DE2519682A1

DE2519682A1 - Messanordnung

Info

Publication number: DE2519682A1
Application number: DE19752519682
Authority: DE
Inventors: Masatake Akagawa; Takeshi Maki
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1974-04-30
Filing date: 1975-04-30
Publication date: 1976-03-25
Also published as: JPS50146372A; CH592293A5; IT1035570B; US4006411A; FR2269704A1; GB1502448A

Description

Hamburg, den 29. April 1975 175075

Priorität: 30. April 1974, 3apan, Pat.Anm.Nr. 48 980/1974

Anmelder:

Asahi Kasei Kogyo K.K.

No. 25-1, Dojimahamadori
1-chome, Kita-ku,
Osaka, Japan

Meßanordnung

Die Erfindung bezieht eich auf eine Anordnung zur genauen, kontinuierlichen Messung der Dicke und Masse eines Garns, wobei die messung bei laufendem Garn unter Verwendung eines kapazitiven Fühlers erfolgt.

Es ist bekannt, einen etatischen kapazitiven Fühler mit einem Paar gegenüberliegender Elektroden zu vertuenden, wobei zwischen diesen Elektroden ein Durchlaufspalt für das zu messende Garn festgelegt luirä. Um die Spinnbedingungen,

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⁰NGlNAL JNSPECTH₀

ωο wenigstens mehrere tausend Garne hergestellt werden, an Ort und Stelle zu steuern, muß jede Spinneinheit mit einem solchen Fühler versehen sein. Derartige Fühler müssen möglichst kleine Außenabmessungen haben, ohne daß ihre genaue Arbeitsweise gefährdet wird oder verloren geht.

Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, daß die Fähigkeit oder Eignung des Garns für eine spätere Einfärbung bereits vor der praktischen Ausführung des' Färbevorganges schon bei der Herstellung oder beim Aufspulen des Garns aufgrund genauer und feiner Messungen der Denier-Schwankungan auf der gesamten Länge des Garns beurteilt werden kann. For diesen Zweck muß ein Fühler der oben erwähnten Art verwendet werden.

Um einen möglichst kleinen, mit einer Ruhskapazität arbeitenden Fühler mit höherer Funktions- und Betriebssicherheit zu verwirklichen, ist es erforderlich, die Länge der Elektrode in Laufrichtung des Garns zu verkürzen und im Idealfalls auf einen Punkt zusammenzuziehen. Wenn die Denierfflessung des Garns kontinuierlich an einem Punkt oder sozusagen auf differentiellem UJege ausgeführt iuird_s wäre das gemessene Ergebnis am basten. In der Praxis hat jedoch diese Meßmethode lediglich die Bedeutung eine© Idsalfallego

Usi das elektrische Ausgangssignal genau von dsm statischen Kapasitätsfühler abzunehmen^ ist es aufgrund öse- außerordunt·

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lieh kleinen, entsprechend den Denier-Schwankungen des Garns gemessenen Kapazitätsänderungen erforderlich, einen Resonanzkreis mit dem Elektrodenpaar zu koppeln.

Beim Gebrauch eines Resonanzkreises über einen längeren Zeitraum treten jedoch beträchtliche Änderungen in dan Temperatureigenschaften der einzelnen Elemente der Schaltung auf, mas im Ergebnis zu einer nachteiligen Verschiebung des Resonanzpunktes führt. Ein üblicher Zeitraum einer solchen Meßanordnung mit einem statischen Kapazitätsfühler und einem Resonanzkreis kann in einer Größenordnung von 2-3 Minuten liegen, uienn eine genaue Messung feiner und kleinerer Denier-Schwankungen des Garns in zufriedenstel_lender Weise durchgeführt werden soll. LJm diese nachteilige Wirkung zu verringern, muß die Kondensator-Kapazität des Fühlers einen ziemlich hohen Wert haben und vorzugsweise etwa in einer Größenordnung von 10 pF liegen. Eine entsprechende Elektrodenlänge kann in einer Größenordnung von etwa 10 cm liegen.

Uienn anstelle eines Resonanzsystems die Methode einer Impedanzverringerung angewendet wird, sinkt infolge der fehlenden Resonanzverstärkung die Empfindlichkeit ganz beträchtlich, In diesem Fall muß daher der zur Verstärkung des vom Fühler kommenden Ausgangssignales verwendete Verstärker einen ziemlich großen Verstärkungefaktor haben, was wiederum zu einem beträchtlichen Anstieg der Verstärkerkosten führt.

