DE3140753C2 - Vorrichtung zum Messen des elektrischen Oberflächenwiderstandes eines Gegenstandes - Google Patents

Vorrichtung zum Messen des elektrischen Oberflächenwiderstandes eines Gegenstandes

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DE3140753C2 DE3140753A DE3140753A DE3140753C2 DE 3140753 C2 DE3140753 C2 DE 3140753C2 DE 3140753 A DE3140753 A DE 3140753A DE 3140753 A DE3140753 A DE 3140753A DE 3140753 C2 DE3140753 C2 DE 3140753C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Oberflächenwiderstandes eines Gegenstandes, der eine innere Widerstandsschicht und einen äußeren isolierenden Oberflächenbelag aufweist, sowie zur Messung der Stromdurchlässigkeit eines MetalUeiles oder einer Metallschicht, die einen auf einem Metallrahmen befestigten Isolationskörper bedeckt und von einer Isolationsschicht abgedeckt ist, mit einem auf die Oberfläche des Gegenstandes auflegbaren Sensor, der eine zylindrische Zentralelektrode und eine ringförmige Außenelektrode koaxial zur Zentralelektrode aufweist; mit einer zwischen die Zentralelektrode und die Außenelektrode anlegbaren Versorgungswechselspannungsquelle zur Erzeugung eines Stromflusses entweder zwischen der Zentral- und der Außenelektrode oder zwischen der Zentralelektrode und dem Masseanschluß des Gegenstandes, der über einer Belastungswiderstand geführt ist, dessen Spannungsabfall gemessen wird.
so Es handelt sich hier um Gegenstände, die aus einem Metallrahmen bestehen und sowohl Metallplatten als auch mit einem Belag aus Leitermaterial beschichtete Isolationsplatten enthalten, wobei die Oberfläche dieser Platten vollständig mit einem Isolationslack abgedeckt ist. Die Vorrichtung muß so ausgebildet sein, daß der Gegenstand den Meßvorgang mit der elektrostatischen Belastung ohne nachteilige Wirkung übersteht. Mit dem Gerät muß also festgestellt werden können, daß die Platten tatsächlich elektrisch mit dem Metallrahmen verbunden sind, und das Gerät muß die zwischen 105 und 108 Ohm pro Quadrateinheit liegenden Widerstandswerte der Beläge im Hinblick auf die Wirksamkeit des antistatischen Schutzes prüfen, der durch den Leiterbelag bewirkt wird, der die Isolationsteile des Gegenstandes bedeckt.
Antistatische Schutzmaßnahmen, wie sie insbesondere in der Raumfahrtindustrie vorgesehen werden, können in zwei Kategorien unterteilt werden:
1. Maßnahmen an Konstruktionselementen, die keine radioelektrische Durchlässigkeit haben müssen (beispielsweise Zugangstüren, Flügelabschnitte, Schwanzenden usw.);
2. Maßnahmen an den di-elektrischen Wandungen, mit welchen Navigations-, Kommunikations- oder Meßeinrichtungen geschützt sinci und folglich eine radioelektrische Durchlässigkeit aufweisen müssen (beispielsweise Radarteile, Antennenträger, Maschinenkappen usw.).
Im ersten Fall kann der angebrachte antistatische Belag sehr niedrige Oberflächenwiderstandswerte haben. Im zweiten Fall muß der Belag hohe und genau kontrollierte Oberflächenwiderstände aufweisen, um is einen Kompromiß zwischen dem dauernden Fluß statischer Ladungen und den erforderlichen radioelektrischen Durchlaßeigenschaften zu erbringen. Dieser Kompromiß wird in der Mehrzahl der Anwendungsfälle bei einem Oberflächenwiderstandswert gefunden, der zwischen 105und ]08 Ohm pro Flächeneinheit liegt Bei allen Flugkörpern (Flugzeugen, Helikoptern, Raketen) folgt auf die antistatische Behandlung die Anbringung eines Abdecklacks (aus ästhetischen Gründen in der kommerziellen Luftfahrt, zur optischen Kennzeichnung von Versuchsgeschossen, als Schutz gegen Beschädigung, Korrosion und zum Wärmeausgleich, usw.). Dieser Abdecklack ist ein Isolationsmaterial und bildet eine Schicht, die es nicht mehr erlaubt, mit Hilfe von einen elektrischen Kontakt ergebenden Elektroden (Megohmmeter mit einen oder kreisförmigen Elektroden) den elektrostatischen Schutz zu prüfen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher trotz des isolierenden Schutzüberzuges eine Überprüfung der antistatischen Schutzmaßnahmen an den erwähnten Gegenständen möglich ist.
