DE19937745C1 - Meßvorrichtung und Verfahren zur Messung der Dielektrizitätskonstanten einer Materialansammlung - Google Patents

Abstract

Ein Halbleitersensor (1) weist eine kapazitiv empfindliche Oberfläche (3) mit einem ersten Referenzbereich (12) und mit einem Testbereich (14) auf. Damit ist ein Referenzwert C¶ref,1¶ für die Kapazität einer auf den ersten Referenzbereich (12) aufgebrachten Referenzmaterialansammlung sowie ein Testwert C¶Test¶ für die Kapazität der auf den Testbereich (14) aufgebrachten Testmaterialansammlung (15) ermittelbar. Aus einer Referenz-Dielektrizitätskonstanten epsilon¶ref,1¶, aus dem Referenzwert C¶ref,1¶ und aus dem Testwert C¶Test¶ ist eine Test-Dielektrizitätskonstante epsilon¶Test¶ berechenbar und ausgebbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung und Verfahren zur Messung der Dielektrizitätskonstanten einer Materialansammlung.

Die Dielektrizitätskonstante bezeichnet eine Eigenschaft eines Materials bei dessen Verwendung als Dielektrikum eines Kondensators. Bei einem Kondensator, bei dem zwei ungleich­ artig geladene Körper in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet sind, hängt die Kapazität des Kondensators von der Größe der Oberfläche der zueinander gewandten Körper, von ihrem Abstand sowie von dem Dielektrikum zwischen den Körpern ab.

Bei einem Plattenkondensator mit zwei Kondensatorplatten ist dessen Kapazität durch die folgende Beziehung gegeben:

C = ε . A/s

wobei:
C Kapazität des Zweiplattenkondensators
A Fläche der Kondensatorplatte
s Plattenabstand
ε Dielektrizitätskonstante = ε₀ . ε_r
ε₀ elektrische Feldkonstante = 8,85 . 10^-12 F/m
ε_r Dielektrizitätszahl (Materialkonstante, z. B. ε_r,Wasser = 81; ε_{r,Luft,trocken,Normalbedingungen} = 1,000594, ε_r,Benzol = 2,28)

Wie man aus der vorstehend aufgeführten Formel ersieht, be­ steht zwischen der Dielektrizitätskonstanten ε und der Di­ elektrizitätszahl ε_r ein Zusammenhang über die elektrische Feldkonstante ε₀. Die Bestimmung der Dielektrizitätskon­ stanten ε beinhaltet daher die Bestimmung der Dielektrizi­ tätszahl ε_r. Die Erfindung betrifft somit nicht nur eine Meß­ vorrichtung zur Messung der Dielektrizitätskonstanten einer Materialansammlung sondern ebenso eine Meßvorrichtung zur Messung der Dielektrizitätszahl einer Materialansammlung. Ebenso betrifft die Erfindung auch Verfahren zum Bestimmen der Dielektrizitätszahl einer Materialansammlung, wenn in der Beschreibung ein Verfahren zur Messung der Dielektrizitäts­ konstanten einer Materialansammlung beschrieben ist. In der Beschreibung und in den Ansprüchen wird somit der Begriff "Dielektrizitätskonstante" als Synonym für den Begriff "Di­ elektrizitätszahl" verwendet, auch wenn dies im einzelnen nicht immer hervorgehoben ist.

Im Stand der Technik ist es bekannt, die Dielektrizitäts­ konstante einer Materialansammlung durch das Verhältnis zwei­ er Kapazitäten von Dielektrika zu messen, die in einem Drei­ plattenkondensator untergebracht sind. Die im Stand der Tech­ nik bekannten Methoden sind sehr aufwendig, da hinsichtlich der Randbedingungen bei der Verwendung der Dielektrika eine hohe Genauigkeit verlangt wird.

In der DE 41 39 356 A1 ist ein Platten-Meßkondensator be­ schrieben, der aus drei Platten besteht, wobei zwei ebene Außenelektroden auf gleichem Potential liegen und sich die Gegenelektrode dazwischen befindet. Die Außenelektroden die­ nen der Abschirmung der zur Messung angelegten Wechselfelder.