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Der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Fühleinheit zu schaffen, die mit hoher Leistungsfähigkeit und großer Genauigkeit und Betriebssicherheit eine feine und genaue Messung der Denier-Änderungen eines Garns ermöglicht. Um dies zu erreichen, ist bei einer erfindungsgemäßen Anordnung ein Spannungs-Verdoppler-Gleichrichter mit den Fühl - Elektroden in dem Schaltkreis gekoppelt, wobei der Abtastkondensator den Eingangskondensator des Spannungs-Werdopplungs-GlBichrichters bildet. Andernfalls, utenn nämlich der Fühlkondensator so angeordnet wäre, daß er für sich und zusätzlich zu einem Eingangskondensator wirkt, würde eine Spannungsteilung zwischen diesen Kondensatoren auftreten und somit die Betriebsleistung der Schaltung erheblich verringern.

Die Erfindung gewährleistet also bei einfachem Schaltungsaufbau unter Vermeidung von Resonanzkreisen und anderen Nachteilen bei großer Betriebssicherheit eine sehr genaue kontinuierliche Messung.

U/eitere Merkmale und Uorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in welchen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise erläutert und dargestellt sind. Es zeigen :

Fig. 1 und 2 schematische Schaltbilder von zwei herkömmlichen Anordnungen zum Vergleich mit der Erfindung,

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Fig. 3 bis 7 entsprechende Schaltbilder verschiedener bevorzugter Ausführungen und Ausgestaltungen der Erfindung,

Fig. 8 ein Kurvenblatt, ujelches die Störungen des Fühlers veranschaulicht,

Fig. 9 ein statisches Kurvenblatt, welches ein Ausgangssignal des Fühlers mit einem darin angeordneten Garn darstellt,

Fig. 10 (A) - (D) soiuie Fig. 11 und 12

verschiedene Kurvenblätter zur Veranschaulichung der Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Abtasteinheit,

Fig. 13 eine perspektivische Darstellung einer in der

erfindungsgemäßen Meßeinheit vorgesehenen Fühleinheit,

Fig. 14 eine schematisch vereinfachte Teildarstellung des in Fig. 13 gezeigten Fühlers,

Fig. 15 eine schematisch vereinfachte perspektivische Darstellung der Elektrodenanordnung des erfindungsgemäßen Fühlers, und

Fig. 16 ein Blatt mit den charakteristischen Leistungsdaten eines in der erfindungsgemäßen Anordnung vorgesehenen Verstärkers.

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Fig. 1 zeigt ein Schaltbild einer herkömmlichen Abtasteinrichtung, ujobei mit 1 ein Abtastkondensator bezeichnet ist, dessen eine Elektrode mit einer Seite einer hochfrequenten Stromquelle 2 verbunden ist, während die gegenüberliegende Elektrode über ein Impedanzglied 3 und eine Parallelschaltung eines Kondensators 4 und eines Widerstandes 5 mit der gegenüberliegenden Seite der gleichen Stromquelle 2 verbunden ist. Ein Anschluß des Impedanzgliedes 3 ist über eine Diode 6 zu einer Saite einer Parallelschaltung eines Kondensators 7 und eines Widerstandes 8 geführt, während ein Anschlußpunkt 100 zmischen den Kondensatoren 4 und 7 über einen Anschlußpunkt 101, eine Diode 9 und einen Anschlußpunkt 102 mieder an die eins Seite der hochfrequenten Stromquelle 2 gelegt ist. Vom letztgenannten Anschlußpunkt 102 führt eine Verbindung über dan Kondensator 1 zu einem weiteren Anschlußpunkt 103, der zmischen dem Impedanzglied 3 und dar Diode 6 liegt. Ein Anschlußpunkt 104 liegt zwischen den Widerständen 5 und 8 und steht mit dem Anschlußpunkt 100 in Verbindung.

Als Impedanzglied 3 ist beispielsweise eine Spule vorgesehen und derart angeordnet, daß sie zusammen mit dem Abtastkondensator 1 einen auf die Frequenz der Quelle 2 bezogenen Serienresonator bildet.

