DE2041044B2 - - Google Patents

Description

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Da dieser bekannte Meßkondensator speziell für ein Ein Meßkondensator, der aus wenigstens zweiMeß-

Meßprinzip, bei dem eine Ausnutzung der Streufeld- elektroden gemäß der Erfindung besteht, weist vor-

kapazität erfolgt, vorgesehen ist, bestehen hinsieht- teilhafterweise zwischen jeweils zwei Meßelektroden

lieh der gegenseitigen Beabstandung der Meßelektro- ein Abstandstück auf, dessen Berührungsflächen

den keinerlei Probleme, da diese gegenseitige Beab- S planparallel geschliffen sind. Auf Grund der kon-

standung auf Grund des verwendeten Meßprinzips struktionsbedingten Stabilität der Meßelektroden für

unkritisch ist. jeden einzelnen Kondensatorteil läßt ein derartiger

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Meßelektrode Meßkondensator einen im Vergleich zu bekannten

für zur Bestimmung sehr kleiner Kapazitätsäiiderun- Anordnungen erheblich größeren Meßbereich zu.

gen geeigneter Meßkondensatoren zu schaffen, die io Die Folge davon ist, daß ein Meßkondensator für

eine grofe mechanische und elektrische Stabilität er- den gesamten benötigten Meßbereich mit wenigen

fordern. Kondensatorelektroden aufgebaut werden kann, wo-

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch durch er wiederum kleiner, leichter zu handhaben

gelöst, daß die die Belegungen tragenden Flächen des und vor allem billiger wird.

Keramik-Trägerkörpers einschließlich der zur Befe- 15 Die Abmessungen der Abstandstücke sind bevor-

stigung dienenden Bereiche planparallel geschliffen zugt derart gewählt, daß nebeneinanderliegende

sind und daß die Belegungen aufgedampft und galva- Elektroden abnehmende gegenseitige Abstände auf-

nisch verstärkt sind. weisen. Diese Ausführungsform ist dann vor allem

Durch diese Maßnahmen wird sowohl die mecha- vorteilhaft, wenn Textilmaterial mit großer Verschie-

nische ah auch die elektrische Stabilität eines Meß- 20 denheit der Fasennenge geprüft werden muß.

kondensators gewährleistet, da einerseits der planpar- Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von

allele Schliff des gesamten Trägerkörpers ein absolut Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die

exaktes gegenseitiges Ausrichten der einzelnen Meß- Zeichnung näher erläutert,

elektroden gewährleistet und andererseits auf In der Zeichnung zeigt

Grund der charakteristischen Aufbringung der BeIe- 35 Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Meß-

gungen sichergestellt ist, daß sich die Belegungen elektrode gemäß der Erfindung,

auch bei Temperaturänderungen in keiner Weise be- F i g. 2 eine Draufsicht eines Meßkondensators in

züglich des Trägers verformen, so daß die geforderte Schnittdarstellung und

elektrische Festigkeit und Stabilität gewährleiste* F i g. 3 eine Frontansicht des aus mehreren Meßwerden kann. 30 elektroden aufgebauten Meßkondensators nach

Gerade das Aufbringen der Belegungen stellt si- F i g. 2.

eher, daß diese Belegungen mit der Grundschicht des Der prismatische Isolierkörper 1 aus Hochfre-Keramikkörpers eine innige Verbindung eingehen, quenzkeramik gemäß F i g. 1 trägt auf beiden Seiten die dazu führt, daß die Belegungen jeder temperatur- aufgedampfte und galvanisch verstärkte Belegunbedingten Veränderung des Keramik-Trägerkörpers 35 gen 2,3, wobei die Belegung 2 die Schutzelektrode folgen, ohne daß dabei eine Gefahr der Ablösung be- und Belegung 3 die eigentliche Kondensatorelektrode steht. Die galvanische Verstärkung der aufgedampf- bildet. Vermittels von Befestigungsstücken 4,5 wird ten Schicht führt dazu, daß die benötigten glatten die Elektrode zwischen planparallelen Distanzstük-Oberflächen erzielt und der jeweiligen Belegung ein ken fixiert. Anschlüsse 6 und 7 sind mit der Schutzhomogener Schichtcharakter verliehen wird. Das gal- 40 elektrode 2 verbunden, während Anschluß 8 im Invanisch aufgebrachte Material geht wiederum mit nern des Isolierkörpers an die Belegung 3 geführt dem aufgedampften Material eine innige Verbindung ist.

ein und ermöglicht die Erzielung einer porenfreien, Die als Werkstoff für die Elektrodenkörper einge-

polierbaren Elektrodenfläche. setzte Hochfrequenzkeramik läßt ein Schleifen auf

Vorzugsweise ist die Form der Belegungen im we- 45 absolut parallelen Seitenflächen zu. Da die Distanz-

sentlichen g'eich der Form des Keramik-Trägerkör- stücke 11 zur Festlegung des Plattenabstandes der

pers. Kondensatorelektroden ebenfalls mit hoher Präzision

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Fr- planparallel gefertigt werden können, ist gewährlei-

findung zeichnet sich dadurch aus, daß der Kera- stet, daß der Aufbau des ganzen Kondensators äu-

mik-Trägerkörper befestigungsseitig eine Ausneh- 50 ßerst stabil ist und reproduzierbare Meßwerte er-

mung aufweist. Durch diese Ausnehmung kann der gibt.

