DE1195514B

DE1195514B - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines Pruefwertes fuer die Beurteilung des physiologischen Zustandes von pflanzlichem und tierischem Zellgewebe

Info

Publication number: DE1195514B
Application number: DED39497A
Authority: DE
Inventors: Dr Christian Hennings; Juergen Dethloff; Carl-Heinz Ulrichs
Original assignee: JUERGEN DETHLOFF
Current assignee: JUERGEN DETHLOFF
Priority date: 1962-07-30
Filing date: 1962-07-30
Publication date: 1965-06-24
Also published as: CH447659A; FR1362369A; NL296001A; DK109112C; GB1006686A; BE634453A; IS1322A7; IS651B6; US3320946A; AT245836B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

GOIn

Deutsche KL: 421-3/04

Nummer: 1195 514

Aktenzeichen: D 39497IX b/421

Anmeldetag: 30. Juli 1962

Auslegetag: 24. Juni 1965

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Prüf wertes für die Beurteilung des physiologischen Zustandes von pflanzlichem und tierischem Zellgewebe, insbesondere zur Frische- und Qualitätsbestimmung von Nutzfischen, unter Zuhilfenahme des sich durch chemische und mechanische Einflüsse ändernden kapazitiven Anteiles des komplexen Widerstandes von Zellgewebe.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens soll unter anderem dazu dienen, die Zartheit des Fruchtfleisches von Früchten absolut oder vergleichsweise zu ermitteln, krankhafte Veränderungen wie Geschwülste, Wucherungen, Tumoren in Geweben nach Art und Lage festzulegen, Gewebeveränderungen zu erfassen, die nach dem Absterben eines Organismus durch enzymatischen Abbau der Zellwände eintreten und damit gegebenenfalls nachträglich den Zeitpunkt seines Todes zu rekonstruieren, die Länge und Tiefe der Totenstarre bei tierischen Organismen zu verfolgen und den Frischezustand von pflanzlichen und tierischen Nahrungsmitteln im rohen Zustand objektiv, schnell und zuverlässig an Ort und Stelle zu bestimmen. Insbesondere soll das Verfahren bzw. das Gerät dem Fischindustriellen wie auch dem Fischhändler die Möglichkeit geben, seine Rohware ohne vorherige Inaugenscheinnahme, also unter Verzicht auf das heute noch unentbehrliche, aber qualitätsschädigende Auktionsverfahren an den Fischmärkten nach objektiven Frische- und Qualitätsnonnen einzukaufen und zu bezahlen, es soll den Fischdampferkapitänen an Bord der Fangschiffe einen laufenden Einblick in den Frischezustand des im Fischraum bereits eingelagerten Fanges geben und ihnen damit Unterlagen für ihre Dispositionen liefern, und es soll dem Wissenschaftler als einfach zu handhabendes, ambulantes Analysengerät bei Untersuchungen dienen, in denen Maßnahmen zur Haltbarkeitsverlängerung bzw. zur Qualitätserhaltung geprüft werden. Die amtliche Lebensmittelkontrolle könnte sich schließlich des Gerätes bedienen, um die einwandfreie Beschaffenheit der in den Handel kommenden Ware zu prüfen, wie z. B. der Veterinär am Fischmarkt, der die angelandeten Fänge auf Genußtauglichkeit, d. h. in erster Linie auf ihre Frische zu prüfen hat.

Es ist bereits bekannt, daß der elektrische Widerstand von tierischem Gewebe mit zunehmender Lagerungsdauer abnimmt, und es sind auch ein Verfahren und ein Gerät bekanntgeworden, welche die sofortige Messung des spezifischen elektrischen

Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines Prüfwertes für die Beurteilung des
physiologischen Zustandes von pflanzlichem
und tierischem Zellgewebe

Anmelder:
Jürgen Dethloff,
Hamburg-Blankenese, Marienhöhe 5

Als Erfinder benannt:

Dr. Christian Hennings, Hamburg;

Jürgen Dethloff,

Carl-Heinz Ulrichs, Hamburg-Blankenese

Widerstandes unabhängig von der Temperatur zu messen und damit ein gewisses Maß für den Frischezustand zu ermitteln gestatten. Aber abgesehen davon, daß die eingebaute Temperaturkompensation eine komplizierte Anordnung und Eichung erforderlich macht, hat das Verfahren folgende Nachteile:

1. Das Einstechen des Meßkopfes in das zu messende Gewebe beschädigt das Gewebe und die Haut, so daß dadurch Einfallstore für eine bakterielle Infektion geschaffen werden und das Meßobjekt für weitere Messungen unbrauchbar wird.

2. Der spezifische elektrische Widerstand eines Fisches durchläuft während seiner Lagerzeit in Eis eine Kurve, die in den ersten 3 bis 4 Tagen nach dem Fang steil abfällt, dann aber etwa vom 5. bis 14. Lagertag nur noch eine ganz schwache Neigung gegen die Lagerzeitachse aufweist und zudem durch stark streuende Einzelwerte unsicher ist, so daß in dem interessierenden Zeitraum nur sehr bedingt brauchbare Schlüsse aus den Widerstandswerten auf den Frischegrad gezogen werden können (s. Fig. 5

der nachfolgend zu erläuternden Zeichnungen).

3. Zu der Größe des Widerstandswertes des Gewebes trägt nach Ablauf der ersten 3 bis 4 Lagertage die jeweilige spezifische Leitfähigkeit des Gewebewassers, die normalerweise im Laufe der Lagerung zunimmt, entscheidend bei. Da jedoch während der üblichen Lagerung der Fische in Eis (oder gar in gekühltem Wasser)

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ein osmotischer Austausch zwischen dem elektrolythaltigen Gewebewasser und dem Eisschmelzwasser durch die Haut hindurch stattfindet, so kommt das praktisch auf eine mit der Lagerzeit zunehmende Verdünnung des Gewebewassers heraus, welches somit in seiner Leitfähigkeit herabgesetzt wird. Dadurch wird der Abfall des spezifischen Widerstandes des Muskelgewebes während der Lagerung unkontrollierbar verzögert, in ungünstigen Fällen sogar wieder erhöht, und kann dann nicht mehr als Maß für die Frische des Fisches dienen (s. Fig. 5 gestrichelte Kurve).
4. Der wechselnde Fettgehalt (etwa zwischen 28 und 5%) des wichtigsten Nutzfisches, nämlich des Herings, beeinflußt den spezifischen Widerstand seines Muskelgewebes entscheidend, so daß der spezifische Widerstandswert höchstens bei gleichzeitiger Kenntnis des Fettgehaltes einen Anhaltspunkt für seine Frische liefern könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf elektrischem Wege die Gewebeänderung zu messen, die bei abfallender Frische (d. h. bei fortschreitender Verderbnis) und bei mechanischer Beanspruchung auftreten; dabei sollen die vorstehend genannten Mangel unter Ziffer 1 bis 4 ausgeschaltet werden.