Die am Impadanzglied 3 erscheinende Spannung wird durch die Diode 6 gleichgerichtet,und der auf diese U/eise gleichgerichtete Strom wird durch die RC-Kombination des Kondensators 7

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und das Widerstandes 8 geglättet. Die Anfangsspannung geht durch die Diode 9 und wird durch die mit Hilfe des Kondensators 4 und das Widerstandes 5 geglättete Spannung aufgehoben. Dia Eingangsgröße der an die beiden Enden der Reihenschaltung der Widerstände 5 und 6 angeschlossenen Eingangsklemmen 105 und 106 eines Operationsverstärkers 10 ist also Null. Wenn ain nicht dargestellter Faden oder ein Garn durch den Abtastkondensator 1 läuft, wird dessen statische Kapazität oder Ruhekapazität geändert, und die Anordnung weicht von ihrem in Serienresonanz befindlichen Zustand ab, und es erscheint eine veränderliche Eingangsgröße an den Eingangsklemmen des Verstärkers 10. Die durch die Denier- oder Titer-Abuieichungen des durchlaufenden Garns verursachten unterschiedlichen Kapazitätsänderungen am Kondensator 1 haben eine geringe Größe. Für eine ausreichende Abtastung dieser Änderung meist also der verwendete Kondensator 1 eine kleine Kapazität auf, mährend die Frequenz der Quelle 2 ziemlich hoch ist und 'beispielsweise im Bereich von 10 - 100 RlHz liegt.

Da diB Schaltung aus Kondensator 1 und Spule 3 in Reihenresonanz gehalten ist, tritt häufig eine Streukapazität zwischen der Spule 3 und dem nicht dargestellten Gehäuse der Abtasteinheit auf, und diese Kapazität wirkt sich natürlich nachteilig auf die Wirkung der Meßeinheit aus. Um diese nachteilige Wirkung aufzuheben, stellt die Diode 6 im allgemeinen einen hohen Unterbrecherwiderstand dar, welcher eine verringerte Abtastempfindlichkeit der Einheit hervorruft.

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— u —

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In der vorstehend beschriebenen bekannten Anordnung kann als Impedanzglied 3 anstelle der Spule auch ein Widerstand verwendet werden. In diesem Fall geht jedoch die Resonanzerscheinung verloren,und das dem Verstärker zugeführte Ausgangssignal ist infolgedessen sehr klein. Daher muß der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 10 beträchtlich erhöht werden, uias wiederum zu einem entsprechend höheren Störpegel führt.

Eine Abwandlung dar vorstehend beschriebenen Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt. Bei dieser Abwandlung wird das Ausgangssignal der Quelle 2 der Primärwicklung eines Transformators zur Phasenumkehr zugeführt, und ein fflittenanschluß IYl und ein Ende der Sekundärwicklung 11S des Transformators sind mit dem Abtastkondensator 1' und einem dazu parallel geschalteten Kondensator 12 verbunden, so daß diese zusammen mit der Sekundärwicklung einen Parallel-Resonanzkreis bilden. Entsprechend ist eine Parallelschaltung von Kondensatoren 13 und 14 zwischen den [yiittenanschluß ΙΪ1 und das entgegengesetzte Ende der Sekundärwicklung gelegt, so daß ein weiterer Parallel-Resonanzkreis vorgesehen ist. Die Kondensatoren 12 und 13 haben die gleiche Kapazität,und entsprechend haben auch die Kondensatoren 1' und 14 die gleiche Kapazität. Die dadurch festgelegten Resonanzspannungen der beiden Resonanzkreise sind also gleich.

Die beiden Enden der Sekundärwicklung sind über Dioden 6' und 9' jeweils zu RC-Parallelschaltungen 4¹, 5¹ und 7¹, 8' geführt, deren geglättete Ausgangsgrößen im Gleichgewicht zueinander gehalten sind. Die Eingangsgröße an den Klemmen 105',

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106' daa Verstärkers 10' ist daher Null. Wenn dagegen ein nicht dargestellter Faden durch den Abtastkondensator 1 ' läuft, ergibt sich eine Änderung das diesen einschließenden oberen Resonanzkreises, und eine den Titer-Änderungen des Fadens entsprechend sich ändernde Eingangsgröße wird über die Eingangsklemmen 105' und 106' auf den Verstärker 10' gegeben.