Die französische Patentschrift 13 33 449 zeigt zwar ein Gerät zum Messen des Oberflächenwiderstandes und besitzt eine zentrale und eine koaxiale Ringelektrode, die jeweils aus stromleitend gemachtem Gummi bestehen, doch kann mit diesem Gerät der Widerstand nur auf nackten Metallflächen gemessen werden. Bei mit einer Isolationsschicht versehenen Oberflächen kann dieses Gerät nicht eingesetzt, werden.
Die gestellte Aufgabe wird mit einem Gerät der eingangs genannten Art gelöst, das gekennzeichnet ist durch eine Schaltung zum Messen der zwischen zur Zentralelektrode koaxialen Zwischenelektroden auftretenden Spannung und zur Bildung einer phasen- so gleichen Komponente dieser Zwischenelektrodenspannung (Vie) mit der Spannung (V^) am Lastwiderstand, und durch eine Divisorstufe zum Dividieren der Zwischenelektrodenspannungskomponenten durch die Lastwiderstandsspannung.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung sind die Zwischenelektroden des Sensors von Halteelektroden umfangen, und die Schaltung weist Verstärkerarten auf, mit deren Hilfe jede Halteelektrode auf das gleiche Potential gebracht wird, wie die von ihr umschlossene Zwischenelektrode, wodurch die Kapazität zwischen benachbarten Zwischenelektroden auf jenen Teil dieser Kapazität reduziert wird, die durch den Isolationsbelag besteht, und sie weist eine Einrichtung auf, um eine Komponente der Meßspannung durch eine dem im Widerstandsbelag zirkulierenden Strom proportionale Spannung zu teilen, wobei die Meßspannungskomponente in Phase mit dieser proportionalen Spannung steht.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen ergebende Merkmale sind in Unteransprüchen aufgeführt
Nachfolgend wird ein Ausfuhrungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert
Im einzelnen zeigen:
Fig. 1A, 1B und 1C den Sensor der Meßvorrichtung in Draufsicht und im zentralen Querschnitt, einmal als Sensor zur Ermittlung des Oberflächenwiderstandswertes (Fig. IA und IB) und einmal als Sensor für eine Stromdurchgangsmessung (Fig. 1 C);
Fig. 2 ein elektrisches Teildiagramm eines Sensors mit zwei Zwischenelektroden, geschaltet zur Messung eines Oberflächenwiderstandes;
Fig. 3 ein elektrisches Teildiagramm eines Sensors, der keine Zwischenelektrode aufweist und zur Bestimmung des Stromdurchganges zwischen einem Strukturelement und der Masse eines Gegenstandes geschaltet ist;
Fig. 4 ein Blockschaltbild der elektronischen Schaltung, die einem in Fig. 2 dargestellten Sensor zugeordnet ist;
Fig. S ein Blockschaltdiagramm der elektronischen Schaltung, die einem Sensor nach Fig. 3 zugeordnet ist;
Fig. 6 ein Meßgerät gemäß der Erfindung, ausgebildet als tragbares Gerät;
Fig. 7 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Gerät in einer anderen tragbaren Ausfuhrungsform;
Fig. 8 ein Kurvendiagramm zu der elektronischen Schaltung nach Fig. 5.