Die vorliegende Erfindung geht nunmehr von der an sich bekannten Tatsache aus, daß pflanzliches und tierisches Gewebe für den elektrischen Strom einen komplexen Widerstand darbietet, der auf Grund einer kapazitiven Komponente frequenzabhängig ist. Im Verlaufe der nachfolgenden Beschreibung noch anzustellende Betrachtungen und praktische Versuche haben gezeigt, daß man über die bei verschiedenen Frequenzen gemessenen Wechselstromwiderstände eine eindeutige Aussage über den Zustand von pflanzlichem und tierischem Zellgewebe erhalten kann, in dem man gleichzeitig oder in kurzfristiger Aufeinanderfolge unter gleichen Bedingungen mit schwachen Strömen und unterschiedlichen Frequenzen die an einer ausgewählten Stelle des Meßobjektes auftretenden Widerstände mißt und dann das Verhältnis dieser bei verschiedenen Frequenzen gemessenen Widerstände als Prüfwert verwendet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erfassung des sich durch chemische und mechanische Einflüsse ändernden kapazitiven Anteiles des komplexen Widerstandes von pflanzlichem und tierischem Zellgewebe für die Beurteilung des physiologischen Zustandes des Gewebes ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei Oszillatoren unterschiedlicher Frequenz mit dem Meßobjekt und einem induktionsfreien Widerstand zu einem Meßkreis zusammengeschaltet werden und daß gleichzeitig oder in kurzfristiger Aufeinanderfolge unter gleichen Bedingungen und beim Fließen kleiner Ströme die am Widerstand oder am Meßobjekt auftretenden frequenzabhängigen Spannungsabfälle verstärkt, frequenzmäßig getrennt gleichgerichtet und nach einer Kombination in einem Quotientenbildner zur Anzeige gebracht werden.

Diese Widerstandsmessung kann mit zwei Wechselströmen erfolgen, deren Frequenzen im Bereich zwischen 0 und mehreren hundert Kilohertz liegen. Auch ist es möglich, die Widerstandsmessung mit einem weißen (vielfrequenten) Rauschstrom vorzunehmen und die am Meßobjekt für die hohen und niederen Rauschanteile auftretenden Widerstände zu messen. Die Meßströme sollten in allen Fällen in der Größenordnung von wenigen Milliampere und vorzugsweise unter 1 Milliampere gehalten werden.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Spannungsabfälle an einem zum Meßobjekt in Reihe liegenden Widerstand gemessen

ίο werden, oder aber es werden die Meßspannungen über Vorwiderstände an das Meßobjekt gelegt und die am Meßobjekt auftretenden, bei verschiedenen Frequenzen unterschiedlichen Spannungsabfälle als Funktion der frequenzabhängigen Widerstände erfaßt.

Es sei in diesem Zusammenhang noch erwähnt, daß unter die im vorstehenden Lösungsweg genannten chemischen Einflüsse auch die enzymatischen Einflüsse fallen. Wenn nach dem erfindungsgemäßen

ao Verfahren die Meßspannung an dem Meßkreiswiderstand abgenommen werden soll, so muß dieser Meßwiderstand gegenüber dem Meßobjekt niederohmig sein.

In der Regel fließen durch den Meßkreis Wechseiströme; da der eine der beiden Meßströme in der Frequenz auch gegen Null gehend gewählt werden kann, kann der eine Meßstrom auch ein Gleichstrom sein. In einem solchen Falle wird der eine Oszillator durch eine Gleichstromquelle ersetzt.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient eine Vorrichtung, die aus einem Gehäuse besteht, welches eine Stromquelle, eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung und Auswertung der Meßströme und ein Anzeigeinstrument mit Meßskala, geeicht in den jeweils interressierenden Prüfwerten, enthält, sowie aus einem Paar Meßelektroden, die mit der Meßschaltung im Gehäuse elektrisch verbunden sind, wobei das Neue und Erfinderische darin gesehen wird, daß der Meßwiderstand an den Eingang eines Verstärkers angeschlossen ist, welcher über einen Hochpaß und einen Tiefpaß zwei Endverstärker speist, die mit ihren als Resonanztransformatoren ausgebildeten Ausgängen über entgegengesetzt gepolte Gleichrichteranordnungen und ein zwischengeschaltetes Potentiometer das Anzeigeinstrument speisen.

Zweckmäßigerweise verwendet man eine automatisch arbeitende Regelstrecke, die die beiden Eingangswerte des Quotientenbildners im Sinne einer Konstanthaltung des einen Eingangswertes verstellt. Hierbei können die an dem Meßwiderstand auftretenden Spannungsabfälle über einen Kopplungskondensator auf einen Spannungsteiler gegeben werden, welcher aus einer mehr oder minder in Leitrichtung betriebenen Halbleiterdiode und einem Reihenwiderstand besteht und an dessen Abgriff der Eingang des Meßverstärkers liegt, wobei der Spannungsteiler von einem Steuergleichstrom durchflossen wird, der von dem Ist-Wert der Eingangsspannung abhängt.

Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, daß der Meßverstärker zwei getrennte Endstufen für hohe und tiefe Frequenzen aufweist und daß zwischen diesen Endstufen und dem gemeinsamen Treiber dieser beiden Endstufen getrennte Gegenkopplungswege für hohe und tiefe Frequenzen vorgesehen sind, wobei die Gegenkopplung in der Endstufe, von der die Stellgröße abgenommen wird, fest und die Gegenkopplung in der

anderen Endstufe zur Einregelung des Nullpunktes veränderbar ausgebildet ist.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung erläutert, und in den Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein elektrisches Ersatzschaltbild für tierisches oder pflanzliches Zellgewebe,

F i g. 2 bis 4 Blockschaltbilder von drei Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Gerätes zur Frischebestimmung von Nutzfischen,

F i g. 5 ein Schaubild, welches die Änderung des ohmschen Widerstandes von Zellgewebe in Abhängigkeit von der Lagerzeit wiedergibt,

Fig. 6 ein der Fig. 5 entsprechendes Schaubild, bei der die Ordinate an Stelle des ohmschen Widerstandes das Verhältnis von zwei bei verschiedenen Frequenzen gemessenen Widerständen angibt,

F i g. 7 und 8, aneinandergelegt, ein ausführliches Schaltbild des in F i g. 4 als Blockschaltbild gezeigten Gerätes,

F i g. 9 das Schaltbild des in F i g. 7 lediglich als Rechteck dargestellten Regelverstärkers und

F i g. 10 das Schaltbild einer abgewandelten Anzeigeschaltung, die an die Stelle der Anzeigeschaltung der Fig. 8 (rechte Hälfte) treten kann.

Die vorliegende Erfindung geht, wie bereits einleitend angedeutet, von der bekannten Tatsache aus, daß das elektrische Verhalten von pflanzlichem und tierischem Gewebe durch ein sogenanntes Ersatzschaltbild erklärt werden kann, welches die Fig. 1 zeigt. Demnach setzt sich der elektrische Widerstand des Gewebes aus ohmschen und kapazitiven Komponenten zusammen. Der ohmsche Widerstand R1 ist der Widerstand der Interzellularflüssigkeit (Gewebewasser), der Widerstand R 2 der Widerstand des Zellinhaltes, der ohmsche Widerstands 3 der Widerstand der Zellmembran oder Zellwand und der Kondensator C die Kapazität, die bei Stromfluß durch Ladungsstauungen an der Zellwand (Diffusionshindernis) verursacht wird. Durch den kapazitiven Anteil wird der in der F i g. 1 dargestellte Widerstand frequenzabhängig.

