DE3909729A1 - Variable hybridsonde fuer mess- und pruefzwecke und zum abtasten von oberflaechen in der zerstoerungsfreien werkstoffpruefung, auch in starken allgemeinen magnetischen ueberlagerungs/stoerfeldern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine variable Hybridsonde für Meß- und Prüfzwecke und zum Abtasten von Oberflächen in der zerstörungs­ freie Werkstoffprüfung, auch in starken allgemeinen magnetischen Überlagerungs/Störfeldern, bestehend aus einer gemeinsamen Anord­ nung von Sonden und elektrischen Schaltungsteilen/Verstärkern nach üblichen bekannten Schaltungsweisen. Damit soll erreicht werden, daß insbesondere auch für die zerstörungsfreie Werkstoff­ prüfung eine weitergreifende Einführung von Hybridsonden mit ihren Vorteilen möglich wird, auch in Bereichen die bislang nur Passiv- Sonden vorbehalten zu sein schienen.

In der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, im folgenden nur noch ZfP genannt, haben Sonden die Aufgabe, von Werkstoffober­ flächen Signale/Meßwerte aufzunehmen, die durch Weiterverarbeitung auf mögliche Werkstoff-Fehler und Qualitätszustände schließen lassen. Je nach Werkstoff- bzw. Prüfteilproblem werden dabei verschiedenartige Meß/Prüf-Verfahren wie z. B. das Streufluß- oder Wirbelstromprinzip angewandt, bei gleichzeitig großer Variation der Sondenausführungen. In dynamischen Abtasteinrichtungen wohl bislang ausschließlich mit Passiv-Sonden.

Die Zuverlässigkeit einer Signalauswertung kann dabei nur so gut sein, wie es das von der Sonde gelieferte Signal ist. Auf der notwendigen Signalübertragungsstrecke von der Sonde bis zur Geräteelektronik erfährt aber oft die Signalgüte Einbußen, weil sich Fremdeinstreuungen und Rauschen gerade im eigentlichen Frequenzbereich des Prüfsignales, diesem überlagern können. Man begegnet diesen Störungen mit Signalerhöhungen, indem Vorverstärker in möglichster Sondennähe dazwischengebaut werden und z. B. bei Induktionssonden die Windungszahl möglichst hoch gewählt wird und diese teils mit ferritischen Kernmaterialien versehen sind. Ein ausreichend hoher Sondensignalpegel gewährleistet damit die soge­ nannte Reproduzierbarkeit einer Prüfung. So ist es heute gängige Technik, Vorverstärker in üblicher Weise z. B. in Prüfköpfe mit einzubauen.

Vom Institut Dr. Förster in Reutlingen sind Streuflußprüfver­ fahren mit Rotiersonden bekannt, wo Vorverstärker in der üblichen Bauweise bereits auf der Rotierscheibe sitzen und dabei den Flieh­ kräften standhalten. Es verbleiben aber noch ein paar Dezimeter Übertragungsstrecke zu den Sonden.

Nun gibt es in der ZfP Aufgaben, die beim Abtasten von Ober­ flächen eine räumlich sehr feine Auflösung von elektromagnetischen Feldern verlangen und damit auch der Sondengeometrie kleine Abmaße vorgeben. Wenn dann noch wegen des Vorhandenseins von irgendwelchen Gleich- oder Wechsel-Magnetisierungsfeldern keine ferromagnetischen Kerne in der Sonde sein dürfen, aus Gründen der unregelmäßigen magnetischen Sättigungsgefahr, werden die effektiven Sonden-Signalspannungen sehr klein und können im µV-Anfangs­ bereich liegen. So ergaben sich schon von 15 Jahren erhebliche Störprobleme bei einer Mikrowirbelstromsonde von 1 mm⌀, die wegen einem Magnetisierungsgleichfeld keine Ferritkerne haben durfte. Insbesondere gibt es bei Wirbelstrom-Differenzsonden häufig Einkopplungen des betriebseigenen Felderregerstromes in die Meßspannung, die trotz bestem Nullabgleich der Sonde die Geräte­ eingangselektronik übersteuern können.