Weg der Zuführung zur eigentlichen Elektrode sehr Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Hochkurz gemacht werden, was sich im Hinblick auf eine frequenzkeramik als Elektrodenmaterial mit aufgestörende Totkapazität zwischen der Zuführung und dampften Metallbelegungen besteht darin, daß die den Belegungen positiv auswirkt. 55 Elektrodendimensionen ausschließlich durch das Vorzugsweise ist die eine Kondensatorelektrode Temperaturverhalten der Keramik bestimmt wird, bildende Belegung zumindest teilweise von einer Die aufgedampften Metallbelegungen machen die Schutzbelegung umschlossen. Formänderungen des Isolierkörpers infolge Tempe-Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform zeich- raturschwankungen vollständig mit. Es treten daher net sich dadurch aus, daß die die Kondensatorelek- 60 keinerlei Biegekräfte an den Elektroden auf, die eine trode bildende Belegung vollständig von der Schutz- unzulässige Veränderung der Elektrodenabstände belegung umschlossen und mit einem durch den Ke- hervorrufen könnten.

ramik-Trägerkörper geführten Anschluß verbunden Die unvermeidlichen, durch die Temperaturist. Schwankungen verursachten Schwankungen der Null-Die Schutzbelegung erstreckt sich bevorzugt in den 65 kapazität des aus mehreren Elektroden bestehenden Befestigungsbereich. Meßkondensators lassen sich dabei durch geeignete Zweckmäßigerweise ist der Keramik-Trägerkörper Brückenschaltungen praktisch völlig kompensieren, beidseitig mit Belegungen versehen. da die an sich geringen Änderungen ausschließlich

durch das Temperaturverhalten der Hochfrequenzkeramik bestimmt sind und dadurch zum voraus berücksichtigt werden können.

F i g. 2 zeigt eine Frontansicht eines aus mehreren Meßelektroden aufgebauten Meßkondensators. In einer Grundplatte 9 sind die Meßelektroden 1, 1', 1", 1"' und 10, 10', 10", 10'" befestigt und durch die

planparallelen Distanzstücke 11 in genau vorgegebenen Abständen gehalten. Die Elektroden 1, 1' und 10", 10'" sind im Schnitt gezeigt.

F i g. 3 ist eine Ansicht des Meßkondensators von 5 oben. Man erkennt, daß die Meßelektroden 10, 10', 10", 10'" wesentlich kurzer sind als die Meßelektroden 1,1', 1", 1"'.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

«■> 041 044 sehen Elektroden bildenden Belegungen in Form Patentansprüche: dünner Schichten aufgebracht sind. rFur die kontinuierliche Messung von Textilmate rial, insbesondere von Bändern, Vorgarnen und Gar-

1. Meßelektrode für zur Bestimmung sehr klei- 5 nen, hinsichtlich deren Querschnittsverlauf hat sich ner Kapazitätsänderungen vorgesehenen Meßkon- die kapazitive Meßmethode als sehr geeignet erwiedensatoren, bestehend aus einem Trägerkörper sen. Dabei wird im Prinzip ein Plattenkondensator aus Keramik, auf den die die metallischen Elek- verwendet, dessen Dielektrikum aus Luft besteht, sotroden bildenden Belegungen in Form dünner lange kein Textilmaterial zwischen die Platten einge-Schichten aufgebracht sind, dadurch ge-io legt wird. Die Kapazität dieses Kondensators weist kennzeichnet, daß die die Belegungen dann einen bestimmten Grundwert auf. Wird nun (2,3) tragenden Flächen des Keramik-Trägerkör- Textilmaterial in den durch die Platten gebildeten pers (1) einschließlich der zur Befestigung die- Raum eingelegt, ändert sich die Kapazität infolge der nenden Bereiche (4,5) planparallel geschliffen von 1 verschiedenen relativen Dielektrizitätskonsind und daß die Belegungen (2,3) aufgedampft 15 stante des Textilmaierials. Diese Kapazitätsänderun- und galvanisch verstärkt sind. gen können durch an sich bekannte Methoden in