Wenn man den zwischen zwei Elektroden gemessenen Widerstand von Zellgewebe in Abhängigkeit von der Lagerzeit in einem Diagramm aufträgt, erhält man eine Darstellung gemäß F i g. 5. Diese Kurve hat einen etwa hyperbolischen Charakter, so daß gerade in dem interessantesten Meßbereich, d. h. bei längeren Lagerzeiten, die Kurve nicht sonderlich aufschlußreich ist. Hinzu kommt aber noch, daß, wie bereits zu Beginn der Beschreibung kurz erwähnt, die Kurvendarstellung mehrdeutig werden kann, wenn nämlich durch Verdünnung des Gewebewassers durch das Eisschmelzwasser die Widerstandswerte wieder ansteigen, wie es mit gestrichelten Linien in der F i g. 5 dargestellt ist. Zu berücksichtigen ist hier auch noch, daß die Meßwerte von Meßobjekt zu Meßobjekt recht erheblich streuen. Die Verwendung anderer Meßfrequenzen führt praktisch zu ähnlichen Kurven, die in gleicher Weise streuen und mehrdeutig werden können.

Ganz anders sieht das Meßergebnis aus, wenn man an Stelle des Widerstandswertes das Verhältnis von zwei bei verschiedenen Frequenzen gemessenen Widerständen als Ordinate gegenüber der Lagerzeit aufträgt. Hier ergibt sich nun eine Kurve mit stetigem Verlauf, die auch durch Verdünnung des Gewebewassers durch Eisschmelzwasser nicht mehr verfälscht werden kann (s. gestrichelten Teil der Fig. 6).

Der in der F i g. 6 eingetragene βκ-Wert ist wie folgt definiert:

_₁\ ₁₀₀.

wobei R_n der bei einer niedrigeren Frequenz gemessene Widerstand und R₁J der bei einer höheren Frequenz gemessene Widerstandswert ist.

Die Bezeichnung Qu wurde gewählt, um einerseits auf das Wort Qualität hinzuweisen und andererseits auch auf die Tatsache, daß der Prüfwert durch eine Quotientenbildung entsteht.

Die Größe Qu muß also bei der Messung eines Gewebeelementes um so größer sein, je kleiner die Kapazität ist, d. h. je kräftiger die Zellwand ausgebildet ist, wobei eine kräftigere Zellwand makroskopisch als Festigkeit oder Zähigkeit des Gewebes in Erscheinung tritt, und somit ein kleinerer Qu-Wert einem zarteren Gewebe eigen ist. Wird dagegen z. B. in einem tierischen Gewebe die Zellhaut, die in der Regel aus Eiweiß aufgebaut ist, im Laufe der Lagerung zunächst durch körpereigene, eiweißspaltende Enzyme (z. B. Kathepsin), später durch solche, die von verderbniserregenden Organismen in das Medium gelangen, abgebaut und schließlich aufgelöst, so bedingt das eine zunehmende Vergrößerung und schließlich einen Kurzschluß der Kapazität C, womit sich der ßw-Wert ständig verringert und sich der Größe Null nähert. Während der Zeit der Totenstarre eines tierischen Organismus finden an der Zellhaut offenbar chemische und physikalische Veränderungen (Einwirkung der aus dem Muskelzucker gebildeten Milchsäure) statt, die den. Qu-Wert je nach Tiefe der Totenstarre nicht unbeträchtlich über den am lebenden Organismus gemessenen Wert erhöhen. Bei krankhaften Veränderungen des Gewebes wie Geschwülsten, Wucherungen, Entzündungen ist bekanntlich das ZeIlgefüge verändert bzw. teilweise oder gänzlich zerstört, so daß nach dem oben Gesagten solche krankhaft veränderten Gewebe einen vom QM-Wert des entsprechenden gesunden Gewebes abweichenden Wert aufweisen müssen.

Obgleich die bei den verschiedenen Frequenzen gemessenen Größen R_n und R_H temperaturabhängig sind, muß der Qw-Wert temperaturunabhängig sein, wenn die Messung von R_n und R_H unter gleichen Bedingungen erfolgt, was bei gleichzeitiger oder kurz aufeinanderfolgender Messung der Fall ist, weil sich R_n und R_n in gleichem Maße mit der Temperatur verändern und diese Veränderungen durch die in der Defination des Qw-Wertes gegebene

Division -£- herausfallen. Das gleiche gilt sinn-

JVfr

gemäß für den Einfluß des Gewebefettgehaltes, der sich auf die Größen R_n und R_H auswirkt, jedoch nicht auf den Qw-Wert. Es ist sogar denkbar, aus R_n oder R_n unter Berücksichtigung der Meßtemperatur und des Qw-Wertes, den Fettgehalt eines Gewebes gleichzeitig mit der ßw-Wert-Messung grob zu ermitteln.

Bei der nachfolgenden Beschreibung von Schaltungen werden für gleiche oder einander ähnliche

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Schaltelemente in den verschiedenen Figuren die Die Spannungsabfälle an dem Meßwiderstand R₃

gleichen Bezugszeichen verwendet. gelangen zunächst in einen für beide Meßfrequenzen

Die F i g. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer ersten gemeinsamen Verstärker F₃, der mit seinem Aus-Ausführungsfonn eines Gerätes, mit welchem sich gang zwei Endverstärker F₁ und F₂ speist, die dann die Frische von Zellgewebe bestimmen und der in 5 wiederum über zwei Gleichrichter D₁ und D₂ ein F i g. 6 dargestellte Qw-Wert anzeigen läßt. Zur Meßinstrument betätigen. In diesem Falle handelt es Widerstandsmessung dienen als Spannungsquelle sich um eine Meßbrücke mit einem Strommesser I₃, zwei Oszillatoren O₁ und O₂, deren Frequenzen der im Nullzweig einer Brücke liegt, von der zwei voneinander abweichen und vorzugsweise um meh- Brückenzweige von den Ausgängen der beiden Verrere Oktaven verschieden sind. Für den Oszillator io stärker F₁ und F₂ gebildet werden. Die Wider- O₁ ist ein Verstärker F₁ und für den Oszillator O₂ stände R₅ und R₆ ergänzen die Brücke. Um eine ein Verstärker F₂ vorgesehen. Mit Hilfe des Um- unbequeme manuelle Einregelung eines konstanten schalters S wird die Wechselspannung aus dem Os- Meßstromes in dem einen Meßzweig auszuschalten, zillatorOj im Wechsel mit der Wechselspannung ist an Stelle der mechanischen Regelung gemäß anderer Frequenz aus dem Oszillator O₂ an das 15 Fig. 2 und 3, die in den genannten Figuren durch Meßobjekt F angelegt. Das Meßobjekt, im vorliegen- eine gestrichelte Linie angedeutet ist, ein automaden Falle ein Fisch, liegt in einem Reihenstromkreis tischer Regiert vorgesehen, der eine von der Ausder jeweils einen der Oszillatoren und eines der gangsspannung des einen Endverstärkers abhängige beiden Potentiometer A₁ und R₂ enthält. Die an den Regelspannung zum Eingang des Vorverstärkers Potentiometern R₁ und A₂ abfallende Spannung wird 20 zurückführt und dessen Verstärkungsgrad beeinflußt, in den Verstärkern F₁ bzw. F₂ verstärkt, dann über Bei dem ausführlichen Schaltbild gemäß Fig. 7 die Gleichrichter D₁ und D₂ gleichgerichtet und auf und 8 sind zwei Oszillatoren vorgesehen, von denen einen Quotientenmesser, beispielsweise ein Kreuz- der eine Oszillator beispielsweise mit einer Frequenz Spulinstrument I₂ gegeben. Zur Eichung des Gerätes von 1000 Hz und der andere Oszillator beispielsdient ein Strommesser I₁, mit dem der Strom aus 25 weise mit einer Frequenz von 16 kHz schwingt. Die dem Meßverstärker F₁ mittels des Potentiometers R₁ Stromversorgung dieser Oszillatoren und aller nachauf einen Festwert eingestellt werden kann. Das folgend noch zu beschreibenden Schaltungsteile erPotentiometer A₁ ist mit dem Potentiometer A₂ fest folgt aus einer Batterie mit einer Betriebsspannung gekoppelt, so daß letztlich das in dem Instrument I₂ von beispielsweise 9 Volt. Der Einfachheit halber zur Anzeige gebrachte Meßergebnis von dem Ab- 30 sind in den Schaltbildern der Fig. 7 und 8 nur die solutwert des Widerstandes des Meßobjektes un- mit einer solchen Batterie verbundenen Anschlußabhängig wird. Der Schalter 5 kann von Hand oder leitungen dargestellt und in üblicher Weise mit den auch automatisch so betätigt werden, daß beide Symbolen (—) und (+) versehen. Die Batterie-Zweige des Kreuzspulinstrumentes so gleichzeitig spannung ist zweckmäßigerweise stabilisiert und versorgt werden, daß eine ruhige Anzeige sicher- 35 von Temperatur- und Lastschwankungen weitgehend gestellt wird. Der Schalters braucht hierbei kein unabhängig gemacht.