In der folgenden Beschreibung werden folgende Bezeichnungen verwendet:
, Ä2,3. ^3,4 > Ar bedeuten die Widerstandswerte des Widerstandsbelages zwischen einer ersten und zweiten, der zweiten und dritten, der dritten und vierten und der vierten Elektrode und Masse;
C2, C3, C4 sind die Kapazitäten zwischen den Flächen der ersten, zweiten, dritten und vierten Elektrode, die auf dem Isolationsbelag aufliegen, und dem unterhalb des Isolationsbelages befindlichen Widerstandbelag;
ist die Kapazität des Gerätes gegenüber Masse; , y2>3, y3i4 sind die Kapazitäten zwischen der ersten und zweiten, der zweiten und dritten und der dritten und vierten Elektrode durch den Isolationsbelag hindurch;
ist der Oberflächenwiderstand pro Flächeneinheit des Widerstandsbelages
Rs = p/t
wobei ρ der spezifische Widerstand und edie Dicke der Widerstandsschicht sind;
/ ist der durch die Widerstände Ria , A23 und A34 und die Kapazitäten y12, y23 und y34 fließende Strom;
R ist der Wert des Belastungswiderstandes, an welchem der Strom gemessen wird;
Vbc ist die zwischen den Zwischenelektroden abgenommene Spannung;
Vrf ist die Spannung an den Anschlüssen des Belastungswiderstandes ;
V$ ist die Komponente von Vbc, die in Phase mit i^ist.
Zwischen R, und A2 3 besteht folgende Beziehung: 2;rÄ,j
R,
log (r3 Zr2)
(D
R2J/R - K£v|^| (2)
Durch Einsetzen der Gleichung (1) ergibt sich:
X W I KA (3)
2nR
log (r,/A2)
Wenn das Gerät zur Stromdurchgangsmessung eingesetzt ist, wird eine Versorgungsspannung zwischen der Zentralelektrode und Masse angelegt. Das Gerät stellt fest, daß diese Impedanz (RT, CT) kleiner ist als ein bestimmter vorgegebener Wert und daß diese Impedanz klein ist, nicht weil die Kapazität C7-groß ist, sondern weil der Widerstand RT klein ist.
In dem Falle, daß das Gerät zu Bestimmung des Widerstandswertes eingesetzt wird, mißt das Gerät zwei Spannungen K^ an den Anschlüssen des Belastungswiderstandes und Vdean den Anschlüssen der zu messenden Impedanz und bildet die Spannungskomponenten Vftund VJe, die in Phase bzw. in Quadratur mit der Spannung Vtf sind. Es bildet dann die Divisionen:
R2TCtO)2
(4)
(5)
Das Gerät stellt fest, ob diese Komponenten kleiner oder gleich den vorgegebenen Grenzwerten sind:
I1TO1 + !
(6)
(7)
Die Kurve dieser Gleichung ist als Kurve (A) in Fig. 8 dargestellt.
Aus der Gleichung (7) wird (wenn man dort das Gleichheitszeichen setzt):
wobei T1 und r3 die Radien der Zwischenelektroden sind. Für die an den Anschlüssen des Belastungswiderstandes R abgegriffene Spannung gilt:
Das Gerät mißt auch die Spannung Inzwischen zwei Zwischenelektroden und deren Komponente V$, die in Phase mit Vtf ist. Hier gilt folgende Beziehung:
und Bx'y2-
daraus		 + B-O,
χ - l Vy-4Ä2
2B 2By
Eine Bestätigung der Ungleichung (7) liefert den sicheren Beweis, daß die Bestätigung der Umgleichung (6) sich aus einem starken Leiterstrom (Ärniedrig) und nicht aus einem starken Verschiebungsstrom (Crhoch) ergibt
Wenn RT =>und Cf= χ sind, dann kann man die Gleichung (6) für den Fall, daß das Gleichheitszeichen gilt, schreiben als:
(8)
Die Kurve dieser Gleichung ist als Kurve (B) in Fig. 8 dargestellt.
is In der Praxis zeigt sich, daß die größte Abmessung der Elemente, welche die Struktur bilden und deren elektrischer Durchgang mit dem elektrischen Untergrund dieser Struktur festgestellt werden soll, keine Werte für χ bringen kann, die größer sind als xu. Wenn man 1/5 > xM wählt, zeigt sich, daß die Gleichungen (6) und (7) in dem schattierten Teil der Kurvendarstellung der Fig. 8 erfüllt sind.