In der DE 93 20 446 U1 ist eine kapazitive Meßzelle zur be­ rührungslosen Messung von Volumen, Dichte und Zusammensetzung von Materialien, z. B. von Kunststoffen, beschrieben, die als Plattenkondensator aus elektrisch leitendem Werkstoff in Form eines aus zwei Seitenplatten, zwei Jochen und einer Boden­ platte bestehenden Hohlquaders mit einer zu den Seitenwänden symmetrischen Innenplatte ausgebildet ist, die durch elek­ trisch isolierende Abstandshalter befestigt ist. Die Ab­ standshalter füllen in dem Innenvolumen den Bereich des elek­ trischen Randfeldes vollständig aus, so daß in den beiden Kammern ein homogenes elektrisches Feld wirkt.

In der FR 2 697 339 A1 ist ein Verfahren zur Messung der Dielektrizitätszahl eines Pulvers beschrieben, bei dem man das Pulver und eine Flüssigkeit zwischen zwei Elektroden ein­ bringt, die einander gegenüber in einem festen Abstand ange­ ordnet sind, und die Dielektrizitätszahl des zusammengesetz­ ten Systems nach empirisch ermittelten approximativen Glei­ chungen mißt, in die das Mischungsverhältnis von Pulver und Flüssigkeit eingeht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Meßvor­ richtung zur Bestimmung der Dielektrizitätskonstanten bzw. der Dielektrizitätszahl einer Materialansammlung bereitzu­ stellen, die eine einfache Auswertung erlauben.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbil­ dungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung zur Messung der Test- Dielektrizitätskonstanten einer Testmaterialansammlung weist dazu die folgenden Merkmale auf:

• - einen Halbleitersensor mit einer kapazitiv empfindlichen Oberfläche, wobei die kapazitiv empfindliche Oberfläche wenigstens einen ersten Referenzbereich und einen Test­ bereich aufweist,
• - eine Erfassungsschaltung, die so ausgebildet ist, daß ein erster Referenzwert für die Kapazität einer auf den ersten Referenzbereich aufgebrachten ersten Referenzen Materialansammlung sowie ein Testwert für die Kapazität der auf den Testbereich aufgebrachten Testmaterialan­ sammlung ermittelbar ist,
• - eine Auswertungsschaltung, die so ausgebildet ist, daß eine dem ersten Referenzwert entsprechende erste Refe­ renz-Dielektrizitätskonstante abspeicherbar ist und daß aus der ersten Referenz-Dielektrizitätskonstanten, aus dem ersten Referenzwert und aus dem Testwert eine Test- Dielektrizitätskonstante berechenbar und ausgebbar ist.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine besonders vor­ teilhafte Verwendung eines Halbleitersensors mit einer kapa­ zitiv empfindlichen Oberfläche möglich. Dabei gestattet die Verwendung des Halbleitersensors eine besonders einfache Aus­ bildung der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung, da ein Halb­ leitersensor mit einer kapazitiv empfindlichen Oberfläche bereichsgenau eine Auswertung der dielektrischen Eigenschaften eines auf der Oberfläche aufgebrachten Stoffes gestattet.

Das erfindungsgemäße Verfahren, das mit der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung durchgeführt wird, sieht dabei die folgenden Schritte vor:

• - Aufbringen einer ersten Referenzmaterialansammlung auf den ersten Referenzbereich und Abspeichern einer ersten Referenz-Dielektrizitätskonstante der ersten Referenzma­ terialansammlung in der Auswertungsschaltung,
• - Aufbringen einer Testmaterialansammlung auf den Testbereich,

wobei die Erfassungsschaltung dazu veranlaßt wird, die Kapa­ zität der ersten Referenzmaterialansammlung als ersten Refe­ renzwert sowie die Kapazität der Testmaterialansammlung als Testwert zu bestimmen, und wobei die Auswertungsschaltung weiterhin dazu veranlaßt wird, insbesondere mittels einer Dreisatzrechnung eine Test-Dielektrizitätskonstante aus der ersten Referenz-Dielektrizitätskonstante, aus dem ersten Referenzwert und aus dem Testwert zu bestimmen. Dabei ergibt sich die Test-Dielektrizitätskonstante aus der Multiplikation der Referenz-Dielektrizitätskonstante mit dem Quotienten aus Testwert und Referenzwert.

