DE2041044C3

DE2041044C3 - MeBelektrode für zur Bestimmung sehr kleiner Kapazitätsänderungen vorgesehene MeBkondensatoren

Info

Publication number: DE2041044C3
Application number: DE2041044A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. Uster Hoffmann (Schweiz)
Original assignee: ZELLWEGER AG APPARATE- und MASCHINENFABRIKEN USTER USTER (SCHWEIZ)
Current assignee: ZELLWEGER AG APPARATE- und MASCHINENFABRIKEN USTER USTER (SCHWEIZ)
Priority date: 1970-08-04
Filing date: 1970-08-18
Publication date: 1975-01-23
Also published as: CH531719A; ES198879Y; DE2041044B2; US3754172A; NL7106429A; FR2101544A5; HK64178A; BE765171A; DE2041044A1; AT322232B; HU172918B; ES198879U; SU505381A3; CS162755B2; GB1361049A

Description

Pa dieser bekannte Meßkondensator speziell für ein Meßprinzip, bei dem eine Ausnutzung der Streufeldlcapazität erfolgt, vorgesehen ist, bestehen hinsiehtlieh der gegenseitigen Beabstandung der Meßelektroden keinerlei Probleme, da diese gegenseitige Beab- 5 standung auf Grund des verwendeten Meßprinzips unkritisch ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Meßelektrode für zur Bestimmung sehr kleiner Kapazitätsänderungen geeigneter Meßkondensatoren zu schaffen, die io eine große mechanische und elektrische Stabilität erfordern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß die die Belegungen tragenden Flächen des Keramik-Trägerkörpeis einschließlich der zur Befe- t₅ stigung dienenden Bereiche planparallel geschliffen sind und daß die Belegungen aufgedampft und galvanisch verstärkt sind.

Durch diese Maßnahmen wird sowohl die mechaoische als auch die elektrische Stabilität eines Meßfcondensalors gewährleistet, da einerseits der planparallele Schliff des gesamten Trägerkörpers ein absolut exaktes gegenseitiges Ausrichten der einzelnen Meßelektroden gewährleistet und andererseits aut Grund der charakteristischen Aufbringung der BeIe- a₅ puneen sichergestellt ist, daß sich die Belegungen auch bei Temperaturänderungen in keiner Weise "bezüelich des Trägers verformen, so daß die geforderte plektrische Festigkeit und Stabilität gewährleistet werden kann.

Gerade das Aufbringen der Belegungen steH: sieher daß diese Belegungen mit der Grundschicht des Ke-amikkörpers eine innige Verbindung eingehen, die dazu führt, daß die Belegungen jeder temperaturb dmgten Veränderung des Keramik-Trägerkörpers folän ohne daß dabei eine Gefahr der Ablösung besteht Die galvanische Verstärkung der aufgedampfen Schicht führt dazu, daß die benötigten glatten Oberflächen erzielt und der jeweiligen Belegung ein homoßener Schichtcharakter verliehen wird. Das gal- ,0 vaS aufgebrachte Material geht wiederum mit dem aufgedampften Material eine innige Verbindung SΓύπα!ermöglicht die Erzielung einer porenfreien, ih Eiektrodenfläche

Ein Meßkondensator, der aus wenigstens zweiMeßelektroden gemäß der Erfindung besteht, weist vorteilhafterweise zwischen jeweils zwei Meßelektroden ein Abstandstück auf, dessen Berührungsflächen planparallel geschliffen sind. Auf Grund der konstruktionsbedingten Stabilität der Meßelektroden tür jeden einzelnen Kondensatorteil läßt ein derartiger Meßkondensator einen im Vergleich zu bekannten Anordnungen erheblich größeren Meßbereich zu. Die Folge davon ist, daß ein Meßkondensator fur den gesamten benötigten Meßbereich mit wenigen Kondensatorelektroden aufgebaut werden kann wodurch er wiederum kleiner, leichter zu handhaben und vor allem billiger wird.

Die Abmessungen der Abstandstücke sind bevorzugt derart gewählt, daß nebeneinanderliegende Elektroden abnehmende gegenseitige Abstande auiweisen. Diese Ausführungsform ist dann vor allem vorteilhaft, wenn Textilmaterial mit großer Verschiedenheit der Fasermenge geprüft werden muß.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme aut die Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung ze.gt

F i g. I eine perspektivische Darstellung einer MeU-elektrode gemäß der Erfindung.

F i g. 2 eine Draufsicht eines Meßkondensators in Schnittdarstellung ur.d

Fig. 3 eine Frontansicht des aus mehreren Metselektroden aufgebauten Meßkondensators nach Fig. 2.