2. Meßelektrode nach Anspruch 1, dadurch ge- elektrische Signale umgeformt werden, beispielsweise kennzeichnet, daß die Form der Belegungen dadurch, daß der Plattenkondensator in einen Hoch-(2, 3) im wesentlichen gleich der Form des Kera- frequenzschwingkreis eingeschaltet wird, wobei die mik-Trägerkörpers (1) ist. ao Kapazitätsänderungen die Resonanzfrequenz des

3. Meßelektrode nach Anspruch 1 oder 2, da- Schwingkreises verändern. Sofern die in den Plattendurch gekennzeichnet, daß der Keramik-Träger- kondensator eingelegte Menge an Textilmaterial körper (1) befestigungsseitig eine Ausnehmung nicht zu groß ist, kann ein angenähert linearer Zuaufweist, sammenhang zwischen dem Querschnitt des sich zwi-

4. Meßelektrode nach einem der vorhergehen- »5 sehen den Platten befindenden Textilmaterials und den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kapazitätsänderungen erreicht werden. Gleicheine Kondensatorelektrode bildende Belegung (3) zeitig kann dadurch auch der Einfluß der im Textilzumindest teilweise von einer Schutzbelegung (2) material enthaltenden Feuchtigkeit — als Teil des umschlossen ist. Dielektrikums mit von 1 verschiedener Dielektrizi-

5. Meßelektrode nach Anspruch 4, dadurch ge- 30 tätskonstante — auf eine Größe reduziert werden, kennzeichnet, daß die die Kondensatorelektrode die das Meßresultat nicht mehr störend beeinflußt,
bildende Belegung (3) vollständig von der Da die Meßelektroden direkt Teile der den Kon-Schutzbelegung (2) umschlossen und mit einem densatur bildenden Platten sind und die durch das durch den Keramik-Trägerkörper (1) geführten Textilmaterial verursachten Kapazitätsänderungen Anschluß (8) verbunden ist. 35 sehr klein sind, muß angestrebt werden, daß die me-

6. Meßelektrode nach einem der vorhergehen- chanische und elektrische Stabilität der Meßelektroden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den äußert groß ist, um zu vermeiden, daß durch sich die Schutzbelegung (2) in den Befestigungs- Kapazitätsänderungen, die nicht durch die Menge bereich (4,5) erstreckt. des im Kondensator enthaltenen Textilmaterials ver-

7. Meßelektrode nach einem der vorhergehen- 40 ursacht werden, scheinbare Meßwertänderungen her-■ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgerufen werden.

Keramik-Trägerkörper (1) beidseitig mit BeIe- Zu Plattenkondensatoren zusammengestellte Meß-

gungen (2,3) versehen ist. kondensatoren bekannter Art bestehen aus metalli-

8. Meßkondensator bestehend aus wenigstens sehen Elektroden in Form von prismatischen Stäben, zwei Meßelektroden nach einem der vorherge- 45 die auf einer Isolierplatte hoher Güte in den erforhenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß derlichcn Abständen befestigt sind. Um zusätzliche, zwischen jeweils zwei Meßelektroden (1, 1', 1", durch Fremdbeeinflussung der Streufelder der Kcn-1'"; 10, 10', 10", 10'") ein Abstandstück (11) an- densatoren bewirkte Kapazitätsänderungen zu vergeordnet ist, dessen Berührungsflächen planpar- meiden, wurden die an Hochfrequenzspannung lieallel geschliffen sind. 50 genden Elektroden mil geeigneten geerdeten Ab-

9. Mußelektrode nach Anspruch 8, dadurch ge- schirmungen versehen. Die ganze Anordnung bekennzeichnet, daß die Abmessungen der Ab- dingte einen äußerst sorgfältigen Aufbau, und die erstandstücke derart gewählt sind, daß nebeneinan- forderliche Stabilität der Grundkapazität konnte nur derliegende Elektroden abnehmende gegenseitige angenähert erreicht werden.

Abstände aufweisen. 55 Eine Meßelektrode der eingangs genannten Art ist

aus der deutschen Patentschrift 739 813 bekannt. Bei dieser bekannten Meßelektrode werden die Belegungen auf einen keramischen Isolierstoff aufgebrannt, wobei die Planparallelität keine Rolle spielt. Letzte-

60 res hat aber zur Folge, daß ein exaktes gegenseitiges

Ausrichten der einzelnen Meßelektroden, wie sie insbesondere für zur Bestimmung sehr kleiner Kapazitätsänderungen vorgesehene Meßkondensatoren erforderlich ist, nicht erreicht werden kann.

Die Erfindung betrifft eine Meßelektrode für zur 65 Aus der schweizerischen Patentschrift 355 628 ist Bestimmung sehr kleiner Kapazitätsänderungen vor- ein Meßkondensator bekannt, bei dem die Elektrogesehener Meßkondensatoren, bestehend aus einem den in Form von dünnen Metallbelägen auf einem Trägerkörper aus Keramik, auf dem die die metalli- Trägerkörper fest nebeneinander angebracht sind.