In den Fig. 1A, 1B und 1C ist mit der Bezugsziffer 10 der Sensor bezeichnet, der mit der Isolationsschicht in Berührung kommt. Er weist eine zylindrische Zentralelektrode 1, höchstens zwei ringförmige Zwischenelektroden 2 und 3 sowie eine ringförmige Außenelektrode 4 auf. Die Elektrouen x, j und 4 haben alle eine zylindrische Form und sind konzentrisch zur Zentralelektrode 1 angeordnet. Einige der Elektroden, im Ausführungsbeispiel die Elektroden 1 und 4, sind mit Ausnahme der Anlageseite des Sensors von einer Abschirmelektrode 11 bzw. 14 umgeben, die auf ein festes Potential gelegt ist. Die anderen Elektroden, die Elektroden 2 und 3 sind mit Ausnahme der Anlageseite des Sensors von einer Halteelektrode 12 bzw. 13 umschlossen, die durch in Fig. 4 dargestellte Folgeverstärker 105 und 106 auf dem gleichen Potential wie die von ihnen umschlossenen Elektroden gehalten sind.
Die Zentralelektrode 1, die Zwischenelektroden 2 und 3, die Ränder der Abschirmelektroden 11 und 14 und die Ränder der Halteelektroden 12 una ' liegen alle in der gleichen Ebene 5, die gegenüber der Ebene 9 leicht zurückgesetzt ist, in welcher der Sensor auf der Isolationsschicht aufliegt Die untere Fläche der Außenelektrode 4 liegt in einer Ebene 6, die gegenüber der Ebene 5 leicht zurückgesetzt ist Diese Elektrode liefert somit gegenüber der Isolationsschicht eine kleinere Kapazität als die anderen Elektroden und dementsprechend eine größere Impedanz.
Diese Reaktanzimpedanz ist größer als der Maximalwiderstandswert des Widerstandsbelages, so daß der dem Widerstandsbclag zugeführte Strom in Quadratur mit der Versorgungsspannung ist, unabhängig von dem in dem vorgesehenen Bereich zu messenden Widerstandswert
Auf der Anlageseite des Sensors 10 sind aus flexiblem Material gefertigte Ringe 7 und 8 teilweise eingelassen angeordnet Die Tangentialebene ihres überstehenden Randes bildet die Auflageebene 9, die gegenüber der Ebene 5 etwas vorgesetzt ist. Die Ringe 7 und 8 ergeben eine gleitsichere Auflage des Sensors auf der Oberfläche des Belages aus Isolationslack.
Der Sensor 10 weist auch verschiedene Verstärker 105,106,107 und 108 auf, die in Verbindung mit Fi g. 4 beschrieben werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. IC ist die Unterseite der Zentralelektrode 1 in einer gegenüber
der Ebene 5 leicht zurückgesetzten Ebene 6 angeordnet, während die äußere Elektrode 4 in der Ebene 5 liegt. Die Außenelektrode 4 ist von einer Halteelektrode 140 umgeben, und die Abschirmelektrode 11 der Zentralelektrode 1 erstreckt sich bis in die Ebene 5 und umfaßt auch die Halteelektrode 140 der Außenelektrode 4.
In Fig. 2 ist mit gestrichelten Linien der die Elektroden zum Messen eines Oberflächenwiderstandes aufweisende Teil des Sensors 10 dargestellt.
Die Abschnitte eines Widerstandsbelags zwischen den Elektroden 1 und 2,2 und 3, und 3 und 4 sind durch die Widerstände Ria, Ä2r3 und Ä3i4 dargestellt; die Abschnitte des Isolationsbelags zwischen den Elektroden 1, 2, 3 und 4 und dem Widerstandsbelag sind durch Kapazitäten Cx, Ci, C3_und C4 dargestellt, und die Kapazitäten zwischen den Elektroden quer zum Isolationsbelag sind mit y, 2, Vj.3 un<* >"3,4 bezeichnet.