Es ist ja nun das Dilemma bei der Forderung: feine Sonde- aber ausreichende Meßspannung, daß alle Maßnahmen an der Sonde zur Erhöhung der Meßspannung schon ausgeschöpft sind, z. B. weder Prüfabstands- noch Draht-⌀-Verringerung geht mehr, der Sonden­ querschnitt liegt fest und eine Wicklungsfortsetzung in die Höhe erzielt oft kaum mehr Gewinn, da sich dieser Wickelteil ja vom Prüfteil entfernt und damit immer weniger Meßspannung beiträgt. Die Anwendung von Operationsverstärkern mit allen üblichen Normgehäusen direkt neben der Sonde scheidet meist aus 2 Gründen aus: manchmal wegen Platzmangel und andermal wegen den verblei­ benden Induktionsschleifen, die über die Anschlußpins gebildet werden. Dahinein stören bei der Wirbelstromprüfung die Erregungswechselfelder allein schon statisch und bei der Streufluß­ prüfung stören die Magnetisierungsfelder beim Abtasten in unbe­ rechenbarer Weise, weil die Abtastdynamik immer unkontrollierbare mechanische Schwingungen der Sonde mit dem Anschlußgebilde hervorruft. So ist es überhaupt kein neuer Wunsch, eine geeignete Hybridsonde auch für die ZfP zu haben.

In der allgemeinen Meß- und Prüftechnik sind Hybrid- oder Integrierte-"Sensoren" schon seit geraumer Zeit bekannt. Verschiedene Publikationen haben bereits die Vorteile hervorgehoben, welche die Gemeinsamkeit von "Sensor und Signalelektronik auf einem Chip" ganz allgemein ergibt, so z. B. in Technisches Messen tm, 53. Jahrgang, Heft 2/1986 Seite 51.

Die für die ZfP in Frage kommenden, meist magnetfeldempfindlichen Hybridsonden sind solche mit Hallelementen, Squid-Magnetometer und besondere Bipolare Transistoren, Magnetfeld-Resistive Typen scheiden wegen der Hyperbelfunktion und der magnetischen Vorspann- Notwendigkeit aus. Die Squid-Supraleitenden scheiden insbesondere als Rotiersonden wegen der erforderlichen Tiefstkühlung aus. Allen gemeinsam sind aber besonders für die ZfP folgende Nachteile:
Sonde und Schaltkreis liegen immer in einer Ebene, die Sonde hat meist eine mehr oder weniger punktförmige Empfindlichkeit, die Abmaße des Hybrid-Chips selbst sind meist noch viel zu breit und lang und daß die Herstellungskosten eine notwendige Variationsvielfalt gerade in kleinen Stückzahlen kaum erlauben. Doch gerade diese Variationsvielfalt der Sonde fordert die ZfP in allen Raumachsen. Die Integration von Schaltkreis und Sonde in einer Ebene erscheint vor allem deshalb von Nachteil, weil bei räumlich feinstrukturierten Magnetfeldern, deren Auflösung ja gerade die Absicht der ZfP ist, es äußerst unwägbar erscheint, welchen Einfluß alle Induktions­ schleifen der vorgegebenen Chip-Schaltkreisbahnen beim dynamischen Abtastvorgang haben. Bei gegenwärtigen Hybriden, deren Sonden vom Punkt doch mehr zur linien- bis flächenhaften Auflösung tendieren kommt abwertend hinzu, daß oft nichts bekannt ist über den nichtlinearen Verlauf der Empfindlichkeit innerhalb der Sonden­ fläche. Das aber bleibt die hervorragende Eigenschaft von Luftspulen:
Linearität über die ganze Querschnittsfläche für alle durch­ laufenden Magnetfeldlinien, Linearität für alle Feldstärken und Linearität für hohe Frequenzbereiche. Für die ZfP sind diese Forderungen nach Linearität aus Gründen der Signalreproduzier­ barkeit unaufgebbar. Aus all diesen Gründen finden deshalb die vorhandenen Hybridsonden kaum Einsatz in der ZfP.