mechanischer Schalter zu sein, denn er kann selbst- Der Oszillator für die niedrige Frequenz besteht verständlich auch durch eine elektronische Anord- aus einem Schwingkreis mit einem Kondensator C₁ nung ersetzt sein. Die zur Messung verwendeten und einer Selbstinduktivität L₁. Ein Abgriff der Elektroden sollten eine möglichst große effektive 40 Schwingspule L₁ führt zum Kollektor des Tran-Oberfläche haben. Besonders günstig sind Flächen- sistors T₁, dessen Emitter über einen Vorwiderstand elektroden aus Preßgraphit. R₇ mit der positiven Spannungsquelle verbunden

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind die ist. Die Basis des Transistors T₁ liegt über eine beiden Oszillatoren O₁ und O₂ unmittelbar mit dem Rückkopplungsspule L₂ an einem für beide Oszil-MeßobjektF und einem Meßwiderstand R_s in Reihe 45 latoren gemeinsamen Spannungsteiler. Dieser Spangeschaltet. Bei dieser Ausführungsform kommt der nungsteiler besteht aus einem Widerstand R₆ in Schalter 5 in der F i g. 2 in Fortfall, und es wird das Reihenschaltung mit einer Parallelkombination aus Meßobjekt F gleichzeitig von beiden Meßfrequenzen einem Widerstand R₉ und einem Kondensator C₂. in Form einer Superposition durchflossen. Die den Die Rückkopplungsspule L₂ ist selbstverständlich mit verschiedenen Frequenzen entsprechenden Span- 50 der Schwingspule L₁ und auch mit der Ausgangsnungsabfälle am Widerstand R₃ werden mit einem wicklung L₃ des Oszillators magnetisch gekoppelt. Potentiometer^ abgenommen und den beiden für Der zweite Oszillator für die höhere Frequenz die verschiedenen Frequenzen vorgesehenen Ver- ist in ähnlicher Weise ausgebildet wie der zuvor stärkern F₁ und F₂ zugeführt. Diese beiden Ver- beschriebene Oszillator. Hier ist ein Schwingkreis stärker F₁ und F₂ speisen dann in ähnlicher Weise 55 mit einem Kondensator C₃ und einer Schwingspule wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 über L₄ vorgesehen. Dieser Schwingkreis steht mit dem Dioden D₁ und D₂ einen Quotientenbildner, nämlich Transistor T₂ in Verbindung, dessen Emitter über ein Kreuzspulmeßinstrument I₂. Auch hier geht in einen Widerstand i?_1? an der positiven Spannungsdie Messung nur das Verhältnis der beiden Wider- quelle liegt. Die Rückkopplungsspule L₅ liegt am stände ein, da man mit Hilfe des Anzeige- 60 Abgriff des vorerwähnten Spannungsteilers. Der Instrumentes I₁ durch Verstellen des Abgriffes am Ausgang des Oszillators erscheint an der Ausgangs-Potentiometer R_i in dem einen Zweig der Meß- wicklung L₆.
schaltung einen konstanten Strom einstellen kann. Zwischen den beiden Oszillatoren und der nach-

Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfin- folgend noch zu beschreibenden Meß- und Ver-

dungsgemäßen Prüf- und Meßgerätes in Form eines 65 Stärkerschaltung ist ein Siebglied vorgesehen, um

Blockschaltbildes zeigt die F i g. 4. Auch hier sind unerwünschte Rückkopplungseffekte auszuschalten,

zwei Oszillatoren O₁ und O₂ mit dem Meßobjekt F Dieses Siebglied besteht aus dem Widerstand R₁₁,

und einem Meßwiderstand R₃ in Reihe geschaltet. welches zwischen dem negativen Pol der Spannungs-

quelle und den negativen Spannungsanschlüssen der Oszillatoren liegt, und einen zu den Oszillatoren parallelgeschalteten Kondensator C₄.

Die Emitterwiderstände R₇ und R₁₀ werden im Verhältnis zum Spannungsteiler R₈, R₉ so gewählt bzw. so eingestellt, daß sich für die Transistoren T₁ und T₂ ein temperaturstabiler Arbeitspunkt ergibt und daß möglichst sinusförmige Ausgangsspannungen erzeugt werden.

Die Ausgangswicklungen L₃ und L₆ der beiden Oszillatoren sind mit dem Meßobjekt F und einem Meßwiderstand R_s in Reihe geschaltet. Der Widerstand R₃ ist klein gegenüber dem Widerstand des Meßobjektes und sollte möglichst induktionsfrei sein. Der in dem Meßwiderstand i?₃ auftretende Spannungsabfall wird in die nachfolgend zu beschreibende Verstärkerschaltung als Eingangsspannung eingespeist.

Die am Widerstand R₃ abfallende Spannung wird über den Kopplungskondensator C₅, die in Leitrichtung eingeschaltete Diode D₃ und einen weiteren Kopplungskondensator C₆ an die Basis des Transistors T₃ gegeben. Die andere Klemme des Meßwiderstandes R_s ist mit der positiven Klemme der Spannungsquelle verbunden. Zur Einstellung der Basisspannung des Transistors T₃ dient der Spannungsteiler mit den Widerständen R₁₂ und R_Vi. Der Kollektor des Transistors T₃ ist über den Kollektorwiderstand R_u mit der negativen Spannungsklemme und über einen Kopplungskondensator C₇ mit der Basis des nachfolgenden Transistors T₄ verbunden. Im Emitterkreis des Transistors T₃ liegen ein Widerstand R₁₅ in Reihenschaltung mit einer Parallelkombination aus einem Widerstand R₁₆ und einem Kondensator C₈. Im Emitterkreis des Transistors T₃ ist ferner ein Gegenkopplungswiderstand R₁₇ vorgesehen, der mit dem Kollektor des Transistors T₄ und dessen Kollektorwiderstand R₁₈ verbunden ist. Der Arbeitspunkt des Transistors T₄ wird mit einem zwischen den Klemmen der Spannungsquelle eingeschalteten Spannungsteiler festgelegt, der von den Widerständen R₁₉ und A₂₀ gebildet wird. Der Emitterkreis des Transistors T₄ enthält eine Parallelkombination aus Widerstand R₂₁ und Kondensator C₉.