Der prismatische Isolierkörper 1 aus Hocnirequenzkeramik gemäß F1 g. 1 tragt auf beiden benen aufgedampfte und galvanisch verstärkte öelegungen 2,3, wobei die Belegung 2 die Schützelek rode und Belegung 3 die eigentliche Kondensatorelektrode bildet. Vermittels von Befestigungsstucken 4, 5 w.rd die Elektrode zwischen^planparalleleπ D.stanzstukken fixiert. Anschlüsse 6 und 7 sind mit de ^hu.zelektrode 2 verbunden, wahrend Anschluß 8 im Innern des Isolierkörpers an die Belegung 3 gefuhr, ist. .. .

Die als Werkstoff für ^^^^ setzte Hochfrequenzkeramik iaßt ein Schleifen

ssSSSä

™"™·

ι™ weLere vorteilhafte Ausrührungsform de. Er- planparallel g.ferügt

⁸¹r, wcKererVoneM der Verwendung von Hoch-

SS

,5?

„Hdende Belegung ,».inde, ,ei,we_ise von einer

belegung umschlossen und mi! einem durch den Keranl-iWrkörper gCührten Anschluß verbunden ^ Sch„_l?Sng ,rs,rec_k, sich bevo.ug, in den hervorrufe·! konnlen

Temperalur-

tSSSSS^- « - Ker_am_ik-Tr_äger_körper beidseitig mit Belegungen versehen.

B_f e^chal.ungn P
da die an sn.n geringen

durch das Temperaturvcrhalten der Hochfrequenzkeramik bestimmt sind und dadurch zum voraus berücksichtigt werden können.

Fig. 2 zeigt eine Frontansicht eines aus mehreren Meßelektroden aufgebauten Meßkondensators. In einer Grundplatte 9 sind die Meßelektroden 1, Γ, t", Γ" und 10, 10', 10", 10'" befestigt und durch die planparallclen Distanzstücke 11 in genau vorgegebenen Abständen gehalten. Die Elektroden 1, Γ und 10", 10'" sind im Schnitt gezeigt.

F i g. 3 ist eine Ansicht des Meßkondensators von oben. Man erkennt, daß die Meßelektroden 10, 10'. 10", 10'" wesentlich kürzer sind als die Meßelektroden 1,1', 1",1'".

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Q sehen Elektroden bildenden Belegungen in Form Patentansprüche: dünner Schichten aufgebracht sind. Fur die kontinuierliche Messung von Textilmaterial, insbesondere von Bändern, Vorgarnen und Gar-

1. Meßelektrode für zur Bestimmung sehr klei- 5 nen, hinsichtlich deren Ouerschnittsverlauf hat sich ner Kapazitätsänderungen vorgesehenen Meßkon- die kapazitive Meßmethode als sehr geeignet erwiedensatoren, bestehend aus einem Frägerkörpei sen. Dabei wird im Prinzip ein Plattenkondensator aus Keramik, auf den die die metallischen Elek- verwendet, dessen Dielektrikum aus Luft besteht, sotroden bildenden Belegungen in Form dünner lange kein Textilmaterial zwischen die Platten cinge-Schichten aufgebracht sind, dadurch ge-xo legt wird. Die Kapazität dieses Kondensators weist kennzeichnet, daß die die Belegungen dann einen bestimmten Grundwert auf. Wird nun (2,3) tragenden Flächen des Keramik-Trägerkör- Textilmaterial in den durch die Platten gebildeten pers (1) einschließlich der zur Befestigung die- Raum eingelegt, ändert sich die Kapazität infolge der nenden Bereiche (4,5) planparallel geschliffen von 1 verschiedenen relativen Dielektrizitätskonsind und daß die Belegungen (2,3) aufgedampft 15 stante des Textilmaterial. Diese Kapazitätsänderun- und galvanisch verstärkt sind. gen können durch an sich bekannte Methoden in

2. Meßelektrode nach Anspruch I₁ dadurch ge- elektrische Signale umgeformt werden, beispielsweise kennzeichnet, daß die Form der Belegungen dadurch, daß der Plattenkondensator in einen Hoch-(2, 3) im wesentlichen gleich der Form des Kera- frequenzschwingkreis eingeschaltet wird, wobei die mik-Trägerkörpers (1) ist. 20 Kapazitätsänderungen die Resonanzfrequenz des