Es können auch nichtlineare Verfahren zur Bestimmung der Test-Dielektrizitätskonstante verwendet werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich die Test-Di­ elektrizitätskonstante einer Testmaterialansammlung besonders einfach bestimmen, da lediglich eine bestimmte Menge einer Testmaterialansammlung auf einen Bereich der kapazitiv empfindlichen Oberfläche des Halbleitersensors aufgebracht werden muß. Durch Betätigen der Auswertungsschaltung wird unmittelbar und ohne weitere manuelle Betätigung die Test- Dielektrizitätskonstante ausgegeben.

Ferner ist die Verwendung eines Halbleitersensors mit einer kapazitiv empfindlichen Oberfläche bei der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung und bei dem erfindungsgemäßen Verfahren be­ sonders vorteilhaft, weil Halbleitersensoren in der Regel so ausgebildet sind, daß die kapazitiv empfindliche Oberfläche eine Vielzahl von einzeln abtastbaren kapazitiv empfindlichen Oberflächenbereichen aufweist. Auf diese Weise kann eine be­ stimmte Anzahl von Oberflächenbereichen so zusammengefaßt werden, daß der Referenzbereich ausgebildet wird, während eine andere Vielzahl von kapazitiv empfindlichen Oberflächen­ bereichen den Testbereich bilden. Somit kann mit einem ein­ zigen Sensorbaustein die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst werden.

In Weiterbildung der Erfindung weist die kapazitiv empfind­ liche Oberfläche des Halbleitersensors einen zweiten Referenzbereich auf, wobei die Erfassungsschaltung so ausgebildet ist, daß ein zweiter Referenzwert für die Kapazität einer auf den zweiten Referenzbereich aufgebrachten zweiten Referenzmaterialansammlung ermittelbar ist. Die Auswertungsschaltung wird dabei so ausgebildet, daß eine dem zweiten Referenzwert zugeordnete zweite Referenz- Dielektrizitätskonstante abspeicherbar ist und daß aus der ersten Dielektrizitätskonstanten, aus der zweiten Dielektrizitätskonstanten, aus dem ersten Referenzwert, aus dem zweiten Referenzwert sowie aus dem Testwert eine Test- Dielektrizitätskonstante berechenbar und ausgebbar ist. In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mit einer solchen Meßvorrichtung die Auswertungsschaltung dazu veranlaßt, die Test-Dielektrizitätskonstante mittels eines Interpolationsverfahrens aus der ersten Referenz- Dielektrizitätskonstanten, aus der zweiten Referenz- Dielektrizitätskonstanten, aus dem ersten Referenzwert, aus dem zweiten Referenzwert und aus dem Testwert zu bestimmen. Mit der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung der erfin­ dungsgemäßen Meßvorrichtung gestattet das erfindungsgemäße Verfahren eine besonders genaue Bestimmung der Dielektrizi­ tätskonstanten einer der Messung zugrunde liegenden Materialansammlung. Durch die Verwendung von zwei Referenzwerten im Zusammenhang mit einem Interpolationsverfahren können nämlich Prozeßtoleranzen besonders einfach eliminiert werden. Es können auch nicht­ lineare Berechnungsverfahren angewendet werden.

