DE2420120B2 - Messvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung, die jeden lormalen Bereich eines aus einem magnetisch oder ktrisch leitfähigen, auf Wärme ansprechenden oder ormierbaren Material bestehenden Gegenstandes er Verwendung eines Impedanzelemente!; erfaßt, sen Impedanz sich mit der Änderung der physikalien Eigenschaften des Gegenstandes ändert. Jnter derartige Meßvorrichtungen fällt eine Vorrichg, die so ausgelegt ist, daß sie eine Spannung oder en Änderung erfaßt, die über einer Induktivit ätsspule :heint. die mit einem kleinen Abstand von im allgemeinen 2 bis 10 mm gegenüber irgendeinen Bereich eines Probekörper» angeordnet ist, der au: einem magnetisch oder elektrisch leitenden Materia wie Eisen, Stahl, Zinn, Kupfer oder Aluminiumblecl besteht, und deren effektive Impedanz sich mit der Änderungen der physikalischen Eigenschaften de: Probekörpers unter der Voraussetzung ändert, daß die Induktivitätsspule von einer Gleichspannungsquelle mi bestimmter Spannung (im allgemeinen 1 bis 2 V) odei

,ο einer Wechselspannungsquelle mit einer bestimmter Effektivspannung und einer Frequenz von im allgemei nen 5 bis 100 kHz gespeist wird.

Bei einer Meßvorrichtung, die wie oben beschrieber aufgebaut ist, wird angenommen, daß der Probekörpei

fortlaufend in eine bestimmte Längsrichtung beförden wird.

Wenn unter dieser Bedingung irgendwelche Fehlei wie Feinlunksr, Risse, eine uneinheitliche Dicke Einbuchtungen oder / uswölbungen, Verunreinigungen,

unzureichende Schwe ßstellen, deformierte Abschnitte oder abnorme Temperaturen in dem Bereich des Probekörpers auftreten, der der gespeisten Induktivitätsspule gegenüberliegt, wird sich die elektrische Leitfähigkeit oder die magnetische Permeabilität des Probekörpers in diesem fehlerhafter. Bereich ändern. Folglich wird sich auch der Wirbelstrom ändern, der durch den Probekörper entsprechend der Stärke des magnetischen Gleichstrom- oder Wechselstromfeldes fließt, das von der gespeisten Induktivitätsspule erzeugt wird, was zur Folge hat, daß sich die effektive Impedanz der gespeisten Induktivitätsspule ändert. Das bedeutet, daß durch die Bestimmung einer Spannung oder deren Änderung, die über der Induktivitatsspule erscheint und durch die Änderungen der effektiven Impedanz der Spule hervorgerufen wird, leicht diejenigen Bereiche des Probekörpers nachgewiesen werden können, deren physikalische Eigenschaften sich geändert haben. Unter derartige Meßvorrichtungen fällt noch eine andere Vorrichtung, die so ausgelegt is», daß sie eine Spannung

oder deren Änderung erfaßt, die über zwei Hauptelektroden eines Halbleiterelementes, wie einer Diode, erscheint, dessen Leitfähigkeit magnetisch beeinflußbar ist und das in einem kleinen Abstand von im allgemeinen 2 bis 5 mm gegenüber irgendeinem Abschnitt eines Probekörpers angeordnet ist, der aus einem magnetischen Material wie einer Eisen- oder Stahlplatte besteht, wenn das Halbleiterelement von der obengenannten Gleichspannungs- oder Wechselspannungsquelle gespeist wird, deren Spannung an die zwei Hauptelektroden des Halbleiterelementes gelegt ist, und wenn der Probekörper vorher magnetisiert ist. Bei einer so aufgebauten Meßvorrichtung wird angenommen, daß der magnetisierte Probekörper kontinuierlich in eine bestimmte Längsrichtung bewegt wird.

Wenn unter dieser Bedingung einer der oben genannten Fehler in demjenigen Bereich des Probekörpers auftritt, der gegenüber dem magnetleitenden Halbleiterelement liegt, wird sich der magnetische Streufluß, der vom magnetisierten Probekörner ausgeht

do und mit dem magnetleitenden Halbleiterelement verkettet ist bzw. auf dieses überpreift, am fehlerhaften Abschnitt des Probekörpers ändern.

