DE961822C

DE961822C - Verfahren und Einrichtung zur halbautomatischen Kapazitaetstoleranz- Anzeige von Festkondensatoren

Info

Publication number: DE961822C
Application number: DEN6258A
Authority: DE
Inventors: Hans Nudinger
Original assignee: NSF NUERNBERGER SCHRAUBENFAB
Current assignee: NSF NUERNBERGER SCHRAUBENFAB
Priority date: 1952-10-24
Filing date: 1952-10-24
Publication date: 1957-04-11

Description

Verfahren und Einrichtung zur halbautomatischen Kapazitätstoleranz-Anzeige von Festkondensatoren Die bisher bekannten Verfahren zur Messung der Kapazität von Festkondensatoren gehen in der Regel auf Wheatstonesche Brückenschaltungen zurück, in denen ein Normalkondensator mit dem zu messenden Kondensator verglichen wird. Die bekannten Verfahren sind zeitraubend und für die Überprüfung von Festkondensatoren der Massenfabrikation, die sich zudem sehr oft nur darauf erstreckt, ob der Kondensator eines bestimmten Nennwertes in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegt oder nicht, nicht geeignet. Nach anderen Verfahren wird die Kapazitätsmessung auf eine Widerstandsmessung zurückgeführt, wie es beispielsweise im deutschen Patent 707 942 vorgeschlagen worden ist. Auch diese Verfahren sind für die vorgeschriebenen Zwecke nicht geeignet.
Es ist bekannt, daß die Eigenfrequenz eines Parallelschwingkreises von der Kapazität abhängig ist. Der Scheinwiderstand des Parallelschwingkreises verläuft wiederum in Abhängigkeit von der Frequenz nach der bekannten Resonanzkurve. Wird nun ein Parallelschwingkreis, dessen Eigenfrequenz auf irgendeine Weise verändert werden kann, mit einer konstanten Sendespannung eines Generators gespeist, so liegt in einem bestimmten Bereich um die Sendefrequenz Stromresonanz vor, und die am Schwingkreis liegende Spannung besitzt in diesem Frequenzbereich ein Maximum.
Bei dem Verfahren zu halbautomatischen Kapazitätstoleranz-Anzeige von Festkondensatoren, bei dem eine konstante Sendefrequenz über einen den Prüfling enthaltenden Parallelschwingkreis, dessen Eigenfrequenz mittels eines zusätzlichen rotierenden Kondensators variabler Kapazität zeitlich periodisch zwischen einem Maximum und einem Minimum verändert werden kann, einer Resonanzverstärkerschaltung zugeführt wird, werden die eingangs beschriebenen Nachteile eründungsgemäß dadurch vermieden, daß im Ausgangskreis des Resonanzverstärkers durch eine mit dem variablen Kondensator synchronisierte, automatische Schaltvorrichtung Stromimpulse, welche die Anzeige bewirken, nur dann ausgelöst werden, wenn die geringste Abweichung der Eigenfrequenz von der Sendefrequenz innerhalb eines Umlaufes des Kondensators und innerhalb eines zeitlich begrenzten, von der automatischen Schaltvorrichtung gesteuerten Schaltzustandes des Resonanzverstärkers, einen vorbestimmten, der zulässigen Kapazitätstoleranz entsprechenden Wert nicht übersteigt.
Der Aufbau der Anordnung gemäß der Erfindung sei nachfolgend an Hand der Fig. I bis 5 beispielsweise näher erläutert. In Fig. I ist mit S ein Sender bezeichnet, der eine Spannung konstanter Frequenz Js erzeugt. Diese wird etwa über eine induktive Ankopplung an den LC-Kreis I geführt.
Die Schwingkreiskapazität setzt sich zusammen aus einem Festkondensator CO, dem Kondensator veränderbarer Kapazität C, und dem Prüfling Cx. Der Schwingkreis liegt im Eingangskreis einesVerstärkers V, dessen Ausgang A wiederum mit dem Eingang E der in Fig. 2 dargestellten Endverstärkerstufe verbunden ist. Die Fig. 3 zeigt eine drehbare Skalenscheibe 2 von vorn, während diese in Fig. 4 von der Seite dargestellt ist. Der Kondensator Cf ist ebenfalls um 3600 drehbar ausgebildet und rotiert, von einem Motor angetrieben, mit konstanter Geschwindigkeit (vorteilhaft wird ein Antriebsmotor mit Drehzahlregelung verwendet, der es gestattet, eine bestimmte Meßreihenfolge je Zeiteinheit einzustellen). Mit diesem Motor ist die Skalenscheibe 2 mechanisch gekoppelt. Am Anfang der Skalenscheibe 2 sind Gewindebohrungen 3 angeordnet, die zur Aufnahme von kurzen und langen Gewindestiften 4 und 5 dienen. Mit 6 ist ein Kontakt, bestehend aus oberer und unterer Kontaktfeder60 und 6u bezeichnet, der durch den kurzen Gewindestift 4 geschlossen und mittels einer Klinke 7 so lange gehalten werden kann, bis diese vom langen Gewindestift 5 wieder ausgelöst wird.
Dieser Kontakt schließt den Kathodenwiderstand II des Rohres 10 oder einen Teil desselben kurz.
Ein weiterer Kontakt 8 ist normalerweise geschlossen und wird nur kurzzeitig durch den langen Gewindestift geöffnet. Nach erfolgter Eichung mittels eines Normalkondensators weist die Festmarkeg auf o der Skalenscheibe, wenn der Prüfling genau seinem Sollwert entspricht, während durch die Lage der Gewindestifte 4 und 5 am Umfang der Skalenscheibe 2 der zulässige Toleranzbereich eines vorgegebenen Kondensators festgelegt wird.
Die Messung des Kondensators erfolgt in der Weise, daß der Kondensator Cf zunächst in Rotation versetzt wird. Die sich dabei von einem Maximum zu einem Minimum ändernde Eigenfrequenz Je des Schwingkreises I durchläuft dabei auch die Sendefrequenzfs. Die Arbeitspunkte des Verstärkers V sind so gewählt, daß die Spannung nur in einem engen Frequenzbereich um die Sendefrequenz fs den Aussteuerbereich des Verstäilcers V überstreicht. Durch geeignete Wahl der Gittervorspannung der Endstufe 10 und des Widerstandes II kann auf den Arbeitskreis der Röhre 10 nur dann ein Stromimpuls übertragen werden, d. h. die Meßbereitschaft der Anlage ist nur dann gegeben, wenn der Kontakt 6 geschlossen ist; d. h. also wenn die Fixmarke g sich innerhalb des durch die Gewindestifte 4 und 5 vorgegebenen Weges und sich damit im festgelegten zulässigen Toleranzbereich befindet. Bei allen übrigen Eigenfrequenzen des Schwingkreises liegt die Spannung unter dem Schwellwert des Verstärkers V; es wird also nur der obere Teil der Kurvenflanken bzw. die Resonanzspitze verstärkt, wenn der Prüfling innerhalb der Toleranzgrenze liegt bzw. den Sollwert aufweist.
Im Ausgangszustand des Prüfvorganges ist ein Meßrelais R abgefallen. Der Kontakt R1 ist also offen. Der Stromimpuls im Arbeitskreis 10 bewirkt nun bei geschlossenem Kontakt 6 ein Ansprechen eines Meßrelais R. Der Kontakt R1 schließt sich nun und läßt ein Signalrelais R' ansprechen. Das Relais R' hält sich so lange selbst geschlossen, bis der Kontakt 8 den Relaisstromkreis kurzzeitig unterbricht. Damit ist der Ausgangszustand wiederhergestellt. Die Anzeige kann beispielsweise so erfolgen, daß das Signalrelais R' über dessen Kontakt R1, eine Glühlampe 12 (s. Fig. 5) steuert.
Leuchtet während eines vollen Umlaufes des Kondensators Cf beispielsweise die Lampe 12 einmal auf, d. h. ist R1, geschlossen, so ist R und damit R' ordnungsgemäß erregt worden; d. h., der Prüfling Cx liegt innerhalb des zulässigen Toleranzbereiches. Unterbleibt das Aufleuchten während eines Umlaufes, so liegt er jenseits des zulässigen Toleranzbereiches.
Die Erfindung hat sich als sehr brauchbar zur Toleranzbestimmung von Festkondensatoren in der Massenfabrikation erwiesen. Die Genauigkeit der Messungen bei Festkondensatoren gängiger Nennkapazität beträgt etwa I bis 20/oo. Bei jeder vollen Umdrehung des Fehlerkondensators Cf kann ein Prüfling gemessen werden. Durch Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors kann die Arbeitsgeschwindigkeit weitgehend variiert werden.

