DE3140753A1

DE3140753A1 - Vorrichtung zum messen des elektrischen oberflaechenwiderstandes eines gegenstandes

Info

Publication number: DE3140753A1
Application number: DE19813140753
Authority: DE
Inventors: Alain 94150 Chevilly-Larue Bruere; Michel 94100 Saint Maur Chatanier; Michel 91120 Villebon Yvette Portat
Original assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Current assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Priority date: 1980-10-17
Filing date: 1981-10-14
Publication date: 1982-06-24
Also published as: GB2089051A; FR2492535A1; GB2143957A; SE8106102L; FR2492535B1; IT8184138A0; JPS5796274A; US4446424A; DE3140753C2; GB2089051B; IT1147501B; GB2143957B; US4546310A; SE445783B; GB8409005D0

Description

P 4000 - 4 -

OffioeNational d'Etudee et de Reoherches Aerospatiales (abgekürzt O.K.E.E.A.)

29, avenue de la Division Leclerc P - 92 520 Chatillon /Frankreich

Vorrichtung sun Messen des elektrischen Oberflächen-Widerstände β eines Gegenstandes

Sie Erfindung betrifft eine Verrichtung zum Kessen des Oberflächenwiderstandes eines Gegenstandes, der eine innere Widerstandsschicht und einen äußeren isolierenden Oberflächenbelag au£>weist, sowie zum Messung der Streadurohlässigkeit 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 aufsetzbaren Sensor, der eine

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zylindrische Zentralelektrode und eine äußere Ringelektrode · koaxial zur Zentralelektrode aufweist} mit einer zwischen die Zentralelektrode und die Außenelektrode anlegbaren Weohselspannungequelle zur Erzeugung eines Stromflusses'entweder zwischen der Zentral- und der Außenelektrode oder zwischen der Zentralelektrode und Hasse, der über einen Belastungswider-Btand. geführt ist, dessen Spannungsabfall gemessen wird. 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 Isolationslaok 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 10 und 10 Ohm pro Quadrateinheit liegenden Widerstandswerte der Beläge im Hinblick auf die Wirksamkeit des antistatischen Schutzes prüfen, der duroh den Leiterbelag bewirkt wird, der die Iaolationsteile 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, Flüge labschnitte, Schwanzenden usw.)';.

2. Maßnahmen an den di-elektrische Wandungen, mit welchen Navigations-., Konmunlkatiens- oder Meßeinrichtungen ge-. schützt sind und folglich eine radioelektrische Durchlässigkeit aufweisen Müssen (beispielsweise Radarteile, Antennenträger, Maschinenkappen usw.)·

Ia ersten Fall kann der angebrachte antistatische Belag sehr niedrige Oberflächenwiderstandswerte haben. Ia zweiten Fall muß der Belag hohe und genau kontrollierte Oberflächenwider- stände aufweisen, ua einen Kompromiß zwischen dea dauernden Fluß statischer Ladungen und den erforderlichen radioelektrischen Durchlaßeigenechaften zu erbringen. Dieser Kompromiß wird in der Mehrzahl der Anwendungsfälle bei einem Öberflächenwiderstandewert gefunden, der zwischen 10 und 10 Ohm pro Flächeneinheit liegt.. Bei allen Flugkörpern (Flugzeugen, Helikoptern, Raketen) folgt auf die antistatische Behandlung die Anbringung eines Abdecklaoks (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 (Hegohmmeter mit ebenen oder kreisförmigen Elektroden) den elektrostatischen Schutz zu prüfen.

Der Erfindung liegt die' Aufgabe zugrunde, eine .Verrichtung zu schaffen, mit weloher 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 Hessen des Oberflächenwiderstandes und besitzt eine zentrale und eine koaxiale Ringelektrode, die jeweils aus stromleitend gedachtem Gummi bestehen, doch kann mit dieses Gerät der Widerstand nur auf nackten Metall fläohen gemessen werden. Bei Bit einer Isolationsschicht versehenen Oberflächen kann dieses Gerät nioht eingesetzt werden.

Die gestellte Aufgabe wird mit einen Gerät der eingangs ge-. nannten Art gelöst, das gekennzeichnet ist durch eine Schaltung zum Hessen der zwischen koaxialen Zwischenelektroden

auftretenden Spannung und zur Bildung einer phasengleichen Komponente dieser Zwischenelektredenspannung (Y, ) ait der Spannung (T _f) am Lastwiderstand/ und" durch eine Teilerstufe zum Dividieren- des

Spannungskomponentenwertes durch die andere Spannung.