Aufgabe

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, geeignete Hybridsonden vorzugsweise für die ZfP zu ermöglichen, die bereits direkt am Abtastort eine hohe ungestörte Meß- und Prüfspannung erzeugen, bei geringstem Rauschbeitrag des Verstärkers, die Varia­ tionsvielfalt der eigentlichen Meß- und Prüfsonden weiter gestattet, den eigentlichen Sondenraum und die Sondenfunktion nicht behindert und insbesondere feinauflösende Induktionssonden in kleinen Bau­ formen zuläßt. Außerdem soll ihre Anwendbarkeit auch in starken Magnetisierungs- oder Überlagerungsfeldern gestattet sein, egal ob im Gleich-, Impuls-, Wechsel- oder Drehfeld, auch wenn hier zusätzlich mechanische Grob-Schwingungen und Erschütterungen auftreten durch z. B. Abhebesprünge bei "schleifendem" Abtastorgan. Dabei sollen die Relativbewegungen beim Abtasten von Oberflächen sowohl außen als auch innen von Prüfteilen möglich bleiben.

Lösung

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfindungsgemäß nach den Merkmalen der Patentansprüche mit den folgenden 4 möglichen Aufgliederungen a), b), c) und d):

• a) Durch die Anwendung nur von integrierten Schaltkreis-Chips wird es möglich auch den trotzdem entstehenden letzten Anschluß­ weg von der Sonde bis zum ersten Verstärker so zu gestalten, daß die letzten Reste von Kontaktanschluß-Induktionsschleifen minimal und kalkulierbar werden. Die Kalkulierbarkeit ergibt sich durch die eindeutige Feinstebenen-Bildung der Anschlüsse und Verdrahtung. Hierzu muß folgende oberste Regel konsequent beachtet werden: n · A ₁ << A ₂ + A ₃ n = Windungszahl der Sonde
  A ₁ = Fläche des wirksamen Sondenquerschnittes
  A ₂ = Fläche innerhalb der Anschlußschleife von der Sonde bis zu den Substratkontakten des ersten Verstärkers.
  A ₃ = Fläche innerhalb des Chips mit dem ersten Verstärkerbereich.
• Für dieses Ziel wird außerdem der Chip so eng wie möglich zur Sonde gestellt. Dabei muß beachtet werden, daß der Chip nicht allzusehr in die aufzulösende Feinstruktur der Oberfläche-Magnet­ felder gerät, wenn die fertige Hybrisonde dann in Abtaststellung zum Prüfteil steht. Natürlich spielen auch die folgenden Schaltungs­ schleifen eine Rolle, aber bei weitem nicht so stark wie die vorgenannte.
• b) Durch die Verwendung von SMD- oder sonstigen feinsten Schaltbauteilen oder bereits integrierten Schaltbauteil-Chips, unter engstmöglicher Anordnung zu a).
• c) Durch Parallelstellen aller Wirkebenen von Chips, Schalt- bau­ teilen und der Leitungsbahn zu einer eventuell vorhandenen magne­ tischen Hauptfeldrichtung. Dabei gilt für die Leitungsbahnen: je ebener desto besser.
• d) Eine Besonderheit der erfinderischen Idee liegt schließlich auch darin, einen spiegelsymmetrischen Dualverstärker-Chip oder 2 gleiche Verstärker-Chips für die Erstverstärkung zu verwenden. Damit gelingt auch hier die Störunterdrückung der induktiven Wirkung von starken Magnetfeldern in den Chips, ohne daß magne­ tisch geschirmt werden muß. Dies erklärt sich am spiegelsymmetri­ schen Chip wie folgt: gleiche Flußänderungen gleichen Vorzeichens induzieren hierbei jeweils gleich große aber gegenpolige Spannungen in den getrennten 2 Verstärkern des Chips. Durch anschließendes einfaches Addieren in einem dritten Verstärker, heben sich somit diese Induktions-Störspannungen der 2 Erstverstärker auf, während sich die verstärkte Meßspannung verdoppelt/addiert. Bei entsprechend hoher Erstverstärkung sind induktive Störeinkopplungen in die übrigen Schaltungsschleifen und den dritten Verstärker vernachläs­ sigbar. Diese spiegelsymmetrische Chip-Anordnung stellt eine Differenzbildung dar, ähnlich wie sie von Differenzspulen beabsichtigt wird. Je nach dem, ob die Art eines störenden Magnetfeldes seine Hauptwirkung hat als Dreh-, Gradient-, Impuls- oder Wechselfeld, oder ob auch noch Gleichtaktstörungen zu berücksichtigen sind, sind aber auch echte Instrumentations-Verstärker oder verschiedene andere Chip-Differenz-Anordnungen zur Erzielung sinngemäßer Kompensations-Symmetrien in allen Ebenen vorstellbar.