Der Kollektor des Transistors T₄ ist über einen Kopplungskondensator C₁₀ mit der Basis eines weiteren Transistors T₅ verbunden, der als Treiber für zwei getrennte Endstufen für die hohe und die tiefe Frequenz dient. Der Arbeitspunkt des Transistors T₅ ist mit einem Spannungsteiler festgelegt, der von den Widerständen R₂₁ und R₂₂ gebildet wird. Im Kollektorkreis des Transistors T₅ liegt der Widerstand A₂₃ und im Emitterkreis des Transistors T₅ der Widerstand R_2i. Von dem Anschlußpunkt zwischen dem Widerstand R₂₃ und dem Kollektor des Transistors T₅ werden die beiden getrennten Endstufen des Verstärkers gespeist. Zur Ankopplung des Endverstärkers für die hohe Frequenz dient der Kopplungskondensator C₁₁, der an die Basis des Transistors T₆ angeschlossen ist. Zur Ankopplung des Verstärkers für die niedrigere Frequenz dient der Kopplungskondensator C₁₂, der mit der Basis des Transistors T₇ verbunden ist. Im Eingang der beiden Transistoren T₆ und T₇ liegen ein Hochpaß für den Transistor T₆ und ein Tiefpaß für den Transistor T₇. Der Hochpaß wird gebildet von dem entsprechend dimensionierten Kopplungskondensator C₁₁ und dem Spannungsteiler des Transistors T₆, zu dem die beiden Widerstände R₂₅ und R₂₆ gehören. Zu diesem Hochpaß gehört ferner auch der Eingangswiderstand des Transistors T₆. Der Tiefpaß für den Transistor T₇ wird gebildet von dem Reihenwiderstand R₂₇, dem Kopplungskondensator C₁₂, der keinen Einfluß auf die Tiefpaßfunktion hat, und dem Querkondensator C₁₃, der mit der positiven Klemme der Spannungsquelle verbunden ist. Zur Festlegung des Arbeitspunktes für den

ίο Transistor T₇ dient ein weiterer Spannungsteiler, der aus den Widerständen R₂₈ und R₂₉ besteht. Die Emitterkreise der beiden Transistoren T₆ und T₇ enthalten Parallelkombinationen eines Widerstandes R₃₀ bzw. U₃₁ und Parallelkondensatoren C₁₄ bzw.

C₁₅. In den Kollektorkreisen beider Transistoren liegen auf die entsprechenden Frequenzen abgestimmte Resonanzkreise mit den Primärwicklungen der Transformatoren Tr₁ bzw. Tr₂ und den Parallelkondensatoren C₁₈ und C₁₇. Die Ausgänge der bei-

ao den Endverstärker werden an den Sekundärwicklungen der Transformatoren Tr₁ bzw. Tr₂ abgenommen. Zwischen den Sekundärwicklungen der Transformatoren Tr₁ und Tr₂ und dem Emitterpfad des Treibertransistors T₅ bestehen Gegenkopplungspfade, in denen die Widerstände Z?₃₂ bzw. Z?₃₃ liegen. Der Widerstand R₃₃ ist zweckmäßigerweise regelbar ausgebildet, um den Nullpunkt des nachfolgend noch zu beschreibenden und von den beiden Endstufen gespeisten Meßinstrumentes festzulegen.

Die Ausgangsspannungen in den Sekundärwicklungen der beiden Transformatoren Tr₁ bzw. Tr₂ werden über Dioden Z)₄ und D₅ bzw. D₆ und D₇ in einer Spannungsverdopplerschaltung mit den Kondensatoren C₁',; und C₄₇ bzw. C₁₈ und C₁₉ entgegengesetzt gepolt einem Potentiometer R_u zugeführt. Der Abgriff dieses Potentiometers R_u speist einen Meßverstärker.

Der Meßverstärker ist bei der Ausführungsform gemäß F i g. 7 und 8 als Brücke ausgebildet. Der Abgriff des Potentiometers R_3i ist mit der Basis des Transistors T₈ verbunden, der über seinen Emitterwiderstand i?₃₅ an die positive Klemme der Spannungsquelle angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors T₈ steht über eine Widerstandskombina-

tion mit der negativen Klemme der Spannungsquelle in Verbindung. Diese Widerstandskombination, die zur Temperaturkompensation ausgebildet ist, kann beispielsweise von einem ohmschen Widerstand Zi₃₆ in Parallelschaltung mit einem Widerstand R₃₇ mit

negativem Temperaturkoeffizienten bestehen. In den beiden anderen Brückenzweigen liegen in Reihenschaltung ein ohmscher Widerstand R₃₈ und eine Diode D₈. Das eigentliche Anzeigeinstrument Z₃ liegt im Nullzweig der Brücke zwischen den Verbindungspunkten von Diode D₈ und Widerstand Zi₃₈ bzw. Kollektor des Transistors T₈ und Widerstandskombination i?₃₆-Z?₃₇.

Die in der F i g. 4 als Regler A dargestellte Regelstrecke verläuft in dem ausführlicheren Schaltbild

ßo gemäß F i g. 7 und 8 vom Ausgang des Endverstärkers für die höhere Frequenz mit dem Transistor T₆ zum Eingang des Eingangstransistors T₃. Der generell als Regiert dargestellte Regelpfad ist am Verstärkereingang über die beiden in Reihe geschalteten Widerstände i?₃₉ und i?₄₀ an dem Verbindungspunkt zwischen der Diode D₃ und dem Kondensator C₆ angeschlossen. Von dem Verbindungspunkt der beiden Widerstände R₃₉ und Z?₄₀ führt ein Kondensator C₂₀

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zur positiven Batterieklemme, um den Regelpfad wechselstrommäßig kurzzuschließen. Aus nachfolgend noch näher zu erläuternden Gründen liegt am positiven Anschluß der Diode D₃ ein weiterer Spannungsteiler, der aus einem Widerstand i?₄₁ und einer Zenerdiode Z besteht.