Bei der erfindungsgemäB ausgebildeten Vorrichtung sind die Zwischenelektrode]! des Sensors von Bogenelektroden uafangen, und die Schaltung weist Verstärkerarten auf, nit deren Hilfe jede Bodenelektrode auf das gleich Potential gebracht wird, wie die von ihr umsohlossene Elektrode, 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 Heßspannung duroh eine dem im Widerstandsbelag zirkulierenden Strom proportionale Spannung zu teilen, wobei die Heßspannungskomponente in Phase mit dieser proportionalen Spannung-steht.

• · · 8

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen ergebende Merkmale sind in Unteransprüchen aufgeführt.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel dee Erfindüngsgegenstandes anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert." · '

Im einzelnen aeigen:

Pig. 11,. 1B und 1C den Sensor der Meßvorrichtung in Draufsicht und im zentralen Querschnitt, einmal als Sensor zur Ermittlung des Öberfläehenwiderstandswertes (Fig. 1A und 1B) und einmal als Sensor für eine Stromdur ohgangsme s sung (Pig. 1G)f

Pig. 2 ein elektrisches !Feildiagramm eines Sensors mit zwei Zwischenelektroden, geschaltet zur Messung eines Oberflächenwiderstandes;

. 3 ein elektrisches Teildiagramm eines Sensors, der keine Zwischenelektrode aufweist und zur Bestimmung des Stromdurohganges zwischen einem Strukturelement und der Masse eines Gegenstandes geschaltet ist}

Pig. 4 ein Blockschaltbild der elektroni- '-.

sehen Schaltung, die einen in Fig. 2 dargestellten Sensor zugeordnet ist;

Fig. 5 . ein Blockschaltdiagraea der elektronischen Schaltung, die einem Sensor nach Fig. 3 zugeordnet ist}

Fig. 6 ein Meßgerät gemäß der Erfindung, aus-

* - gebildet als tragbares Gerät;

Fig. 7 ^ei^Q erfindungegeaäß ausgebildetes Ge

rät in einer anderen tragbaren Ausführungsform; _. ·

Fig, 8 ein Kurvendiagrauua zu der elektronischen

Schaltung nach Fig. 5·

In der folgenden Beschreibung werden folgende Bezeichnungen verwendet» .

B.. .„, R₀ _x, E_x. ·, E- bedeuten die Viderstandsverte des VTider-. ι »<£ *»5 5»4·' * .· .

standsbelages zwischen der ersten und zweiten, der zweiten und dritten, der dritten und vierten und der vierten Elektrode und Masse; . .

C., C₀, C,, C. 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;

... 10

C- ist die.Kapazität des Gerätes gegenüber Masse)

^i ο» Or, -τ* J¹C /sind die Kapazitäten zwischen der ersten und zweiten, der zweiten und dritten und der dritten und vierten Elektrode durch den Isolationsbelag hindurch;

E ist der Oberflächenwiderstand pre Flächeneinheit des Wi-

S * ■

derstandsbelages

R₈ m p/e

vobei ρ der spezifische Widerstand uad e die Sicke der Widerstandseohicht sind;

i^ ist der durch die Widerstände R₁ , R₀ , und.R, und die Kapazitäten f. _, <fl , und (f\ . fließende

7 ^O 54

Kapazitäten f. _, <fl , und (f\

R ist der Wert des BelastungswiderStandes, an welchem der Strom gerneβsen wird)

V, ist die zwisohen den Zwischenelektroden abgenommene Spannung)

V „ ist die Spannung an den Anschlüssen des Belastungsvider-

θ X . -

standee)

V^ ' ist die Komponente ven V, , die in Phase nit V _ ist. dc dc . ex

Zwisohen R und R₉- , besteht folgende Beziehung:

2,? (D

log (r₃/r₂)

wobei r_o und r, die Radien der Zwischenelektroden sind. "².5

...