Wenn die Verstärker-Gleichtakt-Unterdrückung der Betriebs­ spannung PSRR nicht ausreicht, können über SMD- oder andere Miniatur-Stabilisierbauteile die Betriebsspannungen ausreichend gesiebt werden. Die Ausbildung der Spannungszuleitungen hierfür mit Widerstandsdrahtmaterial kann als Maßnahme zur Hybrid­ miniaturisierung und zum Fernhalten von Siebwärmeleistung dienen.

Mit SMD-Widerständen kann außerdem die Gesamtverstärkung auf die gewünschte Höhe fest eingestellt werden. Auch läßt sich ein Nullabgleich hiermit in gewohnter Schaltpraxis erzielen. Eine Drift- Gleichspannungsablage kann aber auch bleiben und über Kondensato­ ren an entfernterer Stelle mit mehr Platz, z. B. vor einem Rotier­ übertrager abgekoppelt werden.

Die innere Hybridverdrahtung können erfindungsgemäß nur feinste elektrische Leitungen bewältigen. Die Verdrahtungsebene/Leitungs­ bahn soll dabei in ihrer der Sonde folgenden Anfangsbreite nicht über den ersten Schaltkreis-Chip hinausragen. Das führt zu ihrer Breite von meist <1,5 mm. Anwendbar sind Drähte <0,1 mm⌀. Sinnvoller ist jedoch die Herstellung von geeigneten Feinstleiter­ platinen, die dann auch gedruckte Spulen gleich mit beinhalten können. Der industrielle Trend in der Herstellbarkeit läuft gegen­ wärtig in willkommenerweise auf Leiterabstände <40 µm zu. Die Kontaktierungen können dann mit einigen der gegenwärtig möglichen Verfahren, z. B. HAL = Hot Air Leveling partiell, ausgeführt werden.

