DE2063755B2

DE2063755B2 - TRANSMITTER

Info

Publication number: DE2063755B2
Application number: DE19702063755
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Katterloher, Reinhard, 8011 Forstinning
Priority date: 1970-12-24
Filing date: 1970-12-24
Publication date: 1972-06-29
Also published as: DE2063755A1

Description

Derartige, bisher hauptsächlich zur Messung von Such, so far mainly for the measurement of

Flüssigkeitsständen benutzte Meßumformer sind bekannt. So ist z. B. aus der deutschen Patentschrift 449 533 eine die jeweilige Flüssigkeitsmenge über den Flüssigkeitsstand messende elektrische Einrichtung bekannt, bei der mehrere als erste elektrische Verbindungsleitungen wirkende Elektroden in ein Flüssigkeitsstandrohr hineinragen, die je nach Höhe des Flüssigkeitsspiegels in diesem Standrohr durch die Flüssigkeit selbst untereinander und auch mit einer allen Elektroden gemeinsamen elektrischen Zu leitung verbunden werden, die an dem leitenden Gehäuse des Flüssigkeitsstandrohres angeschlossen ist.Transmitters used for liquid levels are known. So is z. B. from the German patent specification 449 533 a respective amount of liquid over Known electrical device measuring the liquid level, in which several Electrodes acting as first electrical connection lines in a liquid standpipe protrude, depending on the height of the liquid level in this standpipe the liquid itself with each other and also with a common to all electrodes electrical line to be connected to the conductive housing of the liquid standpipe connected.

Ähnliche Einrichtungen sind auch aus der deutschen Patentschrift 1 166497 und aus der deutschen Aus legeschrift 1 119 531 bekannt, bei der ebenfalls zumindest bei bestimmten Betriebszuständen in ein flüssiges und elektrisch leitendes Medium hineinragende Elektroden durch das Medium selbst miteinander elektrisch verbunden werden. Similar devices are also from the German patent specification 1 166497 and from the German Aus Legeschrift 1 119 531 known, also in the at least under certain operating conditions into a liquid and electrically conductive one Electrodes protruding into the medium are electrically connected to one another by the medium itself will.

Außerdem sind zur Lösung der gleichen Aufgabe Einrichtungen bekannt, bei denen mehrere einander jeweils gegenüberstehende Sender und Empfänger durch eine Flüssigkeit, deren jeweiliger Flüssigkeitsstand überwacht werden soll, so miteinander verbunden werden, daß eine Ultraschall- oder aber radioaktive Strahlungsverbindungen zwischen den sich jeweils gegenüberstehenden Sendern und Empfängern geschlossen oder aber unterbrochen wird (vgl. deutsche Auslegeschrift 1 066 369 und USA.-Patentschrift 2 933 601). In addition, facilities are known to solve the same problem, in which several mutually opposing transmitters and receivers through a liquid, the respective liquid level of which is to be monitored, so with one another be connected that an ultrasonic or radioactive radiation compounds closed between the respective opposing senders and receivers or is interrupted (see German Auslegeschrift 1 066 369 and USA.-Patent 2 933 601).

Diese bekannten Einrichtungen haben alle das Merkmal gemeinsam, daß ein in seinen Abmessungen zu überwachendes Medium, also z. B. dessen jeweiliger Flüssigkeitsstand, eine Verbindung oder aber Unterbrechung zwischen mindestens zwei miteinander korrespondierenden Einrichtungen bewirkt, von denen jeweils eine als Sender und die andere als Empfänger aufzufassen ist. These known devices all have the feature in common that a medium to be monitored in its dimensions, so z. B. its respective Fluid level, a connection or an interruption between at least two causes corresponding institutions, each of which as The sender and the other is to be regarded as the recipient.

Sollen dagegen die Abmessungen in bestimmten Schichtdicken vorliegender Medien überwacht werden, die unterschiedlichste physikalische Eigenschaften aufweisen, so sind die bisher bekannten Einrichtungen nur bedingt geeignet, da das gerade zu überwachende Medium ein elektrischer Nichtleiter, ein guter Ultraschalleiter und auch z. B. ein radioaktive Strahlung in gleicher Weise wie z. B. Luft übertragendes Medium sein kann, so daß keine Verbindung oder Unterbrechung durch das Medium selbst bewirkt werden kann. On the other hand, should the dimensions be present in certain layer thicknesses Media are monitored that have a wide variety of physical properties, the previously known facilities are only suitable to a limited extent, as this is too monitoring medium an electrical non-conductor, a good ultrasonic conductor and also z. B. a radioactive radiation in the same way as z. B. Air transmitting Can be medium, so that there is no connection or interruption by the medium itself can be effected.