Die in der Fig. 7 lediglich als Rechteck dargestellte Reglerschaltung A ist in der Fig. 9 ausführlicher dargestellt. Die in der Fig. 9 rechts dargestellte Eingangsleitung A₁ führt zum Ausgang des Endverstärkers für die höhere Frequenz und ist an dem gemeinsamen Verbindungspunkt zwischen Diode D₄, Kondensator C₄₇ und der einen Klemme des Widerstandes R_u angeschlossen. Die in der Fig. 9 links dargestellte Ausgangsleitung A₂ des Reglers führt zum Fußpunkt des Widerstandes R₄₀ der Fig. 7. Das über die Leitung.^ zugeführte negative Regelsignal wird der Basis des Transistors T₉ zugeführt. Für diesen Transistor T₉ und den weiteren Transistor T₁₀ ist ein gemeinsamer Emitterwiderstand A₄₂ vorgesehen. Der Transistor T₁₀ dient zur Erzeugung einer Bezugsspannung, d. h., er legt die Emitterspannung für den Transistor T₉ fest und sorgt dafür, daß diese Spannung auch unabhängig von dem Stromfluß im Transistor T₉ konstant bleibt. Der Arbeitspunkt des Transistors T₁₀ und damit auch die Spannung an dem Widerstand R₄₂ wird mit dem Potentiometer R_iZ eingestellt, welches zwischen der positiven und der negativen Batterieklemme liegt. Der Kollektor des Transistors T₁₀ liegt unmittelbar an der negativen Batterieklemme. Dem Transistor T₉ ist ein weiterer Transistor T₁₁ nachgeschaltet. Zu diesem Zweck ist der Kollektor des Transistors T₉ mit der Basis des Transistors T₁₁ verbunden. Der Kollektor des Transistors T₉ ist über einen Kollektorwiderstand M₄₄ mit der negativen Batterieklemme verbunden. Die Basis-Kollektor-Strecke des Transistors T₉ ist mit einem Kondensator C₂₁ zur wechselstrommäßigen Gegenkopplung überbrückt. Dieser Kondensator C₂₁ bewirkt bei höheren Frequenzen praktisch einen Kurzschluß der Basis-Kollektor-Strecke. Der Kollektor des Transistors T₁₁ liegt unmittelbar an der negativen Spannungsquelle. Der Emitter des Transistors T₁₁ ist mit der Ausgangsleitung A₂ verbunden. Die Emitter-Basis-Strecke des Transistors T₁₁ ist mit einer Diode D₉ überbrückt. Die Diode D₉ begrenzt den maximal über die Leitung A₂ fließenden Regelstrom, weil die Basis-^Emitter-Spannung des Transistors T₁₁ nicht negativer werden kann, als es dem maximalen Spannungsabfall an der in Leitrichtung eingeschalteten Diode D₉ entspricht, auch wenn der Transistor T₉ gesperrt ist.

Die soweit an Hand der F i g. 7, 8 und 9 beschriebene Schaltung arbeitet wie folgt.

Zwischen die Elektroden E des Gerätes, bei denen es sich beispielsweise um Flächenelektroden aus Preßgraphit oder aber auch um entsprechende Belege mit hoher spezifischer Oberfläche an Spezialhandschuhen handeln kann, wird ein Meßobjekt, beispielsweise ein Fisch F gelegt. Bei eingeschaltetem Gerät wird dieses Meßobjekt F von zwei Wechselströmen unterschiedlicher Frequenz durchflossen. Je nach der speziellen Konstitution des Meßobjektes entstehen an dem Reihenwiderstand R₃ unterschiedliche Spannungsabfälle, die über den Kondensator C₅ in den Meßverstärker eingespeist werden.

Im Ruehzustand, d. h. vor Anlegen eines Meßobjektes, ist der Transistor T₁₁ (Fig. 9) voll leitend, da der Transistor T₉ gesperrt ist, weil seine Basis auf positivem Potential liegt und keine Richtspannung erzeugt wird. Durch das Leiten des Transistors T₁₁ fließt über die Leitung A₂ und die Reihenschaltung von Widerstand R₄₀, Widerstand i?₃₉, Diode D₃ und Widerstand R₄₁ ein relativ kräftiger Strom, der die Diode D₃ leitend und damit niederohmig macht. Das Potential an dem Verbindungspunkt zwischen dem Kopplungskondensator C₃ und der Diode D₃ wird

ίο mit einem Spannungsteiler bestimmt, der von dem Widerstand R₄₁ und der Zenerdiode Z gebildet wird. Der Querstrom durch diesen Spannungsteiler ist so gewählt, daß die Zenerdiode in ihrem günstigsten Arbeitsbereich arbeitet und ein Stromfluß entsteht,

ig der groß ist im Vergleich zu dem vorerwähnten Regelstrom von der Leitung A₂ über die Widerstände R₃₉, R_i0, R₄₁ und die Diode D₃. Die Zenerdiode Z kann gegebenenfalls durch einen einfachen Widerstand ersetzt werden, wenn man dafür sorgt, daß der Querstrom durch diesen Spannungsteiler ausreichend groß wird. Der Spannungsteiler mit Widerstand i?₄₁ und Zenerdiode Z legt gleichstrommäßig einen kalten Bezugspunkt für die Schaltung fest und sorgt dafür, daß die Transistoren T₉ und T₁₁ des automati-

sehen Reglers in dem mittleren Bereich ihrer Arbeitskennlinien betrieben werden.

Nach dem Einsetzen eines Meßobjektes F fließt zunächst ein Meßstrom über den Kopplungskondensator C₅, die Diode D₃ und den weiteren Kopplungs-

kondensator C₆ zur Basis des Eingangstransistors T₃. Dieser Strom wird in den Transistoren T₃ und T₄ in an sich bekannter Weise verstärkt und gelangt dann über den Kopplungskondensator C₁₀ an die Basis des Treibertransistors

T₅ für die beiden Endstufen mit

den Transistoren T₆ und T₇. An der Sekundärwicklung des Transformators Tr₁ entsteht eine Wechselspannung, die abhängig ist von dem Spannungsfall, den der Eingangswechselstrom von hoher Frequenz an dem Widerstand R₃ erleidet. In entsprechender Weise entsteht an der Sekundärwicklung des Transformators Tr₂ eine Ausgangsspannung, die von dem Spannungsfall abhängig ist, den der Eingangswechselstrom von niederer Frequenz an dem Meßwiderstand R_s erleidet. Diese beiden vorerwähnten Ausgangs-Wechselspannungen werden mit den Dioden D₄ bis D₇ gleichgerichtet und dann entgegengesetzt gepolt auf das Potentiometer R₃₄ gegeben, dessen Abgriff mit dem Ausgangsmeßverstärker verbunden ist. Auf Grund der sehr groß gewählten Verstärkung entsteht zunächst hinter der Diode D₄ eine sehr hohe Spannung, die als Eingang für den Regler verwendet wird und über die Leitung A₁ dem Transistor T₉ zugeführt wird. Der ursprünglich gesperrte Transistor T₉ wird auf Grund des großen Reglereingangssignals an seiner Basis leitend gemacht. Damit entsteht ein hoher Spannungsabfall an dem Kollektorwiderstand R₄₄, so daß der Transistor T₁₁ mehr oder weniger gesperrt wird. Der Stromfluß in der Leitung A₂ wird somit kleiner. Damit wird die Diode D₃ hochohmiger, und es wird der Eingangsstrom für den Meßverstärker verkleinert, weil das Spannungsteilerverhältnis zwischen der Diode D₃ und dem Widerstand i?₃₉ vergrößert wird. Letztlich wird somit durch die Einwirkung des Reglers das Ausgangssignal an der Diode D₄ kleiner, bis sich ein Gleichgewichtszustand einstellt, der durch den Spannungsabfall an dem Widerstand R_i2 bzw. durch die Einstellung des Potentiometers R₄₃ festgelegt ist. Die Schaltung gemäß F i g. 7

und 8 sorgt somit exakt für eine Quotientenbildung, die unabhängig von den Absolutwiderständen des Meßobjektes ist.

Zur Eichung und Einregelung der Schaltung gemäß F i g. 7 und 8 wird zunächst an die Stelle des Meßobjektes F ein ohmscher Widerstand eingeschaltet, so daß die Spannungsabfälle an dem Meßwiderstand R₃ für beliebige Frequenzen gleich groß werden. Unter diesen Bedingungen müssen die Ausmaß F i g. 8 werden die an den Kondensatoren C₄₇ und C₁₉ anliegenden Spannungen auf Belastungswiderstände R₁₅ und R_i6 gegeben, die jeweils an ihrer einen Klemme mit einem Meßinstrument/₄ verbunden sind. Das Instrument^ zeigt die Differenz der Spannungsabfälle an den Widerständen R_i5 und R_ie.