Es ist zu erkennen, daß bei der in Fig. 2 gezeigten Abtastanordnung äußere Einflüsse sich auf die beiden in der Anordnung vorgesehenen Resonanzkreise gleich auswirken, und daß diese Auswirkungen gegeneinander aufgehoben werden.

Wenn man jedoch versucht, ein nicht dargestelltes, abgeschlossenes Gehäuse für diese Abtastanordnung vorzusehen, ergeben sich beträchtliche Schwierigkeiten beim Aufbau und der Gestaltung des Gehäuses, um zu erreichen, daß beide Resonanzkreise gleichen äußeren Einwirkungen ausgesetzt sind. Es ist also äußerst schwierig, von vornherein einen vollkommenen Ausgleichs zustand zwischen diesen Resonanzkreisen zu verwirklichen. Außerdem wird beim Gebrauch über einen längeren Zeitraum aufgrund der Alterung der Einzelelemente der Schaltung unvermeidlich eine Verschiebung des Resonanzpunktee eintreten, wodurch häufig ein unausgeglichener Zustand hervorgerufen wird. Als notwendige Gegenmaßnahme müssen in diesem Fall äußere Einstellmittel vorgesehen werden, durch die der Aufbau der Gasamtanordnung erheblich kompliziert und deren Herstellungskosten beträchtlich erhöht werden.

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Bei einer ersten, in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist dar kapazitive Fühler oder Abtaster mit 31 bezeichnet. Eine Elektrode des kapazitiven Fühlers 31 ist an eine.Seite einer hochfrequenten Speissquella 32 angeschlossen, die dsn Quellen 2 oder 2¹ bei dan vorstehend erläuterten Anordnungen entspricht. Die gegenüberliegende Elektrode des Fühlers oder Kondensators 31 ist mit der positiven Seite einer Diode 46 und der negativen Seite einer weiteren Diode 47 verbunden. Die negative Seite der Diode 46 ist zu einem Eingang 135 eines Uerstärkers 40 mit einem Ausgang 137 geführt,welcher den l/erstärkern 10 bzw. 10' mit den Ausgängen 107 bzw« 107¹ bei den oben beschriebenen Anordnungen entspricht.

Die positive Seite der Diode 47 ist gemsinsam mit einem Anschluß 136 des Verstärkers 40 an die anders Seits dar Qualle angeschlossen. Bei dieser Anordnung bildet der aus dam Kondan= sator 31 und den Dioden 46 und 47 hastehends Schaltungstail einen auch als Delon-Gleichrichter bezeichneten Halbiwsllen-Spannungsverdoppalungs-Glaichrichtar 48, dassen Eingangskon= dgnsator der Abtastkondensator 31 ist*

Mit den van der Stromquelle 32 kommsndsn Halbuiellen₉ dis die positive Seite der Dioda 47 positiv machsn₉ u/ird der Kondensator 31 aufgeladen, wobei dia rechts Elektrode auf einem positiven Ulert gehalten wird.

Wenn die nachfolgenden Halbujsllen entgegengesetzter Polarität '· ankommen^ wird die an der Quelle 32 liegande Elektrode des

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Kondensators 31 positiv, und die in diesem Zeitpunkt vorhandene Quellenspannung und die Spannung am Kondensator wirken in Reihe und werden durch die Diode 46 gleichgerichtet. Verglichen mit einer in einer Anordnung mit einfach wirkenden Kondensator erhaltenen Spannung wird daher die Ausgleichsspannung verdoppelt.

Wenn ein Garn durch den Raum zwischen den Elektroden des Kondensators 31 läuft, erfährt der statische Wert oder Ruhewert der Kapazität am Kondensator eine Änderung in Übereinstimmung mit den Denier- oder Titer-Änderungen des Garns. Damit ändert sich also das gleichgerichtete Ausgangssignal,und eine entsprechende und verstärkte Ausgangsspannung kann an der Ausgangsklemme 137 abgenommen werden.

Eine Anordnung zur Stör-Unterdrückung,wie sie in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben wurde, kann in gleicher Weise auch bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen werden.