Für die an den Anschlüssen des Belastungswideretandee B, abgegriffene Spannung gilt:

Das Gerät mißt auch die Spannung V, zwischen zwei Zwischenelektroden und deren Komponente Y^₀ » die in Phase ait V _f ist. Hier gilt folgende Beziehung! . . . ·:

Αϊ / M

Durch Einsetzen der Gleichung (i) ergibt sich':

2 Tr R

logCrj/r^) *o 'L

Wenn das Gerät zur Stromdurohgangsaessung eingesetzt ist, wird eine Tersorgungsspannung zwischen der Zentralelektrode und Masse angelegt. Sas Gerät stellt fest, daß diese Impedanz (E„, CL₁) kleiner ist als ein hestianter vorgegebener Wert und daß diese Impedanz klein ist, nicht weil die Kapazität C-, groß ist, sondern weil der Widerstand R_ klein ist. ■ .

In dem Falle, daß das Gerät zur Bestimmung des Viderstandswertes eingesetzt wird, mißt das Gerät zwei Spannungen Y „ an den Anschlüssen des Belastungswiderstandes und T. an den Anschlüssen der zu messenden Impedanz und bildet die Spannungekomponenten Y-* und Y,^ , die in.Phase bzw. in Quadratur mit der Spannung Y

... 12

sind. Es "bildet dann die Divisionen":

^Vde / ^Tef I - R ^X 2 2 _Q 2 . ^

de

ft Via«« J V *

_x ₍₅₎

TT ⁺

Das Gerät stellt fest, «b diese Komponenten kleiner oder gleich den vorgegebenen Grenzwerten sind:

A (6)

	R₁.	²+ 1
		6)
4	4	2 ₁
4	2-

Eine Bestätigung der Ungleichung (7) liefert den sicheren Beweis, daß die Bestätigung der Ungleichung (6) sich aus eine« starken Leiterstroa (!_, niedrig) und nicht aus einem starken Yerschietrangsstrom (C_ hoch) ergibt.

Wenn E_ = y und C_^M = χ sind, dann kann nan die Gleichung (6) für den Fall, daß das Gleichheitszeichen gilt, schreiben

als: ·

2 2

A χ y -y+AssO.

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Somit gilt	' χ - + '	1	y
	YT

(8)

Sie Kurve dieser Gleichung ist als Kurve (A) in Fig. 8 dargestellt. .

Aus der Gleichung (7) wird (wenn man dort das Gleichheitszeichen setzt):

2 2 2

Bx y - xy +B-O,

und daraus

L i

2B 2By

Sie Kurve dieser Gleichung ist als Kurve (B) in Fig. 8 dargestellt. . .

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 x„ . Wenn man 1/B •> x„ wählt, zeigt sich, daß die Gleichungen (6) und (?) 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,

... 14

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-H-

. höchstens, zwei ringförmige Zvischenelektroden 2 und 5 ■*- wie eine äußere Ringelektrode 4 auf. Lie Elektroden 2,3 und 4 haben alle zylindrische Form und sind konzentrisch zur Zentralelektrode 1. Einige der Elektroden, in Aueführungsbeispiel die Elektroden 1 und 4» sind mit Ausnähme der Auflag·seite des Sensors ν·η einer Kantelelektrode 11 bzw. 14 umgeben, die auf ' ein festes Potential gelegt ist. Sie anderen Elektroden, die Elektroden 2 und 5 sind mit Ausnahme der Amlageseite des Sensors von einer Bogenolektrode 12 bzw. 13 umschlossen, die durch in Fig. 4 dargestellte Einheiten 103 tmd 106 auf dem gleichen Potential wie die von ihnen umschlossenen Elektroden gehalten sind. .

Sie Zentralelektrode 1, die Zwischenelektroden 2 und 3, die Ränder der Hantelelektroden 11 und 14 und die Ränder der Sogenelektroden 12 und 13 liegen alle in der gleichen Ebene 5» die gegenüber der Ebene 9 leicht zurückgesetzt ist, in welcher der Sensor auf der Isolationsschicht aufliegt. Sie 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.

Dieser Blindwiderstand ist größer als der Maximalwiderstandswert des Widerstandsbelages, so daß der dem Widerstandsbelag zugeführte Strom in Quadratur mit der Versorgung«spannung ist, unabhängig von dem in dem vorgesehenen Bereioh zu messenden Widerstandswert. · ■

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Auf der Anlageseite des Sensors 10 sind aus flexiblen Material gefertigte Ringe 7 und 8 teilweise eingelassen angeordnet. Sie !Tangentialebene ihres überstehenden Randes bildet die Auflageebene 9, die gegenüber der Ebene 5 etwas vorgesetzt ist. Sie Ringe 7 und 8 ergeben eine gleit sichere Auflage des Sensors auf der Oberfläche des Belages aus Ieolationslaek.