Vorteile ergeben sich noch zusätzlich wie im folgenden beschrieben. Die wirksame Sonden-Meßmitte kann bei Bedarf näher zum Prüfteil rücken, sofern kürzere Sonden-Bauhöhen mit weniger Windungszahlen durch rauscharme Verstärker erlaubt sind. Bei manch weiteren Sonden wird es künftig genügen, diese wie gedruckte Schaltungen herzustellen, mit den bekannten Vorzügen in der Herstellungstoleranz. Der Hybrid-Ausgangswiderstand ist konstant niedrig und kann je nach Verstärkertyp kurzschlußfest sein. Je nach Meßverfahren mag auch die Entkopplung der Sonde von der Kapazität der Signalüber­ tragungsleitung von Vorteil sein. Für hochohmigere Sonden wirkt die Hybridschaltung auch als Impedanzwandler. Ganz allgemein werden in automatischen Prüfanlagen nochmals verringerte Pseudo- Fehleranzeigen auftreten. Bei rotierenden Sonden in der ZfP, mit den so oft beengten Platzverhältnissen, wird nunmehr die Einführung von rotierenden Hybridsonden möglich, ohne daß Gewichtszunahmen mit erneuten Problemen zu befürchten sind. Rotier- und Schleifring­ übertrager bedürfen dann in der mechanischen Ausführung einer geringeren Sorgfalt. Für die ganze Gleichfeld- und Hochener­ gie/Wechselfeld-Streuflußprüfung genügt dann eine Auswahl von 2 bis 3 Hybridverstärkeranordnungen pro Sonde. Auch sonstige Einzel- Hybridsonden sind möglich, da die Herstellungskosten tragbar werden. Hervorzuheben ist auch, daß eine 2-kanalige Hybridverstärkung nach Anspruch 9 und 10 es teilweise überhaupt erst möglich macht, entfernt in der Geräteelektronik eine Bildung von Summen- oder Differenzsignal vorzunehmen, auf deren Ergebnis Verlaß ist.

Schließlich ist es möglich, daß Hybridsonden solch variabler Art nicht nur in der ZfP nutzbar sind, sondern auch auf anderen Gebieten und auch mit anderen als den schon erwähnten Sonden, vor allem wenn auch dort elektromagnetische Felder stören.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unter­ ansprüchen entnehmbar.

Beschreibung der Zeichnung

Im folgenden soll die Erfindung mit einem möglichen Aus­ führungsbeispiel anhand gezeichneter Figuren erläutert werden.

Fig. 1 der Schaltplan der Hybridsonde.

Fig. 2 die Anordnung der Einzelbauteile in Draufsicht.

Fig. 3 die Anordnung in Seitenansicht.

Fig. 1 zeigt die äußere elektrische Verschaltung eines Dual- Operationsverstärkers 6. Die beiden nichtinvertierenden Eingänge 7, 8 sind auf das gleiche Massepotential 9 gelegt. Die Sonde 10 ist eine Induktions-Differenzsonde aus Widerstandsdraht mit einem Mittelpunkt 11 zum Masseanschluß. Wegen dem ausreichend hohen Sonde-Quellwiderstand 2 × Ro, genüge dieser zur Justierung der Verstärkung. Deshalb sind die beiden heißen Wicklungsenden 12, 13 der Sonde 10 direkt auf je einen invertierenden Eingang 14, 15 des Dualverstärkers 6 gegeben. Für den ersten Verstärkungsgang wird somit V = R 1/Ro erreicht.

Die Spannungen der zwei Ausgänge 16, 17 des Dualverstärkers 6 führen zur Addition auf die Widerstände R 2, R 4 vor dem inver­ tierenden Eingang 18 eines dritten Einzelverstärkers 19 und werden über R 5 nochmals verstärkt. Wegen der Notwendigkeit nach Symme­ trie, werden R 1 = R 3 und R 2 = R 4 gemacht. Am Ausgang 20 erscheint dann die verstärkte Summe beider Sondenteilspannungen mit

U _A = (U 1 + U 2)R 1 · R 5/(Ro · R 2).