Soll z. B. der jeweilige Abbrand eines Feststoff-oder sogenannten Hybrid-Raketentriebwerks während seines Betriebs laufend bestimmt werden, eignen sich die bekannten Einrichtungen selbst in einer auf die besonderen Erfordernisse eines Raketentriebwerks angepaßten Form nicht. Should z. B. the respective burn-up of a solid or so-called Hybrid rocket engine to be continuously determined during its operation, are suitable the known facilities themselves in one to the special requirements a rocket engine adapted shape.

Zur Lösung dieser Aufgabe wurde vielmehr eine elektrische Meßsonde aus zwei aus einem Widerstandsmaterial bestehenden Drähte bekannt, die z. B. Rather, an electrical measuring probe was used to solve this problem known from two wires made of a resistance material, the z. B.

miteinander verdrillt in den festen Raketentreibstoff eingegossen sind (vgl. EI. Selzer, »Die Untersuchung des Abbrandmechanismus fester Raketentreibstoffe«, DFL-Mitteilungen, 196614). Diese Drähte sind dabei so angeordnet, daß sie sich in der Richtung erstrecken, in der der Abbrand des festen Treibstoffs stattfindet, also sich die Schichtdicke des Treibstoffs vermindert. Beim Abbrand des Treibstoffs verkürzen sich die beiden Drähte laufend, wobei sich eine beide Drähte elektrisch verbindende Schmelzperle aus- bildet. Durch die laufende Verkürzung der Drähte verringert sich ihr elektrischer Widerstand, der damit ein direktes Maß für die jeweilige Abbrandrate des festen Treibstoffs ist. Bei der durch Schmelzen der Widerstandsdrähte auftretenden Widerstandsverkleinerung kann jedoch die sich ausbildende Schmelzperle zwischendurch immer wieder fortgerissen werden, so daß infolge einer zeitweise immer wieder kurzzeitig fehlenden elektrischen Verbindung zwischen den beiden Drähten der jeweils gemessene Widerstand unendlich groß wird.Twisted together, poured into the solid rocket fuel are (cf. EI. Selzer, "The investigation of the combustion mechanism of solid rocket propellants", DFL communications, 196614). These wires are arranged so that they are in extend in the direction in which the combustion of the solid fuel takes place, so the layer thickness of the fuel is reduced. When the fuel burns up The two wires shorten continuously, whereby both wires become electrically connecting melting bead forms. Reduced by the ongoing shortening of the wires their electrical resistance, which is a direct measure of the respective burn rate of solid propellant. In the case of the melting of the resistance wires However, the melting bead that forms in between can reduce the resistance be torn away again and again, so that as a result of a time and again briefly lack of electrical connection between the two wires of each measured Resistance becomes infinitely great.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen neuen Meßumformer zu schaffen, mit dem in einfacher und zuverlässiger Weise in jedem Augenblick die jeweilige Abmessung eines seine Abmessungen fortlaufend verkleinernden Mediums, das einen relativ hohen elektrischen Widerstand hat, je nach der gewünschten Genauigkeit bzw. Auflösung entweder schrittweise oder aber kontinuierlich gemessen werden kann. The object of the invention is therefore to create a new measuring transducer, with which the respective dimension in a simple and reliable way at every moment a medium continuously reducing its dimensions, which has a relatively high electrical resistance, depending on the desired accuracy or resolution can be measured either gradually or continuously.

Diese Aufgabe ist bei einem Meßumformer der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß mindestens zwei der in dem Medium angeordneten und von diesem elektrisch unabhängigen elektrischen Verbindungen bei einer in Meßrichtung erfolgenden Abtragung des gegenüber diesen Verbindungen einen ausreichend großen elektrischen Widerstand aufweisenden Mediums unterbrechbar sind. In the case of a measuring transducer of the type mentioned above, this is the task solved according to the invention in that at least two of the arranged in the medium and electrical connections that are electrically independent of this in the case of one in the measuring direction taking place removal of the compared to these connections a sufficiently large electrical resistance exhibiting medium are interruptible.