Folglich wird sich auch der Innenwiderstand des magnetleitenden Halbleiterelementes ändern, was dazu

r>5 führt, daß sich der Pegel der über den zwei Hauptelektroden induzierten Spannung ändert. Es kann daher ein Fehler in der magnetisierten Probe durch eine Meßvorrichtung, die wie oben beschrieben aufgebaut

ist, leicht in derselben Weise festgestellt werden, wie es bei der Meß vorrichtung der Fall war, die die obengenannte Induktivitätsspule verwendet

Eine weitere derartige Meßvorrichiung stellt einen Temperaturdetektor dar, der daru geeignet ist, eine Spannung oder deren Änderung zu erfassen, die über einem wärmeempfindlichen Widerstandselement, beispielsweise einem Thermistor, auftritt, der in direktem Kontakt mit irgendeinem Bereich eines Probekörpers angeordnet ist, der aus einem wärmeempfindlichen Material wie einer Eisen- oder Stahlplatte besteht, wenn das wärmeempfindliche Widersiandselement durch die obengenannte Gleichstrom- oder Wechselstromquelle leitend gemacht ist, deren Spannung an das Widerstandselement angelegt ist.

Eine derartige Meßvorrichtung kann ebenfalls ein Dehnungsmesser sein, der so ausgelegt ist, daß er eine Spannung oder deren Änderung erfaßt die über einem Dehnungsmeßstreifen erscheint, der an irgendeinem Abschnitt eines Probekörpers angebracht ist, der aus einem deformierbaren Material wie aus gewalztem Eisen- oder Stahlblech besteht, wenn der Dehnungsmeßstreifen durch die obengenannte Gleichspannungsoder Wechselspannungsquelle leitend gehalten wird, deren Spannung an den Dehnungsmeßstreifen gelegt ist.

Wenn bei einem Temperaturdetektor oder einem Dehnungsmesser mit dem oben beschriebenen Aufbau eine abnorme Temperatur oder eine abnorme Deformation in denjenigen Bereichen eines Probei-örpers auftritt, die mit dem wärmeempfindlichen Widerstandselement in Berührung stehen oder an denen der Dehnungsmeßstreifen befestigt ist, dann ändert sich der Widerstandswert des entsprechenden Widerstandselementes, so daß die Bereiche eines Probekörpers, die eine abnorme Temperatur oder eine abnorme Deformation zeigen, leicht festgestellt werden können.

Die obengenannten bekannten Meßvorrichtungen sind so konstruiert, daß sie mit Hilfe einer Verstärkung über einen herkömmlichen Verstärker die Spannung oder deren Änderung erfassen, die über dem Impedanzelement auftritt, das aus der obengenannten Induktivitätsspule, einem magnetleitendsn Halbleiterelement, dem wärmeempfindlichen Widerstandselement oder einem Dehnungsmeßstreifen besteht.

Diese bekannten Meßvorrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß die Änderungen in der Spannung, die über dem obengenannten Impedanzelement erscheint, im allgemeinen sehr gering sind und daher sehr verstärkt werden müssen.

In herkömmlicher Weise wird die Empfindlichkeit einer Meßvorrichtung, die von der obengenannten Induktivitätsspule Gebrauch macht, dadurch vergrößert, daß eine Wechselspannungsquelle verwandt wird, die eine Eingangsspannung bestimmter Frequenz zur Speisung der Induktivitätsspule liefert, und daß ein Kondensator parallel oder in Reihe mit der Induktivitätsspule geschaltet wird, um einen Schwingkreis zu bilden, dessen Frequenz auf die Frequenz der Eingangsspannungsquelle abgestimmt ist. Obwohl eine mit einem Schwingkreis versehene herkömmliche Meßvorrichtung eine höhere Empfindlichkeit als andere Vorrichtungen ohne einen solchen Schwingkreis aufweist, hat diese Vorrichtung den Nachteil, daß nicht nur die Messung lediglich bei der Resonanfrequen/ des Schwingkreises erfolgt, sondern daß auch die Meßgenauigkeit infolge der Frequenzabhängigkeit geringer ist.