Die Abschirmelektroden 11 und 14 werden auf ein festes Potential gelegt. Der Nullpunkt der eingebauten Versorgungsspannungsquelle AA und die Halteelektroden 12 und 13 werden durch als Folgestufen wirkende Verstärker 105 und 106 (Fig. 4), also Folgeverstärker auf den Potentialen der Elektroden 2 und 3 gehalten.
Ein Wechselspannungsgenerator 16 ist direkt mit der Klemme rfund dem Nullpunkt OVder eingebauten Versorgungsspannungsquelle AA verbunden. Die am Belastungswiderstand 15 (R) abgegriffene Spannung V^ und die zwischen den Zwischcnelektroden auftretende Spannung Vbc werden in der Schaltung nach Fig. 4 verwertet.
In Fig. 3 i;t mit gestrichelten Linien derjenige Teil des Sensors 20 angedeutet, der auf dem Elektrodenniveau bei einer elektrischen Durchgangsprüfung liegt. Die Zwischenelektroden werden dabei nicht benutzt. In diesem Falle wird die am Belastungswiderstand 15 abgenommene Spannung V^ und die zwischen der Klemme dder Außenelektrode 4 und Masse auftretende Spannung Vde in der Schaltung nach Fig. 5 verwertet.
Fig. 4 zeigt die elektronische Schaltung beim Einsatz des Sensors 10 zur Widerstandsmessung gemäß Fig. 2. Fig. 4 zeigt Anschlüsse a,b,c,d, die mit den Innenleitem von Koaxialkabeln 101,102, 103, 104 verbunden sind, sowie Anschlüsse a', b', d, d\ die mit den Außenleitern dieser Koaxialkabel verbunden sind. Der hochfrequente Sinusgenerator 16 ist an die Klemme d, d' angeschlossen, wobei die Klemme d' ihrerseits auf ein festes Potential gelegt ist, insbesondere auf den Nullpunkt OV der eingebauten Versorgungsspannungsquelle AA.
Die an den Klemmen b und cerhaltenen Signale werden auf Impedanzadapter und Folgeverstärker 105 und
106 mit Einheitsverstärkung und sehr hoher Eingangsimpedanz (> 1010 Ohm) gegeben. Die Ausgänge dieser Folgeverstärker 105 und 106 sind mit den Halteelektroden 12 und 13 verbunden, um sie dauernd auf dem entsprechenden Potential der Elektroden 2 und 3 zu halten. Die Ausgänge der Folgeverstärker 105 und 106 sind auch mit den Eingängen eines Operationsverstärkers
107 verbunden.
Der Anschluß α ist mit dem Eingang eines Strom/ Spannungs-Umformers 108 verbunden, der die Spannung ^proportional zu Ri liefert, wobei R der Wert des Belastungswiderstandes 15 ist Der Ausgang des Umformers 108 ist einerseits mit einer Clipperschaltung 109 und andererseits mit einem Lineardetektor 110 verbunden. Ein Synchrondetektor 111 empfängt das Phasen- bezugssignal von der Clipperschaltung 109 und das ^,.-Signal. Er liefert die Komponente Vb™ des Vbc-S\- gnales, die in Phase mit V^ ist.
Der Ausgang des Lineardetektors 110 und der Ausgang des Synchrondetektors 111 sind mit den Eingängen einer Analogdivisorstufe 112 verbunden, die folgende Division durchführt:
An den Ausgang der Divisorstufe 112 ist ein Meßgerät 113 angeschlossen.
Fig. 5 zeigt die elektronische Schaltung des als Durchflußmesser eingesetzten Sensors 20 gemäß Fig. 3. Die Anschlüsse α und </sind wieder mit den Innenleitern der Koaxialkabel 101 und 104, und die Anschlüsse a' und d' sind mit den Außenleiter^ dieser Koaxialkabel verbunden. Der Sinusgenerator 16 ist mit dem Anschluß β und mit dem Nullpunkt OVder eingebauten Versorgungsspannungsquelle AA verbunden. Der Anschluß rfist mit einem als Folgestufe wirkendem Verstärker 201 verbunden, welcher den Außenleiter des Koaxialkabels 104 auf das Potential des Innenleiters bringt. Der Masseleiter CT ist mit einem Verstärker 208 verbunden, der den Belastungswiderstand 15 als Rückkopplungswiderstand enthält. Das Ausgangssignal Vie des Folgeverstärkers 201 wird auf zwei Synchrondetektoren 211 und 21Γ gegeben. Die Spannung νφ die am Belastungswiderstand 15 abgegriffen wird, wird direkt auf eine erste Clipperschaltung 209 und über einen /r/2-Phasenschieber 214 auf eine zweite Clipperschaltung 209' gegeben. Die am Belastungswiderstand anfallende Spannung wird außerdem auf einen Lineardetektor 210 gegeben, der die Spannung | VtA liefert.