Gerade bei der Verwendung eines Halbleitersensors mit einer kapazitiv empfindlichen Oberfläche ist es dabei besonders vorteilhaft, wenn die Kapazitäten der auf den Halbleitersen­ sor aufgebrachten Materialansammlungen selektiv an denjenigen Stellen ermittelbar sind, die von den Materialansammlungen bedeckt sind. Dies läßt sich auf einfache Weise bei Halbleitersensoren bewerkstelligen, deren kapazitiv empfindliche Oberfläche als Matrix von zahlreichen kapazitiv empfindlichen Einzelsensoren aufgebaut ist, wobei jeder Einzelsensor über Zeilen- und Spaltenleitungen einzeln ansprechbar ist. Damit lassen sich bei einer Messung alle Einzelsensoren einzeln abtasten, wobei nur diejenigen Meßergebnisse von Einzelsensoren zur Auswertung herangezogen werden, auf denen ersichtlich ein zur Umgebung veränderter Zustand auftritt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung wird auf der kapazitiv empfindlichen Oberfläche des Halbleitersensors jeweils im Bereich um einen Referenzbereich und/oder um den Testbereich herum wenigstens eine Gefäßwandung vorgesehen, die auch zu einem verschließbaren Gefäß ausgebildet sein kann. Dabei ist insbesondere auch vorgesehen, gerade im Bereich um den Test­ bereich herum ein offenes Gefäß auszubilden. Mit einer sol­ chen Meßvorrichtung läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem die Referenzmaterialansammlung als Flüssigkeit gewählt wird, besonders einfach und zuverlässig durchführen. Dann wird die Flüssigkeit nämlich in das durch die Gefäßwandungen gebildete Gefäß eingefüllt und dort gehalten. Gemäß der Erfindung kann die Referenzmaterialansammlung als Luft oder als fester Stoff gewählt werden. Dabei wird die zu prüfende Materialansammlung vorteilhafterweise in das offene Gefäß auf dem Testbereich aufgebracht, bevor mit einer Mes­ sung begonnen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit der erfindungsgemäßen Vor­ richtung beinhaltet auch, daß die Auswertungsschaltung aus der Test-Dielektrizitätskonstante, die sich aus der Auswer­ tung der Sensormessungen ergibt, eine Test-Dielektrizitäts­ zahl berechnet ausgibt.

Bei der Erfindung wird ein kapazitiv empfindlicher Oberflä­ chensensor mit Referenzmaterialien wie Luft (ε_r = 1) oder Wasser (ε_r = 81) und mit dem zu untersuchenden Werkstoff beaufschlagt. Die Größe der anliegenden Kapazitäten wird gemessen und als Digitalwert ausgegeben. Vorhandene Prozeßtoleranzen können mit Hilfe der Referenzmaterialien eliminiert werden. Dabei ergibt sich der Vorteil, daß zur Bestimmung eines Kapazitätswerts ein kostengünstiger Sensor verwendet werden kann. Weiterhin wird der Meßwert direkt ausgegeben, wobei eine einfache und kompakte Modulbauweise ermöglicht wird.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungs­ beipieles näher veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungs­ gemäßen Halbleitersensor einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung,

Fig. 2 zeigt den Halbleitersensor aus Fig. 1 in der Draufsicht,

Fig. 3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung mit dem Halblei­ tersensor aus Fig. 1 und Fig. 2 und

Fig. 4 zeigt ein Diagramm, das die Auswertung einer Messung mit der Meßvorrichtung aus Fig. 3 veranschaulicht.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen einen Halbleitersensor 1. Fig. 2 zeigt dabei eine Draufsicht auf den Halbleitersensor 1, wäh­ rend Fig. 1 einen Querschnitt entlang einer in Fig. 2 dar­ gestellten Linie A-A durch den Halbleitersensor 1 veran­ schaulicht.

Der Halbleitersensor 1 hat ein Halbleitersubstrat 2, das in der Draufsicht gemäß Fig. 2 einen rechteckigen Umriß auf­ weist. Das Halbleitersubstrat 2 ist an seiner Oberfläche mit einer kapazitiv empfindlichen Oberfläche 3 versehen, die in eine Vielzahl von in dieser Ansicht nicht im Einzelnen darge­ stellten, kapazitiv empfindlichen Oberflächenbereichen ge­ gliedert ist. Dabei ist jeder der kapazitiv empfindlichen Oberflächenbereiche über je zwei elektrische Leitungen abtastbar, die zu einem Anschlußleitungsbündel 4 zusammengefaßt sind, das von einer Stirnseite des Halbleitersubstrats 2 wegführt.