Es ist daher das Ziel der Erfindung, eine Meßvorrichtung zu schaffen, die mit einer so hohen Empfindlichkeit

und Genauigkeit wie möglich diejenigen Bereiche eines aus einem magnetisch oder elektrisch leitenden, wärmeempfindlichen oder deformierbaren Materia! bestehenden Probekörpers bestimmen kann, die abnormale physikalische Eigenschaften zeigen, bei welcher weder die Frequenz der Eingangsspannung von der Vergleichsspannungsquelle noch eine äußere Rauschsignalkomponente einen Einfluß haben.

Dieses Problem wird bei einer abgleichbaren Meßvorrichtung mit einer Brückenschaltung, deren Eingangsklemmen mit den beiden Klemmen einer Spannungsquelle für eine Eingangsvergleichsspannung in Verbindung stehen, die eine Gleich- oder Wechselspannung mit bestimmter Höhe liefert, und die ein Impedanzelement, das in der Nähe eines oder in Berührung mit einem Probekörper aus einem magnetisch oder elektrisch leitenden, wärmeempfindlichen oder deformierbaren Material angeordnet ist und dessen impedanz sich mit den physikalischen Eigenschaften des zu messenden Probekörpers ändert, und wenigstens drei andere Impedanzelemente aufweist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein negativer Impedanzkreis vorgesehen ist, der aus einem Differentialfunk Monsverstärker, dessen Eingangsklemmen mit den Ausgangsklemmen der Brückenschaltung in Verbindung stehen, und aus wenigstens einem positiven Rückkopplungskreis besteht, der zwischen die Eingangsklemme und die Ausgangsklemme des Funktionsverstärkers geschaltet ist, wobei die Eingangsimpedanz des Impedan/kreises dadurch einen negativen Wert hat, daß der Verstärkungsfaktor des Verstärkers größer als 1 gewählt ist.

Im folgenden werden beispielsweise bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert:

F i g. 1 zeigt ein das Meßprinzip "-läuterndes schematisches Schaltbild einer kürzlich entwickelten Meßvorrichtung ohne Abgleich;

Fig. 2 zeigt ein das Meßprinzip in einer Brückenschaltung erläuterndes schematisches Schaltbild einer kürzlich entwickelten Meßvorrichtung mit Abgleich;

Fig.3 zeigt das schematische Schaltbild einer Ausführungsform der beanspruchten Meßvorrichtung;

Fig.4A bis 4D erläutern in schematischen Schaltbildern verschiedene Zusammensetzungen des Impedanzelementes 32 in Fig. 3;

F i g. 5 zeigt einen praktischen Schaltungsaufbau einer gegenüber der Ausführungsform in F i g. 3 abgewandelten Meßvorrichtung, bei der das Impedan^- element 32 von F i g. 3 eine magnetleitende Halbleiterdiode ist, die in der Nähe eines aus einem magnetischen Material bestehenden Probekörpers angeordnet ist, dessen magnetische Eigenschaft bestimmt werden soll;

F i g. 6A bis 6D zeigen praktische Schaltungsanordnungen unterschiedlicher Filter, von denen jedes den positiven oder negativen Rückkopplungskreis bildet, der im negativen Impedanzkreis enthalten ist, der in F i g. 6 dargestellt ist;

F i g. 7 zeigt das schematische Schaltbild einer 'veiteren Ausführungsform.

In F i g. 1 bezeichnet 11 eine Spannungsquelle für eine Eingangsvergleichsspannung, die aus einer Gleichspannungsquelle mit bestimmter Spannung, beispielsweise 1 bis 2 V. oder einer Wechselspannungsquelle bestehen kann, die eine Wechselspannung mit einer bestimmten Effektivspannung, beispielsweise 1 bis 2 V und einer bestimmten Frequenz im Bereich zwischen 5 und 100 kHz erzeugt. Parallel zur Spannungsquelle 11 ist

über ein Impedanzelement 12 zur Impedanzanpassung ein Impedanzelement 13 geschaltet, das aus einer Induktivitätsspule, einem magnetleitenden Halbleiterelement, einem wärmeempfindlichen Widerstandseiement oder einem Dehnungsmeßstreifen bestehen kann, das bzw. der in der oben beschriebenen Weise an den obengenannten Probekörpern angeordnet ist. Parallel oder in Reihe zu dem Impedanzelement 13 ist ein negativer Impedanzkreis 16 geschaltet, dessen Eingangsimpedanz, wie es später beschrieben wird. Auf einen negativen Wert festgelegt ist und der einen herkömmlichen Verstärker 14 und ein Impedanzelement 15 zur positiven Rückkopplung umfaßt, das zwischen die Eingangs- und die Ausgangsklemme des Verstärkers 14 geschaltet ist.