Synchrondetektoren 211 und 211' empfangen die Phasenbezugsspannungen von den Clipperschaltungen 209 und 209' und die Spannung Vdt vom Verstärker 201. Sie liefern die Spannungen V/e und V/t. Analogdivisorstufen 212 und 212' führen folgende Divisionen durch:
und KjJ/1 Kj
Die Analogdivisorstufen 212 und 212' sind mit einer Dreifach-Vergleichsstufe 215 verbunden, welche den Gleichungen (6) und (7) entspricht. Diese Vergleichsstufe ist auch mit einem Lineardetektor 210 verbunden und kann so feststellen, ob die Spannung | V^ größer ist als ein erfaßter Wert.
Die Dreifach-Vergleichsstufe 215 ist mit einem Anzeigegerät 213 verbunden, das aufleuchtet, wenn die drei von der Vergleichsstufe überprüften Bedingungen erfüllt sind.
Fi g. 6 zeigt das Gerät als aus zwei Teilen bestehendes transportables Gerät. Es weist einen Kasten 50 auf, der mittels eines um den Nacken legbaren Tragriemens 51 gehalten werden kann. Mit den Kasten 50 ist über ein flexibles Kabel 52 ein zylindrischer Kopf verbunden, der entweder den in Fig. 2 dargestellten Sensor 10 mit den elektronischen Bauteilen 105-108 oder den in Fig. 3 dargestellten Sensor 20 mit den elektronischen Bauteilen 201 und 207 enthält Über einen Druckknopf 53 wird das Gerät nur während der Zeit eingeschaltet, die zur Durchführung eines Meßvorganges erforderlich ist Im Kasten 50 sind die ganzen elektronischen Schales tungen nach Fig. 4 und 5 untergebracht Anzeigegeräte 113 und 213, mit denen ein Meßvorgang kontrolliert werden kann, befinden sich sichtbar auf der Oberseite des Kastens. Im Kasten 50 ist ein Hohlraum vor-
gesehen, in welchem der Kopf und das flexible Verbindungskabel untergebracht werden können, wenn das Gerät nicht im Einsatz ist.
Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, bei welcher Sensor und elektronische Schaltungen in einem einzigen Gerät untergebracht sind. Das Gerät ist wie eine Pistole geformt, deren Lauf von dem einen oder dem anderen der in den Fig. 4 und S dargestellten Köpfe gebildet wird, die aufsetzbar sind. Der Gummiring 8, der zur Anlage auf die
10
zu prüfende Fläche kommt, steht etwas über den Kopf vor. Der Schaltknopf 53 ist am Handgriff des Gerätes angeordnet. Die beiden Anzeigegeräte 113 und 213 sind auf der Rückseite des pistolenartigen Gerätes angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ist das Anzeigegerät 113 kein Zeigergerät mehr wie bei der Ausführungsform nach Fig. 6, sondern ein digitales Anzeigegerät, das die Mantisse und die Exponentialgröße des Ergebnisses anzeigt.
Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Messen des Oberflächenwiderstandes eines Gegenstandes, der eine innere Widerstandsschicht und einen äußeren isolierenden Oberflächenbelag aufweist, sowie zur Messung der Stromdurchlässigkeit eines Metallteiles oder einer Metallschicht, die einen auf einem Metallrahmen befestigten Isolationskörper bedeckt und von einer Isolationsschicht abgedeckt ist, mit einem auf die Oberfläche des Gegenstandes auflegbaren Sensor, der eine zylindrische Zentralelektrode und eine ringförmige Außenelektrode koaxial zur Zentralelektrode aufweist; mit einer zwischen die Zentralelektrode und die Außenelektrode anlegbaren Versorgungswechselspannungsquelle zur Erzeugung eines Stromflusses entweder zwischen der Zentral- und der Außenelektrode oder zwischen der Zentralelektrode und dem Masseanschluß des Gegenstandes, der über einen Belastungswiderstand gerührt ist, dessen Spannungsabfall gemessen wird; gekennzeichnet durch eine Schaltung (107, 111; 211) zum Messen der zwischen zur Zentralelektrode (1) und zur Außenelektrode (4) koaxialen Zwischenelektroden (2, 3) auftretenden Spannung und zur Bildung einer phasengleichen Komponente (VfP; Vf,, Vi,) dieser Zwischenelektrodenspannung (Vbc; Vde) mit der Spannung (V^) am Lastwiderstand (15), und durch eine Divisorstufe (112, 212) zum Dividieren der Zwischenelektrodenspannungskomponenten durch die Lastwiderstandsspannung.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zwischenelektrode (2,3) mit Ausnahme ihrer Auflagefläche (5,9) auf der Gegenstandsoberfläche von einer Halteelektrode (12, 13) umgeben ist, die über eine Verstärkerstufe (105, 106) auf dem gleichen Potential wie dasjenige der Zwischenelektrode gehalten ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralelektrode (1) und die Außenelektrode (4) mit Ausnahme ihrer Anlagefläche (5, 6) auf der Gegenstandsoberfläche von Abschirmelektroden (11,14) umgeben sind, die auf ein bestimmtes Potential gebracht sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralelektrode (1) und die Zwischenelektroden (2, 3) in einer gleichen ersten Ebene (5) und die Außenelektrode (4) in einer dazu etwas zurückversetzten zweiten Ebene (6) angeordnet sind, so daß die Außenelektrode (4) gegenüber der Oberfläche des zu messenden Gegenstandes eine Impedanz aufweist, die größer ist als die Impedanzen der Zentralelektrode (1) und der Zwischenelektroden (2,3), dergestalt, daß der zwischen der Außenelektrode und der Zentralelektrode auftretende Strom in Phasenquadratur zu der Versorgungswechselspannung ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Ränder der Halteelektroden (12,13) und der Abschirmelektroden (11,14) in der gleichen ersten Ebene (5) wie die Zentralelektrode (1) und die Zwischenelektroden (2, 3) liegen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, zum Messen der Stromdurchlässigkeit eines Metallteiles oder einer Metallschicht, die einen auf einem Metallrahmen befestigten Isolationskörper bedeckt und von einer Isolationsschicht abgedeckt ist, in bezug auf die Masse des Gegenstandes, wobei die Versorgungswechselspannung zwischen die Zentra'elektrode und den Masseanschluß gelegt ibt und die Meßspan-
s nung zwischen der Außenelektrode und dem Masseanschluß abgenommen wird, gekennzeichnet durch eine Schaltung (211, 211*) zur Bildung von zwei Komponenten (Vf1, Vfe) der zwischen der Außenelektrode (4) und dem Masseanschluß (C7-)
ίο austretenden Meßspannung, von denen die eine Komponente (Vf,) in Phase mit dem im Gegenstand und über den Lastwiderstand (15) fließenden Strom und die andere Komponente (Vj1,) in Phasenquadratur mit diesem Strom ist; und durch eine Schaltung (212, 2120 zum Dividieren der Spannungskomponenten durch die Lastwiderstandsspannung (Ve{) und zum Vergleich der beiden dividierten Spannungen mit zwei vorgegebenen Spannungswerten.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der auflegbare Sensor (Fig. 1C, 3) zwischenelektrodenfrei ausgebildet ist und die Zentralelektrode (1) in einer gegenüber der Außenelektrode (4) zurückgesetzten Ebene (6) angeordnet ist, so daß die kapazitive Impedanz der Zentralelektrode (1) mit der Widerstandsschicht größer ist als diejenige der Außenelektrode (4).
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