Oberhalb der kapazitiv empfindlichen Oberfläche 3 und entlang deren äußeren Umrisses ist eine umlaufende vertikale Einfas­ sungswand 5 vorgesehen, die allseitig geschlossen ist. Innerhalb der Einfassungswand 5 sind dabei eine erste Abgren­ zungswand 6 und zweite Abgrenzungswand 7 angeordnet, die die beiden Längswände der Einfassungswand 5 miteinander verbin­ den, so daß ein erster Referenzraum 8, ein zweiter Referenz­ raum 9 und ein Testraum 10 auf der Oberfläche 3 dicht gegeneinander abgegrenzt werden, wie am besten in Fig. 1 zu sehen ist.

Dabei sind der erste Referenzraum 8 und der zweite Referenz­ raum 9 jeweils durch eine Deckenwandung 11 verschlossen. Der erste Referenzraum 8 ist mit Stickstoff aufgefüllt, während der zweite Referenzraum 9 mit destilliertem Wasser aufgefüllt ist. Somit wird ein erster Referenzbereich 12 der kapazitiv empfindlichen Oberfläche 3, der von der Einfassungswand 5 und von der ersten Abgrenzungswand 6 eingegrenzt wird, vollständig mit Stickstoff beaufschlagt. Ein zweiter Referenzbereich 13 der kapazitiv empfindlichen Oberfläche 3, der von der Einfassungswand 5, von der ersten Abgrenzungswand 6 und von der zweiten Abgrenzungswand 7 eingegrenzt wird, wird vollständig mit destilliertem Wasser benetzt.

Ein Testbereich 14 der kapazitiv empfindlichen Oberfläche 3 wird von der Einfassungswand 5 und von der zweiten Abgren­ zungswand 7 eingegrenzt. Dessen Oberfläche steht mit einer Testmaterialansammlung 15 in Kontakt, die in den Testraum 10 eingebracht worden ist. Wie man in Fig. 2 besonders deutlich sieht, bedeckt die Testmaterialansammlung 15 nicht die ge­ samte Oberfläche des Testbereichs 14, sondern nur denjenigen Teil, der innerhalb der Umrißlinie 16 der Testmaterialansammlung 15 gelegen ist.

Fig. 3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfin­ dungsgemäßen Meßvorrichtung 20, die den Halbleitersensor 1 aus Fig. 1 und Fig. 2 beinhaltet.

Die Meßvorrichtung 20 beinhaltet außerdem eine Erfassungs­ schaltung 21, die über das Anschlußleitungsbündel 4 mit dem Halbleitersensor 1 in Verbindung steht. Weiterhin ist an der Erfassungsschaltung 21 eine Eingabetastatur 22 vorgesehen, über die eine erste Referenz-Dielektrizitätskonstante ε_ref,1 sowie eine zweite Referenz-Dielektrizitätskonstante ε_ref,2 in der Erfassungsschaltung 21 eingebbar ist.

Die Meßvorrichtung 20 ist darüber hinaus mit einer Auswer­ tungsschaltung 23 versehen, die mit einer Anzeigeeinheit 24 in Verbindung steht.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Bestimmen der Dielektrizitätskonstante der Testmaterialan­ sammlung 15 folgendermaßen vorgegangen.

Zunächst wird die Testmaterialansammlung 15 in den Testraum 10 eingebracht, so daß der Testbereich 14 der kapazitiv em­ pfindlichen Oberfläche 3 des Halbleitersubstrats 2 mit der Testmaterialansammlung 15 bedeckt ist.