Eine in dieser Weise abgewandelte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt, wobei für gleiche oder entsprechende Bauelemente der Schaltung die gleichen Bezugszeichen verwendet sind. Im einzelnen sind dies die Elemente 31, 32, 46 bis 48 und 135 bis 137. Bei dieser Anordnung ist außerdem ein Vergleichskondensator 70 vorgesehen. Eine Elektrode dieses Kondensators ist mit einem zwischen dem Abtastkondensator und

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der Quelle 32 liegenden Anschlußpunkt 108 verbunden, während die gegenüberliegende Elektrode an einen Anschlußpunkt zwischen den Dioden 71 und 72 gelegt ist. Die positive Seite der Diode 72 ist über eine Anschlußstelle 110 mit der positiven Seite der Diode 47 verbunden. Die negative Seite der Diode ist über eine Parallelschaltung eines Kondensators 73 und eines Widerstandes 74 geerdet. In gleicher Weise ist die negative SBite der Diode 71 über eine Parallelschaltung eines Glättungskondensators 75 und eines Widerstandes 76 geerdet.

Die negativen Seiten der Dioden 46 und 71 sind mit den Anschlüssen 135 bzw. 136 des Verstärkers 40 verbunden. Die andere Seite der Quelle 32 ist geerdet.

Wenn nun kein Garn durch den Fühlkondensator 31 geführt ist, sind die Eingänge des Verstärkers ausgeglichen und die am Ausgang 137 vorhandene Gleichspannungsgröße ist Null.

Wenn ein Faden in der oben erläuterten Weise durch den Kondensator 31 geführt wird, wird die Ruhekapazität des Kondensators geändert und die von der Quelle 32 kommende Ladespannung dieses Kondensators und die Ladespannung des Kondensators 70 nehmen Binen unterschiedlichen Wert an, so daß eine dieser Spannungsdifferenz entsprechende Gleichspannung den Eingangsklemmen 135 und 136 des Verstärkers 40 zugeführt und in diesem verstärkt wird.

Das so verstärkte, am Ausgang 137 auftretende Ausgangssignal,

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entspricht jeweils der dielektrischen fflasse des der messung unterworfenen Fadens.

Um eine Unsymmetrie zwischen den Kondensatoren 31 und 70 und an der Gleichstromseite auszugleichen, kann eine der in Fig.5 und 6 veranschaulichte Maßnahme getroffen werden.

Bei der ersten, in Fig. 5 gezeigten Ausgestaltung ist für den Anschlußpunkt 110 ein veränderbarer Widerstand 78 vorgesehen, dessen Abgriff 78a geerdet ist.

Bei der zweiten Ausgestaltung nach Fig. 6 ist ein veränderbarer Widerstand 78', dessen Abgriff 78a¹ wiederum geerdet ist, zwischen die Widerstände 74 und 76 geschaltet.

Um zu gewährleisten, daß nur eine Denier- oder !Klasse-Abweichung des gemessenen Fadens abgetastet wird, kann eine weiter abgewandelte Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 7 verwendet werden. In diesem Fall werden die jeweils gleichgerichteten Ausgangssignale von den Dioden 45 und 71 über zusätzliche Kondensatoren 79 bzw. 80 auf die Eingänge 135 bzw. 136 des Verstärkers 40 gegeben. In diesem Fall hat eine gelegentlich durch eine Unsymmetrie zwischen den Kapazitäten der Kondensatoren 31 und 70 hervorgerufene Abweichung zwischen den Gleichspannungen keinen Einfluß auf die Ausgangsgröße am Ausgang 137, so daß zusätzliche Korrekturmittel entfallen können^ Die vorausgegangenen Ausführungen verdeutlichen im Vergleich mit einer herkömmlichen WeSfühlereinhsit zurvergleichenoen Ab-