Fig. 2 zeigt alle Einzelbauteile in der Draufsicht, wie sie gemäß Schaltplan vorhanden sind. Die gewählte Anordnungsreihenfolge ist diese: Sonde 10, Dualchip 6, R 1, R 3, R 2, R 4, Einzelverstärkerchip 19, R 5 und Anschlußpins 21, 22, 23, 24. Alle Widerstände R 1 bis R 5 stellen hier SMD Typen in Flachbauweise dar. Die elektrischen Leitungen sind hier als gedachte feine Drähte <0,1 mm⌀, die lackisoliert sein können, mit starkem Strich gezeichnet. Die maximale Anfangsbreite 25 der Draht/Leiterbahnebene bildet sich zwischen Dualchip 6 und Widerständen R 1, R 3 aus und verbleibt damit deutlich weit innerhalb der Chipbreite 26. Die Sonde 10 ist wegen ihrer Beliebigkeit nur als einfacher Block 10 dargestellt. Die dahinein gezeichnete Ebene 27 stellt die wirksame Sonde-Meßmitte dar, die aber nicht identisch ist mit der geometrischen Mittelebene der Sonde 10. Ihre drei Anschlußdrähte 11, 12, 13 führen auf die isolierte Oberfläche eines marktüblichen Dualoperationsverstärker-Chips 6 und sind dort mit anderen Leitungsdrähten elektrisch verbunden. Draht 11 führt auf Masse 9, womit auch die beiden nichtinver­ tierenden Eingänge 7, 8 verbunden sind. Die zwei heißen Drähte 12, 13 führen auf je einen invertierenden Eingang 14, 15 und die folgenden Gegenkopplungswiderstände R 1, R 3. Auf der Dualchip- Spiegelungslinie 28 liegen die Anschlüsse 29, 30 für die Betriebsspan­ nungen +U und -U. Die Dualchipausgänge 16, 17 führen über R 1, R 3 auf die Addierwiderstände R 2, R 4. Diese beiden leiten dann gemeinsam auf den invertierenden Eingang 18 des Einzelverstärkers 19. Dem folgt noch sein Gegenkopplungswiderstand R 5 und als letztes ist die innere Hybridverbindung zu den beliebigen vier Anschluß-Pins 21, 22, 23, 24 erkennbar. Diese haben die Funktionen für die Aus­ gangsspannung U _A , eine gemeinsame Masse ⟂ und für die Betriebs­ spannungen +U und -U.

Der Einfluß von induktiven Einstreuungen wird dargestellt durch Feldstärkerichtungen . Ist dieses Magnetfeld angenommenerweise ein Wechselfeld mit gleichmäßiger Verteilung senkrecht zur Draufsichtsfläche, so entstehen innerhalb des Dual-Chips 6 an allen Leitungssymmetriepunkten gleich große, aber entgegengesetzte Spannungen. Das macht erfindungsgemäß ihre gewünschte Kompensa­ tion möglich. Dies gilt gleichermaßen für den Leiterbahnteil der Verdrahtung, der von der Sonde 10 bis zu den Addierwiderständen R 2, R 4 weitgehend spiegelsymmetrisch zur Anordnungsmittellinie 32 geführt ist. Eine Übersteuerung der Einzelverstärker im Dualchip 6, noch vor der Kompensation, nur durch Rest-Störeinstreuungen ist unter Beachtung der Hinweise a) bei der Lösungsbeschreibung nicht zu befürchten.

Fig. 3 zeigt die Anordnung von der Seitenansicht, auch hier ohne weitere Hilfsmittel wie Kleber, Isolationen und Stützen o. ä. Die Leitungsdrahtebene 33 ist hier idealisiert dargestellt, sofern sie nicht aus einer Feinstleiterplatine besteht. Dabei sollte der Abstand 34 zwischen Leiterbahn 40 und Bauteiloberflächen 35 möglichst klein bleiben. Die Erhöhungen 36, 37 und 38, 39 entstehen durch Leiter­ kreuzungen und Löten/Verbindungen.

In diese Seitenansicht ist nur eine andere Störfeldrichtung eingezeichnet. Damit wird deutlich, daß ein solcher Feldverlauf parallel zu den Bauteilwirkebenen 35 und parallel zum Hauptteil der Leitungsdrahtebene 33 die geringstmögliche Störeinwirkung hat, weil so fast keine Leiterschleifen vorhanden sind, die vom Fluß durchsetzt werden können. Die Feldstärke darf so beträchtliche Werte annehmen. Feldstärke zeigt eine denkbare Empfindlich­ keitsrichtung der Sonde 10 an.

Sonde, Schaltbauteile und Anschluß-Pins können gemeinsam so vergossen/verklebt werden, daß sie damit eine feste Hybridsonde bilden.