Danach wird die erste Referenz-Dielektrizitätskonstante ε_ref,1 des im ersten Referenzraum 8 befindlichen Stickstoffs und die zweite Referenz-Dielektrizitätskonstante ε_ref,2 des im zweiten Referenzraum 9 befindlichen destillierten Wassers in die Meß­ vorrichtung 20 eingegeben, und zwar über die Eingabetastatur 22. Die Erfassungsschaltung 21 leitet diese Werte ε_ref,1 und e_ref,2 an die Auswertungsschaltung 23 weiter, wo sie abgespei­ chert werden.

Danach wird die Erfassungsschaltung 21 dazu veranlaßt, die Kapazität des im ersten Referenzraum 8 befindlichen Stick­ stoffs und des im zweiten Referenzraum 9 befindlichen destil­ lierten Wassers zu messen und als Werte C_ref,1 und C_ref,2 an die Auswertungsschaltung 23 weiterzuliefern. Schließlich wird die Kapazität C_Test an denjenigen Stellen des Testbereichs 14 be­ stimmt, die mit der Testmaterialansammlung 15 bedeckt sind. Dabei werden nur diejenigen kapazitiv empfindlichen Oberflä­ chenbereiche des Testbereichs 14 verwertet, die sich inner­ halb der Umrißlinie 16 gemäß Fig. 2 befinden. Die übrigen kapazitiv empfindlichen Oberflächenbereiche des Testbereichs 14 werden zwar durch die Erfassungsschaltung 21 erfaßt, je­ doch nicht zur Berechnung des Werts C_Test verwendet, da sich diese hinsichtlich ihrer Kapazität deutlich von der Kapazität der Testmaterialansammlung 15 unterscheiden.

Schließlich wird die Test-Dielektrizitätskonstante ε_Test von der Auswertungsschaltung 23 bestimmt und über die Anzeige­ einheit 24 als digitaler Wert ausgegeben. Zur Bestimmung der Test-Dielektrizitätskonstanten ε_Test wird dabei gemäß Fig. 4 vorgegangen, wonach durch die durch C_ref,1 und ε_ref,1 bzw. durch C_ref,2 und ε_ref,2 bestimmten Punkte eine Gerade gelegt wird und der zu C_Test gehörende Wert ε_Test mit Hilfe des Strahlensatzes ausgerechnet wird. Diese Vorgehensweise ist auch als soge­ nanntes lineares Interpolationsverfahren bekannt.

Aus der Test-Dielektrizitätskonstanten ε_Test kann unmittelbar die Test-Dielektrizitätszahl der Testmaterialansammlung 15 bestimmt werden, die einen Rückschluß auf das zugrunde liegende Material und dessen Eigenschaften zuläßt.

Mit den in Fig. 1 bis Fig. 3 dargestellten Ausführungs­ beispielen können Messungen auch durchgeführt werden, wenn entweder nur der erste Referenzraum 8 oder nur der zweite Referenzraum 9 bei der Berechnung der Test- Dielektrizitätskonstanten ε_Test der Testmaterialansammlung 15 herangezogen werden. In diesem Fall genügt dann ein einfacher Dreisatz, um ausgehend von der Referenz- Dielektrizitätskonstanten ε_ref,1, der gemessenen Kapazität C_ref,1 und der gemessenen Kapazität C_Test die Test- Dielektrizitätskonstante ε_Test zu bestimmen.

Bezugszeichenliste

1

Halbleitersensor

2

Halbleitersubstrat

3

Oberfläche

4

Anschlußleitungsbündel

5

Einfassungswand

6

erste Abgrenzungswand

7

zweite Abgrenzungswand

8

erster Referenzraum

9

zweiter Referenzraum

10

Testraum

11

Deckenwandung

12

erster Referenzbereich

13

zweiter Referenzbereich

14

Testbereich

15

Testmaterialansammlung

16

Umrißlinie

20

Meßvorrichtung

21

Erfassungsschaltung

22

Eingabetastatur

23

Auswertungsschaltung

24

Anzeigeeinheit

Claims (13)