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tastung von Denier- oder Titer-Abweichungen eines FadBns, das auf die üblicherweise verwendeten Resonanzkreise und insbesondere deren Spulen verzichtet werden kann, wenn nach dem Prinzip der vorliegenden Erfindung gearbeitet wird, um durch den einen Abtastkondensator durchlaufenden Faden hervorgerufene feine und geringfügige Kapazitätsänderungen möglichst genau·zu messen. Ferner ist eine gelegentlich erforderliche Einstellung der bei der erfindungsgemäßen Abtasteinheit vorgesehenen Justiermittel äußerst einfach im l/ergleich mit der aufwendigen Einstellung eines beim Stand der Technik verwendeten Resonators. Bei der Erfindung können durch den Verzicht auf herkömmliche Resonatorschaltungen auch nachteilige äußere Einwirkungen ohne zusätzlichen Aufwand weitgehend ausgeschaltet werden. Eine erfindungsgemäß aufgebaute Abtastainheit kann über einen langen Zeitraum eingesetzt werden, ohne daß Einstallarbeiten ausgeführt werden müssen, und ohne daß besondere, durch Alterung hervorgerufene Änderungen oder Abweichungen der ArbeitskenngröQen der vorgesehenen Schaltungselemente hervorgerufen werden.

Der Spannungsverdoppler-Glsichrichter kann unter- Beibehaltung dieser Vorteile in Weiterbildung der Erfindung auch durch einen 3- oder 4-fach-Spannungsgleichrichter ersetzt werden.,

Fig. 8 zeigt ein vergleichendes zusammengesetztes Kurvenblatt r ¥@ranschaulichung der an den jeweiligen Ausgängen 107 137 in Fig_s 1 und 2 auftretenden Rausch- oder Sfcörsig»

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nale* In diesem Fall u/urris noch kein Faden in den jeweiligen Fühler 1 oder 31 gebracht, um zunächst die Störungen des gewünschten Ausgangssignales zu zeigen. In Fig. 8 stellen GQ1 bis GQ4 drei typische Störmuster dar, die durch praktische Messungen an drei bekannten, dem mit 1 bezeichneten entsprechenden Fühlern ermittelt wurden. In ähnlicher Weise stellen AGQ1 und AGQ2 zwei Ausgangs-Störmuster dar, die durch praktische Messungen am Ausgang 137 der in Fig. 7 dargestellten Anordnung ermittelt wurden. Die in Fig. 1 und 7 dargestellten Anordnungen wurden so aufgebaut und bemessen, daß am jeweiligen Ausgang 107 bzw. 137 eine Spannung von 8 Volt auftrat, wenn ein Polyester-Faden mit 50 Denier in den Fühler gebracht wurde und,ohne diesen zu durchlaufen,darin festgehalten wurde.

Ein Vergleich zwischen GQ1 und AGQ1 zeigt beispielsweise einen Störpegel von 0,1 bzw. 0,03 Volt, während der durch die Bemessung der Schaltung gegebene Signalpegel beispielsweise 8 Volt beträgt. Der Störabstand, d.h. also das Verhältnis zwischen Nutzsignal und Störsignal beträgt somit 80:1 bzw. 800:3 und verdeutlicht damit ohne weitere Erläuterung die beträchtlichen Vorteile und Verbesserungen der Erfindung.

Ein Beispiel eines Ausgangssignales, welches an jedem der in Fig. 4, 5 und 6 jeweils mit 137 bezeichneten Ausgänge statisch gemessen wurde, ist in Fig. 9 gezeigt, wobei ein Faden mit 150 Denier in jeden dieser Fühler gebracht wurde. Der Spannungsbereich reicht von 0 bis 3,2 Volt. Diese Werte wurden mit einer Meßblatt-Geschwindigkeit von 2,5 mm/sec gemessen.

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Das Garn hatte 150 Denier bei 32 aus Akrylnitril-Fasern bestehenden Einzelfäden.

Fig. 10 zeigt verschiedene Kurvenblätter (A) bis (D) mit Beispielen der Ausgangsgrößen, die jeweils am Ausgang der in Fig.4 bis 6 dargestellten Anordnungen auftreten. In jede^ dieser Fälle wurde ein Garn mit einem Nenndurchmesser von 150 Denier und 1,2,3 und A% mittlerer Abweichung durch den Abtaster laufen lassen. lUie zu sehen ist, stellt das Signal bei einer im Mittel größereren Abweichung einen höheren durchschnittlichen Pegel und einen breiteren Signalbereich dar. Die Durchlaufgeschwindigkeit des Garns betrug 120 m/min.

In Fig. 11 ist ein statisches Kurvenblatt dargestellt, welches am Ausgang 137 der in Fig. 7 durch Ein- und Aus-Schaltung des Fühlers mit einem Garn von 50 Denier mit 24 Polyester-Mehrfächfäden erhalten wurde. Wie dargestellt, betrug die maximale Ausgangsspannung 8 Volt.

