxis - trotz aller baulichen Gegenmaßnahmen -ein Neben- oder Streufluß der Kraftlinien zwischen anderen, mit den Kondensatorplatten P1, P2 verbunden und gegeneinander nicht oder im Vergleich zu ihrem Abstand verschwindend gering bewegten elektrischen Leitern unvermeidlich ist. Dieser Neben-oder Streufluß der Kraftlinien, der insbesondere dann schwer zu vermeiden ist, wenn die eine Kondensatorplatte mit der Masse verbunden ist, wirkt sich als eine mit dem veränderbaren Plattenkondensator 1 parallel geschaltete und von den Schwankungen der gemessenen Größe unabhängige, d. h. feste Kapazität C aus, die in dem Schaltschema der Fig. 5 strichpunktiert eingezeichnet ist. Diese feste Kapazität C hebt die theoretisch lineareAbhängigkeitzwischenderKlemmenspannung El des veränderbaren Plattenkondensators 1 und dem Plattenabstand D 1 desselben auf, und die entsprechende Abhängigkeitskurve nimmt etwa den in der Fig. 6 strichpunktiert eingezeichneten Verlauf B.
  • Dadurch entstehen folgende schwerwiegende Nachteile: Die von den Spannungsschwankungen zwischen den Klemmen des veränderbaren Plattenkondensators 1 gesteuerten Messungsanzeigegeräte müssen eine nichtlineare, von Fall zu Fall geeichte Skala aufweisen. Soll die Klemmenspannung El des veränderbaren Plattenkondensators 1 für die Steuerung einer Regelvorrichtung herangezogen werden, so sind ziemlich komplizierte und kostspielige Anordnungen erforderlich. Die Nulleinstellung der Meßvorrichtung bzw. das Verstellen des Nullpunktes kann nicht mit rein elektrischen Mitteln und ohne wesentliche Herabsetzung der Meßempfindlichkeit erzielt werden. Es ist ferner nicht möglich, die von zwei oder mehreren Meßvorrichtungen gelieferten Spannungen El zum Zwecke eines Fehlerausgleichs oder zwecks vergleichender Messungen od. dgl. untereinander ohne weiteres zu addieren oder zu subtrahieren, da sich die Krümmung der Abhängigkeitskurve B zwischen der Spannung E1 und dem Plattenabstand D1 von Punkt zu Punkt des Meßbereiches ändert. So z. B. darf im Falle der Anordnung nach Fig. 3 das gemessene Werkstück 108 überhaupt keine Bewegungen parallel zu sich selbst und quer zu der Achse der Bohrung 8 ausführen, da die durch eine solche Verschiebung hervorgerufenen zeichenverschiedenen Spannungsänderungen an den Klemmen der zwei entgegengesetzten veränderbaren Plattenkondensatoren 1 untereinander nicht gleich groß sind und sich deshalb bei der Addition nicht aufheben, obzwar sich der Plattenabstand beider Kondensatoren 1 größenmäßig um denselben Wert verändert.
  • Diese Nachteile werden nun durch die in Fig. 7 dargestellte Schaltanordnung nach der Erfindung behoben.