Claims (20)

1. Variable Hybridsonde für Meß- und Prüfzwecke und zum Abtasten von Oberflächen in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, auch in starken allgemeinen magnetischen Überlagerugs/Störfeldern, bestehend aus einer gemeinsamen Anordnung von Sonden und elektrischen Schaltungsteilen/Verstärkern nach üblichen bekannten Schaltungsweisen, dadurch gekennzeichnet, daß integrierte elektrische Schaltkreis-Chips (6, 19) und SMD- oder kleinere Elektronik-Schalt­ bauteile oder bereits integrierte Schaltbauteil-Chips, mit engstem Abstand untereinander, in einer oder mehreren verschiedenen Ebenen (35) und einer sehr fein strukturierten Verdrahtung bzw. Feinst­ leiterplatine (40), unter größtmöglicher Vermeidung von induktiven Anschlußschleifen durch kürzeste dicht an dicht-, gekreuzte- oder verdrillte Führung sehr dünner Drähte bzw. Leitungen in einer auch flexiblen ein bis mehrfach Ebene die damit in ihrer Anfangsbreite (25) meist nicht über den ersten der Sonde (10) folgenden Schalt­ kreischip (6) hinausragen soll dicht auf den Schaltbauteilen, enthalten sind, gemeinsam eine Schaltung mit Verstärker bilden, zum Anschluß einer beliebigen Sonde (10) bis zum kürzesten Abstand und beliebigen Ebenen/Lageausrichtungen der Schaltungsteile zur Sonde (10), jedoch beim Vorhandensein eines störenden Magnetfeldes mit Ausrichtung der Wirkebenen/Flächen (33, 35) aller oder wesentlicher Schaltungsteile vorzugsweise parallel zu diesem Feld oder dessen Drehebene und miteinander fest verklebt/vergossen sein können.

2. Variable Hybridsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß für eine beliebige Lageausrichtung/Einbaulage zur Sonde (10) ein oder mehrere Dual-Schaltkreis-Chips (6) in spiegelsym­ metrischer Ausführung oder einzelne Chips in entsprechender paarweiser Anordnung enthalten sind und einen parallelschaltbaren Doppelverstärker bilden, dessen 2 Ausgänge (16, 17) auf einen weiteren Additions- oder Differenz-Verstärkerchip (19) führen können.

3. Variable Hybridsonde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Instrumenta­ tions-, Addier-, Subtrahier/Differenz-Verstärker enthalten sind, bestehend aus einem oder mehreren Einzel-, Dual-, oder Quad-Chips.

4. Variable Hybridsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß vorzugsweise 2 Verstärker-Schaltkreise enthalten und zu einem Instrumentationsverstärker in einer der bekannten Spar­ schaltungen verschaltet sind, deren Merkmale 2 hochohmige Eingänge und 1 Ausgang sind.

5. Variable Hybridsonde nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zusätzlich auch ein oder mehrere Funktions-Schaltkreis- Chips enthalten sind, Linear und/oder Digital, mit bekannten Funktionen und wie sie marktüblich in durchaus sehr kleinen Chip- Abmaßen vorhanden sind.

6. Variable Hybridsonde nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß notwendige Schaltbauteile, Verstärker-Schaltkreise, typische Funktions-Schaltkreise Linear und/oder Digital und Lei­ tungsbahnen des ganzen Hybrid, aber ohne Sonde, gemeinsam einen einzigen integrierten Schaltkreis-Chip oder mehrere angeordnet in verschiedenen Ebenen in der Weise bilden, daß damit auch ein oder mehrere sogenannter ASIC = "Application Specific IC" entsteht und für sich allein auf irgendeine bekannte Weise mit gesonderten Anschluß-Pins/Kontakten versehen und fest verklebt/vergossen sein kann.