Claims

PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zur halbautomatischen Kapazitätstoleranzanzeige von Festkondensatoren, bei dem eine konstante Sendefrequenz einer Resonanzverstärkerschaltung über einen den Prüf- ling enthaltenden Parallelschwingkreis zugeführt wird, dessen Eigenfrequenz (fe) mittels eines zusätzlichen rotierenden Kondensators variabler Kapazität (Cf) zeitlich periodisch zwischen einem Maximum und einem Minimum verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Ausgangskreis des Resonanzverstärkers durch eine mit dem Kondensator (Cf) synchronisierte, automatische Schaltvorrichtung Stromimpulse, welche die Anzeige bewirken, nur dann ausgelöst werden, wenn die geringste Abweichung der Eigenfrequenz (fe) von der. Sendefrequenz (fs) innerhalb eines Umlaufes des Kondensators (Cf) und innerhalb eines zeitlich begrenzten, von der automatischen Schaltvorrichtung gesteuerten Schaltzustandes des Resonanzverstärkers einen vorbestimmten, der zulässigen Kapazitätstoleranz entsprechenden Wert nicht übersteigt.
2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als veränderbarer Kondensator (Ct) ein um 3600 schwenkbarer Drebkondensator vorgesehen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderbare Kondensator (cit) von einem Motor mit Drehzahlregelung angetrieben ist.
. 4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I oder -den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf Kapazitätsabweichungen geeichte Skalenscheibe ,(2) mit dem Fehlerkondensator (Cf) mechanisch gekoppelt ist.
5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Skalenscheibe (2) auf ihrem Umfang oder auf einem Teil desselben, zur Aufnahme von Gewindestiften (4 und 5) mit einer Anzahl von Gewindebohrungen (3) versehen ist.
6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbereitschaft durch Änderungen der Gittervorspannung der letzten Verstärkerstufe (I0) bewirkt ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Gittervorspannung mit der Rotation des Fehlerkondensators (Cf) synchron erfolgt.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Gittervorspannung durch Kurzschließen des Kathodenwiderstandes oder eines Teiles desselben (II) bewirkt ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurzschließen des Kathoden.widerstandes (I.I) über einen Kontakt (6) erfolgt, der vom Gewindestift (4) betätigt ist.
10. Einrichtuig zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Toleranzanzeige beispielsweise über eine Glühlampe (Fig. 5) erfolgt, die von einer, im Arbeitskreis der Endstufe (I0) liegenden Relaisschaltung gesteuert ist.