Von der Seite der Eingangsklemmen /1 und /2 des Impedanzelementes 13 aus gesehen, kann die Eingangsimpedanz Zin der in F i g. 1 dargestellten Schaltung, die als eine so konstruierte Meßvorrichtung verwandt wird, bei offenem Stromkreis an den Ausgangsklemmen 01 und O 2 des negativen Impedanzkreises 16 ausgedrückt werden als:

Zin =

Zl χ Zi

Z\+Zi

(D

wobei Z1 die Impedanz des Impedanzelementes 13 und Z/die Eingangsimpedanz des negativen Impedanzkreises 16 sind.

Werden der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 14 mit A und die Impedanz des Impedanzelementes 15 zur positiven Rückkopplung mit Z2 bezeichnet, kann die Eingangsimpedanz Zi des negativen Impedanzkreises 16 ausgedrückt werden als:

(2)

Durch Einsetzen der Gleichung 2 in die Gleichung 1 ergibt sich:

Zl Zl

Zin =

1 -A

_fi*r._v ι -

Zl

7A(A-W

Zl

(3)

Aus Gleichung 3 ergibt sich somit, daß bei einem offenen Stromkreis an den Ausgangsklemmen 01 und O 2 sich die Eingangsimpedanz Zin von der Impedanz ZX des Impedanzelementes 13 bis unendlich und weiterhin bis zu einem negativen Wert in Abhängigkeit vom Verstärkungsfaktor A und von den Impedanzen Zl und Z2 ändern kann. Im speziellen Fall arbeitet die in F i g. 1 dargestellte Schaltung wie ein einem herkömmlichen parallelen Schwingkreis äquivalenter Kreis, ohne jedoch auf die Frequenz der Spannungsquelle 11 abgestimmt sein zu müssen.

F i g. 2 zeigt das anhand der F i g. 1 erläuterte Prinzip in einer Brückenschaltung. Parallel zur Spannungsquelle 21 für die Eingangsvergleichsspannung, die ebenso wie die Spannungsquelle 11 in Fi g. 1 ausgebildet ist, sind die Eingangsldemmen /11 und /12 einer Brückenschaltung 26 geschaltet, die ein dem Impedanzelement 13 ähnliches Impedanzelement 22, das in der oben beschriebenen Weise an einem der oben genannten Probekörper angeordnet ist, und drei andere Impedanz

elemente 23, 24 und 25 enthält. Mit den Ausgangsklemmen Oll und 012 der Brückenschaltung 26 stehen zwei negative Impedanzkreise 291 und 292 in Verbindung, von denen jeder den gleichen Aufbau wie 5 der negative Impedanzkreis 16 in F i g. 1 aufweist und einen herkömmlichen Verstärker 271 oder 272 und ein Impedanzelement 281 und 282 zur postiven Rückkopplung enthält, das zwischen die Eingangs- und Ausgangsklemme des entsprechenden Verstärkers 271 oder 272 ίο geschaltet ist.

Die Impedanzen der jeweiligen Impedanzelemente 22 bis 25, die gemeinsam die Brückenschaltung 26 bilden, sind dabei so abzustimmen, daß an den Ausgangsklemmen Oll und 012 der Brückenschaltung 26 kein is Ausgangssignal entsteht, wenn sich das Impedanzelement 22 über einer Stelle des Probekörpers befindet, die normale physikalische Eigenschaften zeigt. Damit gibt eine so aufgebaute Meßvorrichtung von den Ausgangsklemmen der Brückenschaltung 26 nur dann ein elektrisches Signal ab, wenn sich das Impedanzelement über einem normalen Bereich des Probekörpers befindet.

Das mit dieser Prinzipschaltung erhaltene elektrische Signal ist zwar durch die zwei negativen Impedanzkrei-2j se 291 und 292 beträchtlich verstärkt, die beschriebene Meßvorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß nicht nur der Schaltungsaufbau relativ kompliziert ist, da zwei Verstärker erforderlich sind, sondern daß auch die Meßgenauigkeit relativ gering ist, da dieser Verstärker im allgemeinen unterschiedliche elektrische Eigenschaften aufweisen.