Der Stromfluß durch das Instrument /₄ muß klein sein im Verhältnis zu den Stromflüssen durch die Widerstände R_i5 und R_ie. Eine weitere Abweichung

gangsspannungen an den Endverstärkern T₆ und T₇ ι ο gegenüber der Schaltung gemäß Fig. 8 liegt darin, entgegengesetzt gleich werden. Sind sie dieses nicht, daß beide Enden der Sekundärwicklung der Transso kann durch Verändern des Widerstandes R₃₃ die- formatoren Tr₁ und Tr₂ an Dioden D₁₁, D₁₂, D₁₃ und ses erforderliche Gleichgewicht eingestellt werden. D₁₄ angeschlossen sind". Diese Dioden sind an ihren

Praktisch kann der Abgriff des Potentiometers R_3i anderen Klemmen jeweils paarweise zusammengeso eingestellt werden, daß durch die Meßbrücke ein 15 schaltet und mit dem einen Beleg des Kondensators Vorstrom fließt und der Transistor T₈ in einem gün- C₄₇ bzw. C₁₉ verbunden. Der Mittelabgriff derSekunstigeren Teil seiner Kennlinie arbeiten kann. Damit därwicklung des Transformators Tr₁ ist mit der positrotz dieses Vorstromes das im Nullzweig liegende tiven Spannungsquelle verbunden. Der Mittelabgriff Instrument I₃ auf den Nullpunkt der Skala kommen der Sekundärwicklung des Transformators Tr₂ führt kann, sind in den beiden in F i g. 8 rechts liegenden 20 dagegen über eine Diode D₁₀ zur positiven Batterie-Brückenzweigen ein Widerstand R₃₈ und eine Diode klemme. Die Diode D D₈ angeordnet. Das Potential am Instrument /₃ an

der vom Transistor T₈ abgelegenen Klemme ist weit- Transistors T₇ eingeschaltet. Die Aufgabe der Diode gehend von dem Stromfluß durch das Instrument un- D₁₀ liegt in folgendem. Während in dem Endverstärabhängig und wird praktisch nur durch die elek- 25 ker T₆ durch die automatische Regelschaltung Spantrischen Daten der Diode D₈ festgelegt. Durch Aus- nungsänderungen ausgeregelt werden, ist dies in dem wahl des Widerstandes R₃₅ kann die Meßbrücke so zweiten Endverstärker mit dem Transistor T₇ nicht eingestellt werden, daß sich bei maximalem Verhält- der Fall. Bei Temperaturerhöhungen wird beispiels-

₁₀ ist zwischen der positiven Batterieklemme und dem Emitterwiderstand A₃₁ des

nis zwischen den Ausgängen der Endverstärker T₆

weise die Leitfähigkeit der Dioden D₁₃ und D₁₄ höher

und T₇ ein Vollausschlag ergibt. Der Abgriff am 30 und damit das Meßergebnis verfälscht. Um solchen

Potentiometer R_Si ermöglicht die Einregelung des elektrischen Nullpunktes von I₃. Die zuvor besprochene Einregelung am Widerstand i?₃₃ diente nur zur Einstellung eines Gleichgewichtes zwischen den Ausgängen der beiden Endverstärker T₆ und T₇.

Wenn, wie zuvor angenommen, zwischen die Elektroden E ein Meßobjekt F eingeführt wird, regelt sich

Verfälschungen zu begegnen, ist die Diode D₁₀ angeordnet, die von dem Emitterstrom des Transistors T₇ durchflossen wird. Wenn beispielsweise durch eine Temperaturerhöhung die Leitfähigkeit der Dioden D₁₃ und D₁₄ erhöht wird, steigt die an dem Kondensator C₁₉ anliegende Gleichspannung, so daß das

die Spannung an dem Kondensator C₄₇ in der Endstufe T₆ auf eine Spannung ein, die von der Einstel-

Meßergebnis verfälscht wird. Diesem Effekt wirkt die Diode D₁₀ entgegen, die bei steigender Temperatur gleichfalls niederohmiger wird und einen kleineren

lung des Potentiometers R_3i abhängt. Dank der 40 Beitrag zu der am Kondensator C₁₉ liegenden Span-Regelung ergibt sich an dem Kondensator C₁₉ eine nung liefert. Eine optimale Temperaturkompensation Spannung, die zu der Spannung am Kondensator C₄₇
im gleichen Verhältnis steht wie die bei den verschiedenen Frequenzen zu messenden Spannungsabfälle

ist leicht möglich durch entsprechende Dimensionierung des Stromflusses durch die Diode D₁₀. Die Anordnung der Diode D₁₀ im Emitterkreis des Transi-

₁₀ an dem Meßwiderstand R₃. Da der Widerstand R₃ 45 stors T₇ erfolgt aus Stromersparnisgründen, denn ge-

mit dem Meßobjekt F in Reihe liegt, entspricht dieses Spannungsverhältnis an den beiden Kondensatoren C₄₇ und C₁₉ auch dem am Meßobjekt zu

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erfassenden ßw-Wert.

Die Skala des Instrumentes I₁
Frischewerten geeicht sein. Bei der Überprüfung von Nutzfischen kann die Skala beispielsweise in Reserve-Eislagertagen geeicht sein. Unter Reserve-Eislagertagen wird die Anzahl von Tagen verstanden, die der

nauso gut kann der Stromfluß durch die Diode D₁₀ mit einem weiteren Widerstand zur negativen Spannungsquelle erzielt werden.

Störende Einflüsse der Umgebungstemperatur, die

kann in Güte- oder 50 unterschiedlich auf die beiden Endverstärker einwirken, weil der Regler nur den einen der beiden Endverstärker beeinflußt, können auch noch durch andere Mittel ausgeschaltet werden. So ist es beispielsweise möglich, durch Einschalten von Widerüberprüfte Nutzfisch unter vorgegebenen Bedingun- 55 ständen mit negativen Temperaturkoeffizienten in

gen auf Eis noch in genußfähigem Zustand gehalten werden kann.

Das am Abgriff des Potentiometers R_u zu erfas-

Reihenschaltung zum Widerstand R₃₃ oder zwischen

Potentiometer R_3i und Ausgang des Endverstärkers T₆ oder durch entsprechende Dimensionierung des sende Ergebnis ist, wie schon zuvor erläutert, im Widerstandes R₃₇ im Meßverstärker ein konstantes wesentlichen temperaturunabhängig. Um auch Tem- ^6o Temperaturverhalten zu erzielen, peraturschwankungen in dem nachgeschalteten Meß- Da das erfindungsgemäße Gerät nach einmaliger

verstärker auszuschalten, ist dem Brückenwiderstand Einstellung zur fortlaufenden Messung verwendbar R₃₆ ein Widerstand .R₃₇ mit negativem Temperatur- ist, kann es mit Vorteil auch in automatischen Sorkoeffizienten parallel geschaltet. tier- und Prüfmaschinen eingesetzt werden, bei denen