In Fig. 12 ist ein Kurvenblatt gezeigt, welches mit der Anordnung nach Fig. 7 erhaltene Ausgangssignale veranschaulicht. Das Garn war von der gleichen Art wie das vorstehend in Verbindung mit Fig. 11 beschriebene. Die Garn-Durchlaufgeschwin-. digkeit betrug 900 m/min, während die Blattgeschwindigkeit 0,5 mm/sec betrug.

Eine vorteilhafte und bevorzugte besondere Ausgestaltung für

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den Aufbau eines beispielsweise für die in Fig. 5 und 6 gezeigten Anordnungen verwendbaren Fühlers ist in Fig. 13 allgemein mit 301 bezeichnet.

Mit 301a ist dabei ein Durchlaufspalt für das Garn bezeichnet, welcher zwischen einem Paar statischen Kapazitätselektroden 305 und 306 ausgebildet ist. mit 303 und 304 sind jeweils fest angeordnete Garnführungen bezeichnet, welche das Eintritts- und das Austrittsende des Garndurchganges festlegen.

Mit 301b, siehe Fig. 14, ist eine Vergleichselektrode bezeichnet, die durch Zusammenwirken mit einer benachbarten Elektrode der den Fühlkondensator 31 bildenden Elektroden 305 und einen in Fig. 4-7 jeweils mit 70 bezeichneten Stör-Ausgleichskondensator bilden.

Fig. 14 zeigt die vorzugsweise parallel zu-einander angeordneten Elektroden 305, 306 und 307, welche gemeinsam die parallelen Elektrnden-Spalte 301a und 301b festlegen. Die IKlittBlelektrode 305 bildet somit eine gemeinsame Elektrode für die Bildung der beiden Spalten 301a und 301b.

In Fig. 15 sind diese drei Elektroden 305, 306 und 307 in einer schematisch vereinfachten perspektivischen Ansicht gezeigt. Die Bemessung der Elektroden-Spalte 301a und 301b liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,6 -1,0 mm. Die bevorzugte Länge der Elektroden liegt in einer Größenordnung von etwa 8 mm, während ihre Breite vorzugsweise etuia 5 mm beträgt.

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In Fig. 13 ist mit 308 der Kopf einer Stellschraube bezeichnet, mit welcher die Einstellung des veränderlichen Widerstandes 78 bzw. 78' in Fig. 5 bzw. 6 ausgeführt werden kann. Mit 310 ist ein VerbindungskabBl mit mehreren Leitungen dargestellt, die zu Steckern 311a einer Steckverbindungseinheit 311 führen.

Für den in Fig. 3-7 gezeigten Operationsverstärker 40 kann beispielsweise ein Verstärker vom Typ LfYl 301 A der Firma National Semi-Conductor Corporation, U.S.A., verwendet werden, dessen Betriebseigenschaften in Fig. 16 dargestellt sind, wobei auf der X-Achse die Frequenz und auf der Y-Achse der Verstärkungsgrad aufgetragen ist.

Bei dem gezeigten Beispiel hat der Phasen-Korrekturkondensator Cp Binen Kapazitätswert von 3 pF. Beim Vergleich einer herkömmlichen Anordnung nach Fig. 1 mit den erfindungsgemäßen Anordnungen nach Fig. 4-7 stellt die gepunktete Linie in Fig. 15 die herkömmlichen Ergebnisse dar, während die strichpunktierte Linie die mit einer erfindungsgemäßen Anordnung erzielten Ergebnisse veranschaulicht. Danach ist zu erfcennenj, daß der Verstärkungsgrad bsi der erfindungsgemäßsn Anordnung nur etwa halb so groß ist wie bei der herkömmlichen Anordnung, während der Frequenzgang bei der Erfindung einen gegenüber der herkömmlichen Anordnung etwa verdoppelten UJert aufiueistj, um eine gleiche Ausgangsleistung zu erhalten.

eine Anordnung nach Fig. 4 sind im folgenden nur als Bei-

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spiel Angaben zur Bemessung oder zur Auswahl verschiedener Schaltungselemente gemacht:

Abtastkondensator 31 : Siliziumdioden 47; 46; 72; 71:

UJiderstände74; 76: Kondensatoren 73; 75: HF-Quellenspannung bei 32:

0,5 pF

Modell 1S 21 35, der Nippon Electric Co., Tokio.