  • Bei dieser Anordnung ist der Wechselspannungsgenerator 13, an welchem der veränderbare Plattenkondensator 1 und der damit in Reihe geschaltete feste Vergleichskondensator 2 angeschlossen sind, so aus- gebildet, daß er eine Wechselspannung veränderlicher Höh erzeugen kann. Die durch den Neben- oder Streufluß der Kraftlinien gegebene und mit dem veränderbaren Plattenkondensator 1 parallel geschaltete Kapazität C ist auch in Fig. 7 strichpunktiert eingezeichnet. Die Klemmenspannung E1 des veränderbaren Plattenkondensators 1 und die Klemmenspannung £2 des festen Vergleichskondensators 2 werden einem Teil 12 der Vorrichtung zugeführt, in welchem die Klemmenspannung El des veränderbaren Plattenkondensators 1 bzw. eine dieser Klemmenspannung entsprechende Gleichspannung -umgepolt und ein Bruchteil n dieser umgepolten n Spannung E1 zu der Klemmenspannung E2 des festen Vergleichskondensators - oder einer entsprechenden Gleichspannung - addiert wird, so daß dieser Teil 12 der Vorrichtung eine Spannung E3 = E2 -- 1 E1 n liefert. Die Höhe der vom Wechselspannungsgenerator 13 erzeugten Spannung wird selbsttätig so geändert, daß die Spannungsdifferenz E3 = E2 - 1 E1 fl während der Messung praktisch konstant bleibt. Diese selbsttätige Änderung der vom Wechselspannungsgenerator 13 erzeugten Spannungshöhe wird dadurch erreicht, daß der Wechselspannungsgenerator 13 durch eine Spannung E4 gesteuert ist, die in einem Differentialverstärker 14 aus der verstärkten Differenz zwischen einer festen Vergleichsspannung E0 und der vom Teil 12 der Vorrichtung gelieferten Spannungsdifferenz E3 = E2 -' E1 erhalten wird. In diesem n geschlossenen Regelstromkreis bewirkt eine - durch Änderungen des Plattenabstandes des Kondensators 1 hervorgerufene - ganz geringe Änderung der Spannungsdifferenz E3 eine solche Änderung der Spannung des Generators 13, daß die Spannungsdifferenz E3 wieder ihren ursprünglichen Wert erreicht.
  • Die unendlich kleinen und damit praktisch vernachlässigbaren Änderungen der Spannungsdifferenz E3 dienen somit dazu, diese Differenz E3 auf einem vorgegebenen Wert festzuhalten.
  • Bei dieser Anordnung kann nun der von der Klemmenspannung E2 des festen Vergleichskondensators 2 abgezogene Bruchteil n der Spannung £1 derart bestimmt werden, daß sich zwischen der an den Klemmen des veränderbaren Plattenkondensators 1 erhaltenen Spannung £1 und dem Plattenabstand D1 dieses Kondensators bzw. den Schwankungen der gemessenen Größe eine lineare Abhängigkeit einstellt, wie sie durch die geradlinige Abhängigkeitskurve A in der Fig. 6 veranschaulicht ist. Um eine solche geradlinige Abhängigkeit zu erhalten, muß der der von der Spannung E2 abgezogene Bruchteil n der c Spannung £1 dem Verhältnis c2 zwischen der durch den Neben- oder Streufluß der Kraftlinien bedingten festen Kapazität C und der Kapazität C2 des festen Vergleichskondensators 2 entsprechen, d. h., es muß 1 = C 1 = C2 sein, wie sich aus folgenden Gleichungen ergibt (vgl. Fig. 7): E3 = E2 - 1 E1, (1) n E1 C2 , (2) E² C1 + C daraus folgt Da gemäß Annahme E3 = const. = a (4) ist, so ergibt sich zur Erfüllung der Forderung E1= h Cl (5) (a, b sind Konstanten) die Bedingung nach Umformung Wählt man nun die Konstanten a, b so, daß 1 = a C2 b (7) so ergibt sich als Bedingung für eine geradlinige Abhängigkeit zwischen der Spannung E1 und dem Plattenabstand f Ji) des Kondensators C1: 1 C . n C2 (8) Da die Kapazität C an sich unbekannt ist, wird der Spannungsbruchteil 11 E1 versuchsweise bei der Einstellung der Meßvorrichtung festgelegt.
  • Die bei der Schaltanordnung nach Fig. 7 beschriebenen und in den einzelnen Teilen 12, 13, 14 der Vorrichtung erfolgenden elektrischen Vorgänge können mit den verschiedensten baulichen Mitteln erhalten werden. Es ist insbesondere möglich, ausschließlich mit Wechselspannungen zu arbeiten oder diese mindestens teilweise und an beliebigen Stellen des Stromkreises in gleichwertige Gleichspannungen umzuwandeln.