Darüber hinaus wird genau wie bei der Prinzipschaltung nach der Fig. 1 eine möglicherweise vorhandene äußere Rauschsignalkomponente mit hoher Empfindlichkeit zusätzlich zu der gewünschten Signalkomponente erfaßt.

Diese Nachteile vermeidet die praxisgerechte Schaltung nach F i g. 3. Die Spannungsquelle 31 entspricht den Spannungsquellen 11 bzw. 21 der Fig. 1 bzw. 2. Parallel zur Spannungsquelle 31 sind Eingangsklemmen /31 und /32 einer Brückenschaltung 36 geschaltet, die von vier Impedanzelementen 32, 33,34 und 35 gebildet wird, von denen jedes aus einer Induktivität oder einem anderen Widerstandselement bestehen kann. Wenigstens ein Impedanzelement, beispielsweise das Impedanzelement 32 der vier Impedanzelemente 32 bis 35, besteht aus einer Induktivitätsspule 321, die mit einem geringen Abstand von etwa 2 bis 10 mm von irgendeinem Bereich eines Probekörpers 411 angeordnet ist, der aus einem magnetisch oder elektrisch leitenden Material, beispielsweise aus Eisen-, Stahl-, Kupfer oder Aluminiumblech besteht, wie es in F i g. 4A dargestellt ist, aus einem magnetleitenden Halbleiterelement 322, das mit einem geringen Abstand G 2 von etwa 2 bis 5 mm gegenüber irgendeinem Bereich eines Probekörpers 412 angeordnet ist, der aus einem magnetischen Material wie Eisen- oder Stahlblech besteht, wie es in Fig.4B dargestellt ist, aus einem wärmeempfindlichen Widerstandselement 323, beispielsweise einem Thermistor, der in direktem Kontakt mit irgendeinem Bereich eines Probekörpers 413 steht, der aus einem wärmeempfindlichen Material, beispielsweise irgendeinem Metall besteht, wie es in Fig.4C dargestellt ist, oder aus einem Dehnungsmeßstreifen 324, der an irgendeinem Bereich eines Probekörpers angebracht ist, der aus einem deformierbaren Material, beispielsweise gewalztem Stahl- oder Eisenblech besteht wie es in F i g. 4D dargestellt ist

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Die drei anderen Impedanzelemente 33 bis 35, die die Brückenschaltung 36 bilden, können Induktivitätsspulen sein, wenn das Impedanzelement 32 die in Fig.4A dargestellte Induktivitätsspule 321 ist. Sie können aus magnetleitenden Halbleiterelementen oder einem herkömmlichen Widerstand bestehen, wenn das Impedanzelement 32 das in Fig.4B dargestellte magnetleitende Halbleiterelement 322 ist. Wenn das Impedanzelement 32 das in Fig.4C dargestellte wärmeempfindliche Widerstandselement 323 ist, können sie wärmeempfindliche Widerstandselemente oder herkömmliche Widerstände sein. Wenn weiterhin das Impedanzelement 32 aus dem in F i g. 4D dargestellten Dehnungsmeßstreifen 324 besteht, können sie aus herkömmlichen Widerständen gebildet sein.

Gemäß F i g. 3 ist ein negativer Impedanzkreis 39 vorgesehen, der den folgenden Aufbau hat. Der negative Impedanzkreis 39 umfaßt einen Differenzoperationsverstärker 37, dessen Eingangsklemmen mit den Ausgangsklemmen 031 und 032 der Brückenschaltung 36 verbunden sind, und einen positiven Rückkopplungskreis 38 der mit einer Eingangsklemme und der Ausgangsklemme O des Operationsverstärkers 37 verbunden ist. Der negative !mpedanzkreis 39 ist so aufgebaut, daß er eine negative Eingangsimpedanz aufweist, wobei vorher der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärken. 17 auf ei..ν Wert >1 gebracht ist.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der in Fig. 3 dargestellten Schaltung beschrieben. Wenn die Brükkenschaltung 36 vorher so ausgelegt ist, daß eine Abgabe eines Ausgangssignals zwischen den Ausgangsklemmen O 31 und O 32 unter der Bedingung verhindert ist, daß das Impedanzelement 32 sich in einer Lage befindet, die demjenigen Bereich des Probekörpers 411, 412,413 oder 414 (Siehe F i g. 4A bis 4D) entspricht, der normale physikalische Eigenschaften ohne einen der oben genannten Fehler zeigt, dann erzeugt die in F i g. 3 dargestellte Schaltung an den Ausgangsklemmen O 31. O32 der Brückenschaltung 36 nur dann ein elektrisches Signal, wenn das Impedanzelement 32 sich über einem abnormalen Bereich des Probekörpers befindet. Das so erhaltene elektrische Signal ist durch den negativen Impedanzkreis 39 beträchtlich verstärkt, so daß die in F i g. 3 dargestellte Schaltung jeden abnormalen Bereich des Probekörpers mii einer hohen Empfindlichkeit bestimmen kann.