20 Kilo-Ohm; 2.000 pF;

40 - 60 Volt (Spitze - Spitze)· 20 !YlHz

Abschließend ist eine Tafel dargestellt, um die am Eingang des Operationsverstärkers der erfindungsgemäßen Anordnung gemessenen charakteristischen Werte der verdoppelten Ausgangsspannung zu verdeutlichen.
Das dabei verwendete Garn bestand aus Polyester.

öse (uoit _ss)	V 40	50	60
Garn-Denier	0,7	1,2	1,7
3Od	1,1	1.8	2,4
5Od	1,8	2,6	3,4
75d	2,4	3,8	5,0
100d	3,3	5,3	7,2
15Od

Ansprüche

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Claims

■ANSPRÜCHE"" "·■■■■

1.\ Anordnung zur kontinuierlichen Messung von Massen- und -^ Denier-Änderungen eines durch einen Meßfühler laufenden Garns, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halbwellen-Spannungsvervielfachungs-Gleichrichter vorgesehen ist, dessen Eingangskondensator unmittelbar durch die Fühlelektroden eines kapazitiven Meßfühlers (31) gebildet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der,vorgesehene Gleichrichter ein Halbwellen-Spannungsverdoppelungs-Gleichrichter (31,46,47) ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dsm Spannungs-Vervielfachungs-Gleichrichter (31,46,47) ein entsprechend aufgebauter Ausgleichskreis (70,71,72) mit einem Uergleichskondensator (70) als Eingangskondensator zugeordnet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge des Spannungsverdoppeiungs-Gleichri.chters (31,46,47) und des Ausgleichskreises (70,71,72), welche an eine Seite einer auf der anderen Seite geerdeten, gemeinsamen Speisequelle (32) angeschlossen sind, jeweils über ein RC-Glied (73,74; 75,76) geerdet sind und an jeweils einem Eingang (135,136) eines nachgeschalteten Verstärkers (40) liegen.

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5. Anordnung nach Anspruch 3 odar 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Spannungsverdoppelungs-Gleichrichter (31,46,47) und dem Ausgleichskreis (70,71,72) ein Stellglied (78,78') zur Symmetrierung angeordnet ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied ein veränderbarer Widerstand (78,78') ist.

7. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den jeweils zu einem Eingang (135,136) des Verstärkers (40) führenden Ausgangsleitungen jeweils ein Korrekturkondensator (79,80) angeordnet ist.

8. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kapazitive Fühler ein Kondensator (31) ist, dessen einander parallel gegenüberliegende Elektroden (305,306) einen Durchlaufspalt (301a) für das Garn abgrenzen.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß. das Eintritts- und Austrittsende des Durchlaufspaltes (301a) jeweils durch ein Garn-Führungsorgan (303,304) begrenzt ist.

10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine dar Elektroden (305) des Fühlkondensators (31)

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mit einer u/eiteren Elektrode (307) einen Störausgleichskondensator (70) bildet.

11. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bemessung der Elektroden-Spalte (301a, 301b) in einem Bereich von 0,6 - 1,0 mm liegt.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenlänge in einer Größenordnung von etwa 8 mm und die Elektrodenbreite in einer Größenordnung von etwa 5 mm liegt.

13. Anordnung nach einem der Ansorüche 8 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß tier Garndurchlaufspalt (301a) in einer Aussparung der Oberseite des Gehäuses (301) der Meßanordnung angeordnet ist.

14. Anordnung nach Anspruch 9 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Garnführungsorgane (303, 304) an den Enden riss Garndurchlaufspaltes (301a) an der Wand des Gehäuses (301) angeordnet sind.

15. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß die den Garndurchlaufapalt (301a) des Fühlkondensatcrs (31) und den Ausgleichskondensator (70) begrenzenden Elektroden (305,306,307)

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einzeln auswählbar In das Gehäuse (301) einsetzbar sind.

16« Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, da die Elektroden (305,306,307) des Fühlkondensatörs (31) und des Ausgleichskondensators (70) als Steckelemente ausgebildet sind.

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