  • Eine der zahlreichen praktischen Ausführungsformen der allgemeinen Schaltanordnung nach Fig. 7 ist beispielsweise in Fig. 8 angegeben. Bei dieser Ausführungsform weist der Teil 12 der Vorrichtung zwei untereinander entgegengesetzte Gleichrichter 15, 16 auf. Die an den Klemmen des veränderbaren Plattenkondensators 1 und des festen Vergleichskondensators 2 auftretenden Wechselspannungen E1, E2 werden über zwei Kopplungskondensatoren 17, 18 an die Gleichrichter 15, 16 gelegt, welche in den Widerständen 19 bzw. 20, 21 zwei diesen Wechselspannungen verhältnisgleiche Gleichspannungen erzeugen. Wird an der Stelle 23 der Grundwert der Wechselspamlungen festgelegt, der z. B. die Masse sein kann, und wird der Widerstand 24 vorgesehen, so stellen sich folgende Verhältnisse ein: Da die Gleichstromkreise der Gleichrichter über den Punkt 25, den Widerstand 24 und den Punkt 23 nur einpolig an Masse gelegt, aber nicht geschlossen sind, so entsteht in dem Abschnitt 23, 25 kein Abfall der Gleichspannungen. In dem Abschnitt 25, 26 tritt dagegen ein der Klemmenspannung E2 des festen Vergleichskondensators 2 verhältnisgleicher Spannungsabfall auf. In dem Abschnitt 26, 27 stellt sich ein der Klemmenspannung E1 des veränderbaren Plattenkondensators 1 verhältnisgleicher Spannungsabfall ein, der jedoch ein umgekehrtes Vorzeichen in bezug auf den Spannungsabfall zwischen 25 und 26 aufweist. Zwischen 26 und 28 tritt ein Spannungsabfall ein, der einem Bruchteil des Spannungsabfalles zwischen 26 und 27, und zwar dem Verhältnis n zwischen dem Widerstand 20 und dem Gesamtwiderstand 20, 21 entspricht. Man erhält also in 28 - in bezug auf den an der Stelle 23 festgelegten Spannungsgrundwert - eine Gleichspannung E3, die der Differenz E2 - E1 zwischen der Klemmenspannung E2 I1 des festen Vergleichskondensators 2 und einem Bruchteil 1 der Klemmenspannung £1 des veränderbaren fl Plattenkondensators 1 verhältnisgleich ist. Diese Gleichspannung £3, die Wechselstromgenerator nach der Erfindung durch Änderung der vom Wechselstromgenerator 13 erzeugte Änderung der vom Wechselstromgenerator 13 erzeugten Spannungshöhe konstant gehalten zum werden soll, wird zusammen mit einer festen, zum Vergleich dienenden Gleichspannung E0 dem Differentialverstärker 14 zugeführt, der die Elektronenröhren 29, 30, 31 und 32 aufweist. Die Eingangsstufe dieses Verstärkers 14 besteht aus den Trioden 29 und 30, an deren Gittern die von 28 abgenommene GleichspannungE3 und die feste Vergleichspannung E0 angelegt sind. Die Röhren 29, 30 besitzen einen gemeinsamen hohen Kathodenwiderstand und wirken deshalb als Differentialverstärker der entsprechenden Gitterspannungen E3 und E0. Die Röhre 31 (Triode oder Pentode) bildet die zweite Verstärkerstufe, während die Röhre 32 (Triode oder Pentode) die Endverstärkerstufe bildet und ihre Anodenspannung die für die Steuerung des Wechselspannungsgenerators benutzte Ausgangsspannung £4 des Differentialverstärkers 14 darstellt.
  • Der Wechselspannungsgenerator 13 besteht aus einem Schwingungserzeuger (Oszillator), bei welchem die Höhe der erzeugten Wechselspannung direkt von der Anodenspannung einer Triode 33 abhängt. Die Kathode der Triode 33 im Wechselspannungsgenerator 13 ist direkt mit der Anode der Röhre 32 in der Endverstärkerstufe des Differentialverstärkers 14 verbunden. Infolgedessen hängt die Höhe der vom Wechselspannungsgenerator 13 erzeugten Spannung direkt von der Ausgangsspannung E4 des Differentialverstärkers 14 ab.
  • Der veränderbare Plattenkondensator 1 und der damit in Reihe geschaltete feste Vergleichskondensator 2 sind an dem Wechselspannungsgenerator 13 angeschlossen, wobei die Frequenz der vom Wechselspannungsgenerator erzeugten Spannung so hoch gewählt ist, daß die Reaktanz der Kondensatoren 1 und 2 sehr klein ausfällt und infolgedessen die parallel geschaltete Impedanz der Gleichrichter 15, 16 vernachlässigt werden kann.