Ser Sensor 10 weist auch rersohiedene Verstärker 105» 106, 107 und 108 auf, die in Verbindung »it Fig. 4 beschrieben werden.

Bei der Ausführungeform nach Fig. 1C 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. Sie äußere Ringelektrode ist von einer Bogenelektrode 140 umgeben, und die Hantelelektrode 11 der Zentralelektrode 1 erstreckt eich bis in die Ebene 5 und umfaßt auch die Bogenelektrode HO der äußeren Ringelektrode 4·

In Fig. 2 ist mit gestrichelten Linien der die Elektroden zum Messen eines Oberflächenwiderstandes aufweisende Teil des Sensors 10 dargestellt. .

Sie Abschnitte eines Widerstandebelags zwieohen den Elektroden 1 und 2, 2 und 3» und 3 und 4 sind durch die Widerstände R,, _o, R₀ τ und R- . dargestellt;, die Abschnitte des Isolationsbelags zwischen den Elektroden 1,2,3 und 4 und dem Wi- ·

...

deretandebelag sind durch Kapazitäten C., C₂, C, und C. dargestellt, und die Kapazitäten zwischen den. Elektroden quer zum Ieolationsbelag sind ait V% _',- JT_n -. und ο , .

'ι' t»5 ?»4 '

bezeichnet.

Die Mantelelektreden 11 und 14 werden auf ein festes Potential gelegt. Der Nullpunkt der eingebauten 7ersorgungsepannungequelle AA und die Sogenelektroden 12 und 13 werden durch als Felgestufen (suiveurs unitaires) wirkende Verstärker 105 und 106 (Fig. 4) auf den Potentialen der Elektroden 2 und 3 gehalten.

Ein Wechselspannungagenerator 16 ist direkt ait der Klemme d und dem Nullpunkt OT der eingebauten Tersorgungsspannungs- -quelle AA verbunden. Die an Belastungewideratand 15 (H) abgegriffene Spannung T _ und die zwischen den Zwischenelektroden auftretende Spannung V, werden in der Schaltung nach Fig. 4 Terwertet.

In Fig. 3 ist »it gestrichelten Linien derjenige Teil des Sensors 20. angedeutet, der auf dem Elektrodenniveau bei einer elektrischen Durchgangsprüfung liegt. Die Zwisohenelektroden werden dabei nicht benutzt. In dieses Falle wird die am Belaetungswideretand 15 abgenommene Spannung Y _ und die zwischen der Klemme d der Außenelektrode 4 und Masse auftretende Spannung V, in der Schaltung nach Fig. 5 ver-

* u.e

wertet. . ·

Fig. 4 zeigt die elektronische Schaltung' beim Einsatz des Sensors 10 zur Widerstandsmessung gemäß Fig. 2. Fig. 4 zeigt

-π -

Anschlüsse a, b, o_r d, die mit den Innenleitern von Koaxialkabeln 101, 102, 105, 104 verbunden sind, sowie Anschlüsse a¹, Tj¹, o¹', d*, die Bit den Außenleitern dieser Koaxialkabel verbunden sind. Der hochfrequente Sinusgenerator 16 ist an . die Klemme d, d¹ angeschlossen, wobei die Klemme d¹ ihrerseits auf ein festes Potential gelegt ist, insbesondere auf den Nullpunkt 07 der eingebauten VersorgungsspannungsfreiIe AA: ... . · ■ .

Die an den Klemmen b und c erhaltenen Signale werden auf Impedanzadapter und Verstärker 105 und 106 ait Einheitsverstärkung und sehr hoher Eingangsimpedanz (^ 10 0hm) gegeben. Sie Ausgänge dieser Verstärker 105, 106 sind mit · . den Bogenelektroden 12 und 15 verbunden, um sie dauernd auf dem entsprechenden Potential der Elektroden 2 und 5 zu halten. Sie Ausgänge der Verstärker 105 und 106 sind auch mit den Eingängen eines Operationsverstärkers 107 verbunden.