Eine Meßvorrichtung, die so aufgebaut ist, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, hat den Vorteil, daß irgendein abnormaler Bereich des Probekörpers mit einer höheren Genauigkeit bestimmt wird als es bei der in F i g. 2 dargestellten Meßvorrichtung der Fall ist, wobei darüber hinaus ein einfacherer Schaltungsaufbau als bei der Vorrichtung gemäß Fig.2 verwandt wird, da ein einziger negativer Impedanzkreis 39 mit einem Operationsverstärker 37 an die Stelle der negativen Impedanzkreise 291 und 292 getreten ist, die zwei herkömmliche Verstärker 271 und 272 enthalten, deren elektrische Eigenschaften im allgemeinen verschieden sind.

In dem Fall, in dem das in der Meßvorrichtung verwandte Impedanzelement 32 ein magnetleitendes Halbleiterelement 322 ist, das in F i g. 4B dargestellt ist, neigt die Meßvorrichtung zu einer fehlerhaften Bestimmung, da das magnetleitende Halbleiterelement im allgemeinen einen sich mit der Temperatur ändernden Innenwiderstand aufweist

6o F i g. ä zeigt einen praktischen Schaltungsaufbau einer gegenüber der in Fig. 3 dargestellten Austührungsform abgewandelten Meßvorrichtung, bei der die Möglichkeit einer fehlerhaften Bestimmung herabgesetzt ist.

Bei der in F i g. 5 dargestellten Meßvorrichtung ist das bei der Brückenschaltung 36 von F i g. 3 verwandte Impedanzelement Vl durch eine Anzahl von in Reihe geschalteten magnetleitenden Dioden 32a ersetzt. Statt des Impedanzelementes 33 in F i g. 3 ist eine Anzahl von in Reihe geschalteten magnetleitenden Dioden 33a vorgesehen, die in der Nähe des Probekörpers 412 angeordnet sind und in der gleichen Weise wie die Dioden 32a bemessen sind. Die Impedanzelemente 34 und 35 in F i g. 3 sind durch herkömmliche Widerstände 34a und 35a ersetzt. Parallel zu den Ausgangsklemmen einer Brückenschaltung 36, die von den Dioden 32a und 33a und den Widerstanden 34a und 35a gebildet wird, ist ein negativer Impedanzkreis 39a geschaltet, der aus einem Differenzoperationsverstärker 37a und positiven und negativen Rückkopplungswiderständen 38a und 4C besteht, die zwischen eine Eingangs- und die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 37a geschaltet sind.

Eine so aufgebaute Meßvoirriduung kann die Möglichkeit einer fehlerhaften Bestimmung infolge einer Temperaturänclerung der einzelnen magnetleitenden Dioden, die zur Messung verwandt werden beträchtlich herabsetzen.

F i g. 6A zeigt ein Beispiel für ein als positiven Rückkopplungskreis und/oder negativen Rückkopp- !ungskreis verwendbares Filter. Das Filter umfaßt einer Tiefpaßfilter 63. das von einer integrierenden Schaltung aus einem Widerstand 61 und einem Kondensator 62 gebildet wird. F i g. 6B zeigt ein weiteres Beispiel für da; oben genannte Filter. Das Filter umfaßt ein Hochpaßfil-'.er 73. das aus einer differenzierenden Schaltung aus einem Kondensator 71 und einem Widerstand 72 aufgebaut ist.