3. Meßelektrotfe nach Anspruch 1 oder 2, da- Schwingkreises verändern. Sofern die in den Plattendurch gekennzeichnet, daß der Keramik-Träger- kondensator eingelegte Menge an Textilmaterial körper (1) befestigungsseitig eine Ausnehmung nicht zu groß ist, kann ein angenähert linearer Zuaufweist, sammenhang zwischen dem Querschnitt des sich zwi-

4. Meßelektrode nach einem der vorhergehen- 25 sehen den Platten befindenden Textilmaterials und den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kapazitätsänderungen erreicht werden. Gleicheine Kondensatorelektrode bildende Belegung (3) zeitig kann dadurch auch der Einfluß dur im Textilzumindest teilweise von einer Schutzbelegung (2) material enthaltenden Feuchtigkeit — als Teil des umschlossen ist. Dielektrikums mit von 1 verschiedener Dielektrizi-

5. Meßelektrode nach Anspruch 4, dadurch ge- 30 iätskonstante — auf eine Größe reduziert werden, kennzeichnet, daß die die Kondensatorelektrode die das Meßresultat nicht mehr störend beeinflußt,
bildende Belegung (3) vollständig von der Da die Meßelektroden direkt Teile der den Kon-Schutzbelegung (2) umschlossen /nd mit einem densator bildenden Platten sind und die durch das durch den Keramik-Trägerkörper (1) geführten Textilmaterial verursachten Kapazitätsänderungen Anschluß (8) verbunden ist. 35 sehr klein sind, muß angestrebt werden, daß die me-

6. Meßelektrode nach einem der vorhergehen- chanische und elektrische Stabilität der Meßelektroden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den äußerst groß ist, um zu vermeiden, daß durch sich die Schutzbelegung (2) in den Befestigungs- Kapazitätsänderungen, die nicht durch die Menge bereich (4, 5) erstreckt. des im Kondensator enthaltenen Terulmaterials ver-

7. Meßelektrode nach einem der vorhergehen- 40 ursacht werden, scheinbare Meßwertänderungen herden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgerufen werden.

Keramik-Trägerkörper (1) beidseitig mit BeIe- Zu Plattenkondensatoren zusammengestellte Meß-

gungen (2,3) versehen ist. kondensatoren bekannter Art bestehen aus metalli-

8. Meßkondensator bestehend aus wenigstens sehen Elektroden in Form von prismatischen Stäben, zwei Meßelektroden nach einem der vorherge- 45 die auf einer Isolierplatte hoher Güte in den erforhenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß derlichcn Abständen befestigt sind. Um zusä'.ziiche. zwischen jeweils zwei Meßelektroden (1, 1', 1", durch Fremdbeeinflussung der Streufelder der Kon-Γ"; 10, 10', 10", 10'") ein Abstandstück (H) an- densatoren bewirkte Kapazitätsänderungen zu vergeordnet ist, dessen Berührungsflächen planpar- meiden, wurden die an Hochfrequenzspannung lieallcl geschliffen sind. so genden Elektroden mit geeigneten geerdeten Ab-

9. Meßelektrode nach Anspruch 8, dadurch ge- schirmungen versehen. Die ganze Anordnung bekennzeichnet, daß die Abmessungen der Ab- dingte einen äußerst sorgfältigen Aufbau, und die erstandstücke derart gewählt sind, daß nebeneinan- forderliche Stabilität der Grundkapazität konnte nur derliegende Elektroden abnehmende gegenseitige angenähert erreicht werden.

Abstände aufweisen. 55 Eine Meßelektrode der eingangs genannten Art ist

aus der deutschen Patentschrift 739 813 bekannt. Bei dieser bekannten Meßelektrode werden die Belegungen auf einen keramischen Isolierstoff aufgebrannt, wobei die Planparallelität keine Rolle spielt. Letzte-

60 res hat aber zur Folge, daß ein exaktes gegenseitiges

Ausrichten der einzelnen Meßelektroden, wie sie insbesondere für zur Bestimmung sehr kleiner Kapazitätsänderungen vorgesehene Meßkondensatoren erforderlich ist, nicht erreicht werden kann.

Die Erfindung betrifft eine Meßelektrode für zur 6₅ Aus der schweizerischen Patentschrift 355 628 ist Bestimmung sehr kleiner Kapazitätsänderungen vor- ein Meßkondensator bekannt, bei dem die Elektrogesehener Meßkondensatoren, bestehend aus einem den in Form von dünnen Metallbelägen auf einem Trägerkörper aus Keramik, auf dem die die metalli- Trägerkörper fest nebeneinander angebracht sind.