  • Die ganze Anordnung ist so getroffen, daß - be einer Abänderung des Abstandes D1 zwischen den Platten des veränderbaren Plattenkondensators 1 infolge der Schwankungen der gemessenen Größe -die Höhe der von dem Wechselspannungsgenerator erzeugten Spannung selbsttätig so abgeändert wird, daß die Spannungsdifferenz E3 = E2 - 1 E1 konn stant bleibt. Das Verhältnis 1 zwischen dem Widern stand 20 und dem Gesamtwiderstand 20, 21 wird versuchsweise so bestimmt, daß es etwa dem Verhältnis c zwischen der durch den Neben- oder Streufluß der Kraftlinien bedingten festen Kapazität C und der Kapazität C2 des festen Vergleichskondensators 2 entspricht. Dies hat eine lineare Abhängigkeit zwischen der Klemmenspannung E1 des veränderbaren Plattenkondensators 1 und dem Plattenabstand D 1 dieses Kondensators, d. h. den Schwankungen der gemessenen Größe zur Folge.
  • Die von der Vorrichtung gelieferte und dem Plattenab stand D 1 des veränderbaren Plattenkondensators 1 bzw. den Schwankungen der gemessenen Größe verhältnisgleiche Spannung kann als Wechselspannung von den Klemmen dieses Kondensators 1 (Fig. 7) oder als Gleichspannung z. B. an der Stelle 27 des Vorrichtungsteiles 12 (Fig. 8) abgegriffen und einem Meßgerät 11, einer Regelvorrichtung od. dgl. zugeführt werden.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektromechanische Meßvorrichtung, in welcher die Schwankungen der gemessenen Größe in entsprechende Änderungen des Abstandes oder des Dielektrikums zwischen den parallelen Platten eines veränderbaren, an einem Wechselspannungsgenerator angeschlossenen und mit einem festen Vergleichskondensator in Reihe geschalteten Plattenkondensators umgewandelt und dadurch in Spannungsänderungen zwischen den Klemmen des veränderbaren Plattenkondensators umgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der vom Wechselspannungsgenerator (13) erzeugten Spannung selbsttätig derart verändert wird, daß die Differenz (£3) zwischen der Klemmenspannung (E2) des festen Vergleichskondensators (2) und einem Bruchteil (1-) der Klemmenspannung (£1) des veränderbaren Plattenkondensators (1) einen festen Wert beibehält.
  2. 2. Elektromechanische Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der vom Wechselspannungsgenerator (13) erzeugten Spannung von einer Steuerspannung (E4) abhängt, die dem Unterschied zwischen einer festen Vergleichsspannung (E0) und der Differenz (£3) zwischen der Klemmenspannung (£2) des festen Vergleichskondensators (2) und einem Bruchteil (f) der Klemmenspannung (£1) des veränderbaren Plattenkondensators (1) entspricht.
  3. 3. Elektromechanische Meßvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bruchteil (1 ) der Klemmenspannung (£1) des veränderbaren Plattenkondensators (1) dem Verhältnis (cm2) zwischen der durch den Neben- und Streufluß der Kraftlinien an diesem Plattenkondensator bedingten, dazu parallel geschalteten festen Kapazität(C) und der Kapazität (C2) des festen Vergleichskondensators (2) entspricht.
  4. 4. Elektromechanische Meßvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselspannungsgenerator (13) aus einem mit einer Elektronenröhre (33) versehenen elektrischen Schwingungserzeuger (Oszillator) besteht, bei welchem die Höhe der erzeugten Wechselspannung von der Anodenspannung der Elektronenröhre abhängt und durch eine an die Kathode dieser Röhre gelegten Steuerspannung (E4) gesteuert wird, die in einem Differentialverstärker (14) durch den Unterschied zwischen einer festen Vergleichsspannung (E0) und der Spannungsdifferenz (E3) zwischen der Klemmenspannung (E2) des festen Vergleichskondensators und einem Bruchteil (lot) der Klemmenspannung (E1) des veränderbaren Plattenkondensators (1) erhalten wird.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 617 551, 558 690, 636 834.
DEG22017A 1956-04-30 1957-04-29 Elektromechanische Messvorrichtung Pending DE1120720B (de)

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Cited By (1)

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DE1303814B (de) * 1963-05-13 1972-12-14 Apparecchi Elettronici Marposs

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