Eine weitere Ausbildung des Anzeigekreises zeigt ⁵5 in Abhängigkeit von dem erzielten Meßergebnis Weidie Fig. 10, die eine größere Anzahl von Bauelemen- chen gestellt werden, um die Meßobjekte entspreten wiedergibt, die auch in der Fig. 8 dargestellt chend ihrer Klassifizierung zu verteilen. Im übrigen sind. In Abweichung von der Ausführungsform ge- ist das Gerät, wie schon einleitend erwähnt, nicht

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nur für Fische, sondern auch für Obst und Gemüse anwendbar. In diesem Sinne ist in der vorstehenden Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen der Hinweis auf pflanzliches und tierisches Zellgewebe so weit auszulegen, daß auch tierische Erzeugnisse mit umfaßt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erfassung des sich durch chemische und mechanische Einflüsse ändernden kapazitiven Anteiles des komplexen Widerstandes von pflanzlichem und tierischem Zellgewebe, für die Beurteilung des physiologischen Zustandes des Gewebes, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Oszillatoren (O₁, O₂) unterschiedlicher Frequenz mit dem Meßobjekt (F) und einem induktionsfreien Widerstand (R₃) zu einem Meßkreis zusammengeschaltet werden und daß gleichzeitig oder in kurzfristiger Aufeinanderfolge unter gleichen Bedingungen und beim Fließen kleiner Ströme die am Widerstand (R₃) oder am Meßobjekt (F) auftretenden frequenzabhängigen Spannungsabfälle verstärkt, frequenzmäßig getrennt gleichgerichtet und nach einer Kombination in einem Quotientenbildner (D₁, D₂, R₅, R₆) zur Anzeige gebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsmessung mit zwei Wechselströmen erfolgt, deren Frequenzen im Bereich-zwischen Null und mehreren hundert Kilohertz liegen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsmessung mit einem weißen (vielfrequenten) Rauschstrom erfolgt und die am Meßobjekt für die hoch- und niederfrequenten Rauschanteile auftretenden unterschiedlichen Widerstände gemessen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsabfälle an einem zum Meßobjekt (F) in Reihe liegenden Widerstand (R₃) gemessen werden.

5. Vorrichtung zur vollautomatischen Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, bestehend aus einem Gehäuse, welches eine Stromquelle, eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung und Auswertung der Meßströme und ein Anzeigeinstrument mit Meßskala, geeicht in den jeweils interessierenden Prüfwerten, enthält, sowie aus einem Paar Meßelektroden, die mit der Meßschaltung im Gehäuse elektrisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkreiswiderstand (A₃) an den Eingang eines Verstärkers (T₃, T₄, T₅) angeschlossen ist, welcher über einen Hochpaß (C₁₁, R₂₉) und einen Tiefpaß (R_2V C₁₃) zwei Endverstärker (T₆, T₇) speist, die mit ihren als Resonanztransformatoren (Tr₁, Tr₂) ausgebildeten Ausgängen über entgegengesetzt gepolte Gleichrichteranordnungen (D₄, D₅; D₆, D₇) und ein zwischengeschaltetes Potentiometer (R_u) das Anzeigeinstrument (I₃) speisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine automatisch arbeitende Regelstrecke (A), die beide Eingangswerte des Anzeigeinstrumentes (Z₃) unabhängig von den absolut am Widerstand (R₃) gemessenen Spannungsabfällen im Sinne einer Konstanthaltung des einen Eingangswertes verstellt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Meßwiderstand (R₃) auftretenden Spannungsabfälle über einen Kopplungskondensator (C₅) auf einen ersten Spannungsteiler gegeben werden, welcher aus einer in Leitrichtung betriebenen Halbleiterdiode (D₃) und einem Reihenwiderstand (R₃₉, C₂₀) besteht und an dessen Abgriff der Eingang (C₆) des Meßverstärkers liegt, wobei der genannte Spannungsteiler von einem Steuergleichstrom durchflossen wird, der sich in Abhängigkeit vom Ist-Wert der Eingangsspannung befindet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsabfälle des Meßwiderstandes über einen Kopplungskondensator auf einen Spannungsteiler gegeben werden, der aus einem temperaturunabhängigen und einem temperaturabhängigen Widerstand besteht, wobei der Spannungsteiler von einem Steuerstrom durchflossen wird, der vom Ist-Wert der Eingangsspannung abhängt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kopplungskondensator (C₅) des Meßwiderstandes (R₃) und dem Meßverstärkereingang (C₆) ein zweiter Spannungsteiler angeordnet ist, der aus einer Zenerdiode (Z) und einem Widerstand (i?₄₁) besteht und zwischen den Klemmen der Spannungsquelle liegt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßverstärker zwei getrennte Endstufen (T₆, T₇) für hohe und tiefe Frequenzen aufweist und daß zwischen diesen Endstufen (T₆, T₁) und dem gemeinsamen Treiber (T₅) dieser beiden Endstufen (T₆, T₇) getrennte Gegenkopplungswege (R_3i, R₃₃) für hohe und tiefe Frequenzen vorgesehen sind, wobei die Gegenkopplung in der Endstufe (T₆), von der die Stellgröße abgenommen wird, fest und die Gegenkopplung in der anderen Endstufe (T₇) zur Einregelung des Nullpunktes des Anzeigeninstrumentes (Z₃) veränderbar ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß an den Eingängen der Endstufe (T₆) für die höhere Frequenz ein Hochpaß (C₁₁, R₂₅, R₂₆) und an dem Eingang der Endstufe (T₇) für die tiefere Frequenz ein Tiefpaß (R₂₇, C₁₃) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang des Meßverstärkers nach der Quotientenbildung ein Gleichstromverstärker (T₈) liegt, welcher in Art einer Gleichstrombrücke ausgebildet ist, bei der das Anzeigeinstrument (I₃) im Nullzweig liegt und zwei diagonal gegenüberliegende Brückenzweige von einer in Leitrichtung betriebenen Halbleiterdiode (D₈) bzw. dem gleichfalls leitenden Transistor (T₈) des Gleichstromverstärkers gebildet wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden anderen Brückenzweigen der eine aus einem ohmschen Widerstand (R₃₈) und der andere aus einem ohmschen Widerstand (i?_3e) und einem Widerstand (R₃₇) mit negativem Temperaturkoeffizienten in Reihen- oder Parallelschaltung besteht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspan-

nung der in einem der Endtransistoren (T₇) verstärkten Frequenz an der Sekundärwicklung (Tr₂) eines Resonanzkreises im Kollektorkreis abgenommen und gleichgerichtet wird und mit einer Gleichspannung in Serie geschaltet ist, die an einer mit einem Hilfsstrom in Leitrichtung gehaltenen Halbleiterdiode (D₁₀) abfällt und bei der dieser Hilfsstrom vorzugsweise aus dem Emitterstrom desselben Endtransistors (T₁) gewonnen wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelektroden zwei einander gegenüberliegende zangenartig zusammenführbare Flächenelektroden aus vorzugsweise Preßgraphit sind.

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16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenelektroden an Daumen- und Zeigefinger eines Handschuhes aus Isoliermaterial abgebracht sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 16, gekennzeichnet durch die Anordnung in Sortiervorrichtungen zur Steuerung der Sortierweichen.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 835 072;

deutsche Auslegeschrift Nr. 1015 243;

»Hochfrequenztechnik und Elektroakustik«, 1937, Bd. 49, S. 40 bis 49; 1937, Bd. 50, S. 81 bis 91; 1939, Bd. 53, S. 27 bis 33.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 597/318 6.65 ® Bundesdruckerei Berlin