F i jr. tiC zeigt ein weiteres Beispiel für ein Filter. Da; Filter jmiaflt ein Bandpaßfilter 87, das von etnerr Doppei-T-Kreis gebildet wird, der zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren 81 und 82, zwei in Reihe geschaltete Widerstände 84 und 85, die parallel zu den ir Reihe geschalteten Kondensatoren 81 und 82 geschalte' sind, einen zwischen die Erde und die gemeinsame Verbindung der Kondensatoren 81 und 82 geschalteter Widerstand 83 und einen Kondensator enthält, dei zwischen die Erde und die gemeinsame Verbindung dei Widerstände 84 und 85 geschaltet ist. Fig. 6D zeig: noch ein weiteres Beispiel für ein Filter. Dieses Filtei umfaßt ein Bandpaßfilter 94, das von einem paralleler Schwingkreis bzw. einer entsprechenden Reihenschal tung gebildet wird, die, falls erforderlich, einer Widerstand 91 und einen Kondensator 92 sowie eins Induktivitätsspule 93 enthält

Die Ausführungsform nach F i g. 7 weist den gleicher Schaltungsaufbau wie die in Fig.3 dargestellt« Ausführungsform auf, außer daß ein negativer Impe danzkreis 102, der parallel zu den Ausgangsklemmei der Brückenschaltung 36 geschaltet ist, zusätzlich zi dem positiven Rückkopplungskreis 38 mit einen negativen Rückkopplungskreis 101 versehen ist, dei zwischen eine Eingangsklemme und die Ausgangsklem me des Funktionsverstärkers 37 geschaltet ist Wenig stens einer der beiden Rückkopplungskreise wird voi einem der Tiefpaß-, Hochpaß- und Bandpaßfiltei gebildet die in den F i g. 6A bis 6D dargestellt sind

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

1. Patentansprüche:

   I. Abgleichbare Meßvorrichtung mit einer Brükkenschaltung, deren Eingangsklemmen mit den beiden Klemmen einer Spannunngsquelle für eine Eingangsvergleichsspannung in Verbindung stehen, die eine Gleich- oder Wechselspannung mit bestimmter Höhe liefert, und die ein Impedanzelement, das in der Nähe eines oder in Berührung mit einem Probekörper aus einem magnetisch oder elektrisch leitenden, wärmeempfindlichen oder deformierbaren Material angeordnet ist und dessen Impedanz sich mit den physikalischen Eigenschaften des zu messenden Probekörpers ändert, und wenigstens drei andere Impedanzelemente aufweist, gekennzeichnet durch einen negativen Impedanzkreis (39, 39a, 102), der aus einem Differenzoperationsverstärker (37, 37a), dessen Eingangsklemmen mit den Ausgangsklemmen der Brückenschaltung (36, 36a) in Verbindung stehen, und aus wenigstens einem positiven Rückkopplungskreis (38, 38a) besteht, der zwischen die Eingangsklemme und die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers (37, 37a) geschaltet ist, und daß die Eingangsimpedanz des Impedanzkreises (39, 39a, 102) dadurch einen negativen Wert hai, daß der Verstärkungsfaktor des Verstärkers (37,37a) größer als 1 gewählt ist.
2. 2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der negative Impedanzkreis (39, 39a, 102) zusätzlich einen negativen Pückkopplungskreis (40, 101) aufweist, und daß wenigstens einer der beiden Rückkopplungskreise (38, 38a, 40, 101), die somit im negativen Impedanzkreis (39,39a, 102) enthalten sind, aus einem Filter (63, 73, 87, 94) besteht, das so ausgelegt ist, daß es von der Ausgangsseite des Funktionsverstä.'kers (37, 37a) zur E^;ngangsseite nur eine Signalkomponente rückko,. >elt, die repräsentativ für diejenigen Bereiehe des Probekörpers ist, die abnormale physikalische Eigenschaften aufweisen, und die einen höheren oder einen niedrigeren Pegel als die anderen Signalkomponenten aufweist.
3. 3. Meßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter ein Tiefpaßfilter (63) ist.
4. 4. Meßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter ein Hochpaßfilter (73) ist.
5. 5. Meßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter ein Bandpaßfilter (87, 94) ist.