Ser Anschluß- a ist mit dem Eingang eines Strom/Spannungs-TTmformers 108 verbunden, der die Spannung V.„ proportional zu Ri liefert, wobei E der Wert des Belastungswiderstandes 15 ist. Ser Ausgang des Umformers 108 ist einerseits mit einer . Clipperschaltung 109 und anderseits Bit einem Lineardetektor 110 verbunden. Ein Synchrondetektor 111 empfängt das Phasenbezugssignal vom der Clipperschaltung 109 und das V, -Signal. Er liefert die Komponente V^ ' des V, -Signalee, die in Phase mit V_ef ist. . "■■"; '

Ser Ausgang des Lineardetektore 110 und der Ausgang des Synchrondetektors 111 sind mit den Eingängen eines Analog-

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teuere 112 verbunden, der folgende Division durchführt:

^Tbo ' 'ef *

An den Ausgang des'Analogteiler· 112 ist ein Meßgerät 113 angeschlossen.

Fig. 5 zeigt die elektronische Schaltung des als Durchflußaesser eingesetzten Sensors 20 gemäß Fig. 3..Die Anschlüsse a und d 'sind wieder Bit den Innenleitern der -Koaxialkabel 101 und 104, und die Anschlüsse a¹ und d' sind Bit den Außenleitern dieser Koaxialkabel verbunden. Der Sinusgenerator 16 ist' Bit dem Anschluß a und Bit des Nullpunkt OV der eingebauten Versorgungsspannungsquelle AA verbunden. Der Anschluß d ist mit einem als Felgestufe wirkenden Verstärker 201 verbunden, welcher den Außenleiter des Koaxialkabels 104 &uf das Potential des -Innenleiters bringt. Der Masseleiter CT ist Bit einem Verstärker 208 verbunden, der den Belastungswidexstand 15 als Rüokkopplungswiderstand enthält. Das Ausgangssignal V. des Verstärkers 201 wird auf zwei Symohrondetektoren 211 und 211' gegeben. Die Spannung V _, die am Belastungswiderstand 15 abgegriffen wird, wird "direkt auf eine erste Clipperstufe 209 und über einen 77-/^-Phasenschieber 214 auf eine zweite Clipperstufe 209* gegeben. Die am Belastungswidentand anfallende Spannung wird außerdem auf einen Lineardetektor 210 gegeben, der die Spannung I V -/ liefert. ■

Synchrondetektoren 211 und 211' empfangen die Phasenbezugsspannungen von den Clipperstufen 209 und 209* und die Spannung-

...

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V. vom Verstärker 201. Sie lief earn die Spannungen Y^_e und Analogteiler 212 und 212* führen folgende Divisionen durchι

^Tef <-* ^T

ef <-* ^Td.

Die Analegteiler, 212 und 21.2» sind mit einer Dreifach-Vergleiohsstufe 215 verbunden, welche den Gleichungen (6) und (?) entspricht. Diese Yergleichsstufe. ist auch, nit eine» Lineardetektor 210 verbunden und kann so feststellen, daß die Spannung IV „I größer

j ei j

ist als ein erfaßter Wert.

Die Dreifach-Vergleichsstufe 213 ist mit eines Anzeigegerät 213 verbunden, das aufleuohtet, wenn die drei von der Vergleichsstufe überprüften Bedingungen erfüllt sind.

Fig. 6 zeigt das Gerät als aus zwei Teilen bestehendes transportables Gerät. Es weist einen Kasten 50 auf, der mittels eines um den Naoken legbaren Tragriemens 51 gehalten werden kann. Mit dem Kästen 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. dargestellten Sensor 20 mit den elektronischen Teilen 201 und enthält. Über einen Druckknopf 55 wird das Gerät nur während der Zeit eingeschaltet, die zur Durchführung eines Meßvorganges erforderlich ist. Im' Kasten 50 sind die ganzen elektronischen .· Schaltungen nach Fig. 4 und 5 untergebracht. Anzeigegeräte 113 und 213t Bit denen ein Meßvorgang kontrolliert werden kann, be-

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finden sioh sichtbar auf der Oberseite des Kastens· In Kasten 50 ist ein Hehlraum vorgesehen, in welches der Kopf und das flexible Verbindungekabel untergebracht werden können, wenn das Gerät hioht im Einsatz ist.

Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsferm 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· 5 dargestellten Köpfe gebildet wird, die aufsetzbar sind. !Der Gummiring 8, der zur Anlage auf die 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 Eüokseite des pistolenaftigen Gerätes angeordnet. Bei dieser Ausführungsfor» 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. . '

Claims

β a

• 6

P 4000

Patentanspruch ei

Vorrichtung zum Messen des Oberflächenwiderstandes eines Gegenstandes, der eine innere Widerstandsechicht lind einen äußeren isolierenden Oberfläohenbelag auf-. weist, sowie zur Messung der Stromdurchlässigkeit ei-, nes Metallteiles oder einer Metallschicht, die einen auf einem Metallrahmen befestigten Isolationskörper bedeckt und von einer Isolationsschicht abgedeokt ist, mit einem auf die Oberfläche des Gegenstandes aufsetz-, baren Sensor, der eine zylindrische Zentralelektrode und eine äußere Ringelektrode koaxial zur Zentralelektrode (1) aufweist) mit einer zwischen die Zentralelektrode und die Außenelektrode anlegbaren Wechsel-. Spannungsquelle zur Erzeugung eines Stroaflusses entweder zwischen der Zentral- und der Außenelektrode oder zwischen der Zentralelektrode und Masse, der über einen Belastungswiderstand geführt ist, dessen Spannungsabfall genessen wird; gekennzeichnet durch eine Schaltung zum Messen der zwischen koaxialen Zwischenelektroden (2, 3) auftretenden Spannung und zur Bildung einer phasengleichen Komponente dieser Zvischenelektrodenspannung (V, ) ■it der Spannung (7 -.) am Lastwiderstand (15)? und durch eine Teilerstufe (112, 212) zum Dividieren des Spannungekomponentenwertes durch die andere Spannung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenelektröden (2, 3) bis auf ihre Anlageseite von einer Bogenelektrode (12, 13) umgeben sind, die über

.2

- Verstärkeretufen (105» 1θ6) auf das gleiche Potential wie die Zwischenelektrode!! gebracht. Bind.

3- Vorrichtung nach Ansprach 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralelektrode (1) und die Außenelektrode (4) »it Ausnahme ihrer Anlageseite von Hantelelektroden (11, I4) umgeben sind, die auf einem bestimmten Potential gehalten sind.

4· Vorrichtung naoh einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralelektrode (1) und die Zwieohenelektroden (2, 3) in einer gleiohen Ebene (5) und die äußere Elektrode (4) in einer dazu etwas zurückversetzten zweiten Ebene (6) angeordnet sind, so daß die äußere Elektrode (4) gegenüber der Oberfläche des zu messenden Gegenetamdes eime Impedanz aufweist, die größer ist als die Impedanzen der Zentralelektrode (1) und der ZwiBchenelektroden (2, 3), dergestalt, daß der zwischen der äußeren Elektrode und der Zemtralelektr*cLe auftretende Strem in Phasenquadratur zu der Tersorgungsweehselspannung ist'. ·

5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, daduroh gekennzeichnet, daß auch die Enden der Begenelektroden . (12, 13) und der Mantelelektroden (11, Η) in der gleichen Ebene (5) wie die Zentraielektrode (1) und die Zvieohenelektroden (2, 3) liegen. -

6. Vorrichtung naoh Anspruch 1, zum Hessen der Stromdurch-

läasigkeit eines Metallteiles oder einer Metallschicht, die einen auf einen Hetallrahsen befestigten Ieolationskörper "bedeckt und von einer Isolationsschicht abgedeckt ist, in Bezug auf die Masse des Gegenstandes* wobei die Versorgungs-Veohselspannung zwischen die Zentralelektrode und Masse gelegt ist und die Meßspannung zwischen der äußeren Elektrode und Masse abgenommen wird, gekennzeichnet durch eine Schaltung zur Bildung von.zwei Komponenten der zwischen der äußeren Elektrode und den Masseanschluß auftretenden Meßspannung, von denen die eine Komponente in Phase mit den im Gegenstand und über den ' ■ !testwiderstand (15) fließenden Strom und die andere . Komponente in Phasenquadratur alt diesem Stron ist, und gekennzeichnet durch eine Schaltung (212, 212*) zum Teilen der Spannungskenponenten durch die Lastwiderstandsspannung und zum Vergleichen der beiden dividierten Span- - nungen mit zwei vorgegebenen Spannungewerten.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor zwischenelektrodenfrei ausgebildet ist und die Zentralelektrode (1) in einer gegenüber der äußeren Elektrode (4) zurückgesetzten Ebene angeordnet ist, so daß die kapazitive Impedanz, der Zentralelektrode (1) mit der Widerstandseohicht größer ist als diejenige der äußeren Elektrode (4). .