7. Variable Hybridsonde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der ASIC-Chip mindestens für Sonden mehrere verschiedene Anschlußmöglichkeiten enthält, wie z. B. für 2 oder mehrere Sonden­ anschlußdrähte je nach Sondenart, für verschieden hohe Verstärkun­ gen, invertierend und nichtinvertierend oder ähnliches mehr.

8. Variable Hybridsonde nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens ein Dual-Verstärkerschaltkreis-Chip, oder 2 einzelne Chips in entsprechender paarweiser Anordnung, enthalten sind und einen parallelschaltbaren Doppelverstärker bilden, dessen Ausgänge auf mindestens einen ebenfalls enthaltenen ASIC-Chip führen.

9. Variable Hybridsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 2 Sonden die vorzugsweise eine Differenzsonde bilden oder sonstige 2- oder mehrere Sonden, aber mit einer getrennt bleibenden 2- oder mehr-kanaligen Schaltungs­ anordnung enthalten sind und einen Hybrid mit 2 oder mehreren voneinander unabhängigen Signalausgängen bilden, bis zum Anschluß an eine Geräteelektronik-Auswertung.

10. Variable Hybridsonde nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Kombinations-Meß oder Prüfverfahren mit 2 unter­ schiedlichen Prinzipien/Verfahren, 2 getrennt funktionierende Sonden- Kanäle enthalten sind.

11. Variable Hybridsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung sich auch innerhalb einer entsprechend großen Spule/Sonde befinden kann, selbst wenn diese noch eine getrennt erregte Wechselfeldspule enthält.

12. Variable Hybridsonde nach Anspruch 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung sich am oder im Wickel einer umfassenden Durchlaufspule/Sonde befindet.

13. Variable Hybridsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der erste jeder Sonde folgende integrierte Schaltkreis-Chip mit einer ferromagnetischen Abschirmung umgeben ist.

14. Variable Hybridsonde nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß elektrisch leitfähige Folien mit kapazitiver Schirm­ wirkung in beliebiger Anordnung und Formgebung im Hybrid enthalten und mit dessen elektrischer Masseleitung verbunden sind.

15. Variable Hybridsonde nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine direkte Angliederung von Stabilisierungselementen für die Betriebsspannung in SMD-, integrierter Chip- oder anderer Miniaturbauweise enthalten ist.

16. Variable Hybridsonde nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Siebwiderstände für die Betriebsspannung auch darin bestehen, daß ihre Zuleitungen aus Widerstandsmaterial bestehen und auch über den äußeren Hybridanschluß hinaus reichen können.

17. Variable Hybridsonde nach Anspruch 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Spulen und Widerstände als gedruckte Schaltung auf ein oder vorzugsweise mehrlagigem Kupfer- und/oder wider­ standskaschiertem Material bestehen und auch Multilayer bilden können.

18. Variable Hybridsonde nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sonde aus Rechteck-Spiralformen besteht, als Einfach- oder Differenzsonde, ein- oder mehrlagig.

19. Variable Hybridsonde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß besonders für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung zur direkten Abtastung von Oberflächen mindestens ein ASIC-Chip enthalten ist, in welchem bereits eine oder mehrere beliebige Sonden/Windungen unter geeigneter vorzugsweise größtflächiger Ausnutzung der Chipfläche, auch in die Chip-Schichttiefe (31), integriert sind, mit einem übrigen ASIC-Design in derartiger Weise, daß die ASIC- Mikroschaltbauteil-Grundstruktur und der freiwählbare Ver­ drahtungsteil durch eine Fein-, Spiegel- oder sonstige symmetrische Verteilung/Ausnutzung eine kompensierende und minimierende Wirkung auf die Eigeninduktionsspannungen innerhalb dieses Schalt­ kreises hat und die zu messenden Magnetfelder nur in der Sonde eine weit überwiegende Induktions-Meßspannung erzeugen.

20. Variable Hybridsonde nach allen Ansprüchen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere variable Hybridsonden einen Kamm, Kette oder ähnliches bilden.