1. Meßvorrichtung (20) zur Messung der Test- Dielektrizitätskonstanten einer Testmaterialansammlung (15), die die folgenden Merkmalen aufweist:

• - einen Halbleitersensor (1) mit einer kapazitiv empfindlichen Oberfläche (3), wobei die kapazitiv empfindliche Oberfläche (3) wenigstens einen ersten Referenzbereich (12) und einen Testbereich (14) aufweist,
• - eine Erfassungsschaltung (21), die so ausgebildet ist, daß ein erster Referenzwert C_ref,1 für die Kapazität einer auf den ersten Referenzbereich (12) aufgebrachten ersten Referenzmaterialansammlung sowie ein Testwert C_Test für die Kapazität der auf den Testbereich (14) aufgebrachten Testmaterialansammlung (15) ermittelbar ist,
• - eine Auswertungsschaltung, die so ausgebildet ist, daß eine dem ersten Referenzwert C_ref,1 entsprechende erste Referenz-Dielektrizitätskonstante ε_ref,1 abspeicherbar ist und daß aus der ersten Referenz-Dielektrizitäts­ konstanten ε_ref,1, aus dem ersten Referenzwert C_ref,1 und aus dem Testwert C_Test die Test-Dielektrizitätskon­ stante ε_Test berechenbar und ausgebbar ist.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die kapazitiv empfindliche Oberfläche (14) einen zweiten Referenzbereich (13) aufweist,
wobei die Erfassungsschaltung so ausgebildet ist, daß ein zweiter Referenzwert C_ref,2 für die Kapazität einer auf den zweiten Referenzbereich (13) aufgebrachten zweiten Referenzmaterialansammlung ermittelbar ist,
und wobei die Auswertungsschaltung (23) so ausgebildet ist, daß eine dem zweiten Referenzwert C_ref,2 zugeordnete zweite Referenz-Dielektrizitätskonstante ε_ref,2 abspeicherbar ist und
daß aus der ersten Referenz-Dielektrizitätskonstanten ε_ref,1, aus der zweiten Referenz-Dielektrizitätskonstanten ε_ref,2, aus dem ersten Referenzwert C_ref,1, aus dem zweiten Referenzwert C_ref,2 sowie aus dem Testwert C_Test die Test- Dielektrizitätskonstante ε_Test berechenbar und ausgebbar ist.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleitersensor (1) so ausgebildet ist, daß die kapazitiv empfindliche Oberfläche (3) eine Vielzahl von einzeln abtastbaren kapazitiv empfindlichen Oberflächenbereichen aufweist.

4. Meßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazitäten der auf den ersten Referenzbereich (12) aufgebrachten ersten Referenzmaterialansammlung, der auf den zweiten Referenzbereich (13) aufgebrachten zweiten Referenzmaterialansammlung und/oder der auf den Testbe­ reich (14) aufgebrachten Testmaterialansammlung (15) selektiv an denjenigen Stellen der kapazitiv empfindlichen Oberfläche (3) ermittelbar sind, die von der ersten Referenzmaterialansammlung, von der zweiten Referenzmaterialansammlung und/oder von der Testmaterialansammlung (15) bedeckt sind.

5. Meßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleitersensor (1) auf der kapazitiv empfindlichen Oberfläche (3) jeweils im Bereich um den ersten Referenz­ bereich (12), um den zweiten Referenzbereich (13) und/oder um den Testbereich (14) herum Gefäßwandungen (5, 6, 7) aufweist.

6. Meßvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich um den ersten Referenzbereich (12) und/oder um den zweiten Referenzbereich (13) herum jeweils ein verschließbares Gefäß (8, 9) ausgebildet ist.

7. Meßvorrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich um den Testbereich (14) herum ein offenes Gefäß (10) ausgebildet ist.

8. Meßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungsschaltung (23) so ausgebildet ist, daß aus der Test-Dielektrizitätskonstante ε_Test eine Test-Dielek­ trizitätszahl ε_r,Test berechenbar und ausgebbar ist.

9. Verfahren zum Bestimmen der Test-Dielektrizitätskonstanten ε_Test einer Testmaterialansammlung (15), insbesondere einer Flüssigkeit, das die folgenden Schritte aufweist:

• - Vorsehen einer Meßvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
• - Aufbringen einer ersten Referenzmaterialansammlung auf den ersten Referenzbereich (12) und Abspeichern einer ersten Referenz-Dielektrizitätskonstante ε_ref,1 der ersten Referenzmaterialansammlung in der Auswertungsschaltung (23),
• - Aufbringen der Testmaterialansammlung (15) auf den Testbereich (14),

wobei die Erfassungsschaltung (21) dazu veranlaßt wird, die Kapazität der ersten Referenzmaterialansammlung als ersten Referenzwert C_ref,1 sowie die Kapazität der Test­ materialansammlung (15) als Testwert C_Test zu bestimmen, und wobei die Auswertungsschaltung (23) dazu veranlaßt wird, die Test-Dielektrizitätskonstante ε_Test aus der ersten Referenz-Dielektrizitätskonstanten ε_ref,1, aus dem ersten Referenzwert C_ref,1 und aus dem Testwert C_Test zu bestimmen, und zwar insbesondere mittels einer linearen Dreisatzrechnung.

10. Verfahren zum Bestimmen der Test-Dielektrizitätskonstanten ε_Test einer Testmaterialansammlung (15), insbesondere einer Flüssigkeit, das die folgenden Schritte aufweist:

• - Vorsehen der Meßvorrichtung nach einem der Anspruche 2 bis 8,
• - Aufbringen einer ersten Referenzmaterialansammlung auf den ersten Referenzbereich (12) und Abspeichern einer ersten Referenz-Dielektrizitätskonstante ε_ref,1 der ersten Referenzmaterialansammlung in der Auswertungs­ schaltung (23),
• - Aufbringen einer zweiten Referenzmaterialansammlung auf den zweiten Referenzbereich (13) und Abspeichern einer zweiten Referenz-Dielektrizitätskonstante ε_ref,2 der zweiten Referenzmaterialansammlung in der Auswertungsschaltung (23),
• - Aufbringen einer Testmaterialansammlung (15) auf den Testbereich (14),

wobei die Erfassungsschaltung (23) dazu veranlaßt wird, die Kapazität der ersten Referenzmaterialansammlung als ersten Referenzwert C_ref,1, die Kapazität der zweiten Referenzmaterialansammlung als zweiten Referenzwert C_ref,1 sowie die Kapazität der Testmaterialansammlung (15) als Testwert C_Test zu bestimmen,
und wobei die Auswertungsschaltung (23) dazu veranlaßt wird, die folgenden Schritte auszuführen:

• - Bestimmen der Test-Dielektrizitätskonstanten ε_Test aus der ersten Referenz-Dielektrizitätskonstanten ε_ref,1, aus der zweiten Referenz-Dielektrizitätskonstanten ε_ref,2, aus dem ersten Referenzwert C_ref,1, aus dem zweiten Referenzwert C_ref,2 und aus dem Testwert C_Test, und zwar insbesondere mittels eines linearen Interpolationsverfahrens.

11. Verfahren zum Bestimmen der Test-Dielektrizitätskonstanten ε_Test einer Testmaterialansammlung nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Referenzmaterialansammlung und/oder die zweite Referenzmaterialansammlung als Flüssigkeit gewählt wird.

12. Verfahren zum Bestimmen der Test-Dielektrizitätskonstanten ε einer Testmaterialansammlung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Referenzmaterialansammlung und/oder die zweite Referenzmaterialansammlung als Gas gewählt wird.

13. Verfahren zum Bestimmen der Test-Dielektrizitätskonstanten ε einer Testmaterialansammlung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungsschaltung (23) dazu veranlaßt wird, aus der Test-Dielektrizitätskonstanten ε_Test eine Test-Dielek­ trizitätszahl ε_r,Test zu berechnen und auszugeben.