Dieser neue gemäß der Erfindung ausgebildete und im weiteren als elektrische Meßsonde bezeichnete Meßumformer arbeitet nut einer Mehrzahl elektrischer Verbindungen, die bei der infolge äußerer Einwirkungen erfolgenden Abtragung und Verkleinerung eines auch elektrisch nichtleitenden Mediums, dessen Abmessungen zu überwachen sind, nacheinander unterbrochen werden. Diese elektrischen Verbindungen sind je nach dem gewünschten funktionellen Zusammenhang zwischen der tatsächlich auftretenden Verkleinerung der Abmessungen und dem dieser entsprechenden elektrischen Signal geometrisch derart angeordnet, daß fortlaufend bei der Verkleinerung der Abmessungen eine elektrische Verbindung nach der anderen zerstört, d. h. aufgetrennt wird. Da alle nicht mit der gemeinsamen Zuleitung verbundenen Enden der einzelnen elektrischen Verbindungen aus der Meßzone herausgeführt sind, ist das Auftrennen jeder einzelnen dieser Verbindungen z. B. mit Hilfe von zwischen den einzelnen Verbindungen eingeschalteten Widerständen in analoger oder aber in digitaler Form meßbar. This new trained according to the invention and further as electrical measuring probe called transducer operates nut a plurality of electrical Compounds that occur as a result of the erosion and Reduction of a medium that is also electrically non-conductive, its dimensions increasing are to be interrupted one after the other. These electrical connections are depending on the desired functional relationship between the actually occurring reduction of the dimensions and this corresponding electrical Signal geometrically arranged in such a way that continuously with the reduction in size Dimensions destroy one electrical connection after the other, d. H. separated will. Since all not connected to the common supply line ends of the individual electrical connections are led out of the measuring zone, is the separation each of these compounds z. B. with the help of between the individual connections Switched resistors can be measured in analog or digital form.

Die elektrische Meßsonde ist besonders einfach herzustellen, wenn gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung die elektrischen Verbindungen auf einer elektrisch isolierenden Grundplatte als gedruckte Leitungszüge aufgebracht sind. The electrical measuring probe is particularly easy to manufacture if according to a particular embodiment of the invention, the electrical connections applied to an electrically insulating base plate as printed cable runs are.

Bei einer solchen Realisierung der elektrischen Meßsonde in Form einer gedruckten Schaltung sind eine Vielzahl einzelner elektrischer Verbindungen mit minimalem Abstand zueinander sehr genau herzustellen, so daß eine Meßsonde großen Auflósungsvermögen und großer Genauigkeit erhalten wird. Bei bestimmten Anwendungen kann dabei die Grundplatte aus dem gleichen Material hergestellt sein wie das Medium, dessen Abmessungen zu überwachen sind. With such a realization of the electrical measuring probe in the form A printed circuit board consists of a multitude of individual electrical connections to produce very precisely with a minimal distance to each other, so that a measuring probe large Resolving power and great accuracy is obtained. In certain applications the base plate can be made of the same material as the medium, whose dimensions are to be monitored.

Gemäß unterschiedlicher Ausführungsformen die ser Meßsonden sind die geometrischen Orte als Kurvenschar oder als Scharen abgewinkelter Geraden ausgebildet. Je nachdem, welche sich verkleinernden Abmessungen eines Mediums überwacht werden sollen, können die einzelnen elektrischen Verbindungen bzw. die diese Verbindungen darstellenden Leitungsstücke, kurvenförmig oder als in bestimmter Weise abgewinkelte Geraden, z. B. auf einer gedruckten Leitungsplatte angeordnet werden, um so die Zerstörung einzelner Leitungsverbindungen an ganz bestimmten Orten innerhalb des zu überprüfenden Mediums erreichen zu können. According to different embodiments, these are measuring probes the geometric locations as a set of curves or as a set of angled straight lines educated. Depending on which diminishing dimensions of a medium are monitored should, the individual electrical connections or these connections line pieces, curved or as angled in a certain way Straight lines, e.g. B. be placed on a printed wiring board so as to Destruction of individual line connections at very specific locations within the to be able to reach the medium to be checked.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die aus der Meßzone herausgeführten Enden der elektrischen Verbindung derart mit mehreren hintereinandergeschalteten Meßwiderständen verbunden, daß jeweils benachbarte elektrische Verbindungen über je einen Meßwiderstand miteinander verbunden sind, wobei die beiden Anschlüsse der Widerstandskette als Meßanschlüsse dienen. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung werden also die jeweiligen Abmessungen des Mediums in Form von elektrischen Widerstandswerten ermittelt. So sind z. B. bei unzerstörten Leitungsverbindungen alle Meßwiderstände über die Leitungsverbindungen kurzgeschlossen, so daß bei Zerstörung einer einzelnen Leitungsverbindung jeweils einer der Meßwiderstände eingeschaltet wird. Ist die aus den hintereinandergeschalteten Meßwiderständen gebildete Widerstandskette im Brückenzweig einer herkömmlichen Widerstandsbrücke angeordnet, so sind die in jedem Augenblick noch vorhandenen Abmessungen des Mediums in Form einer treppenförmigen Kurve feststellbar. According to a further embodiment of the invention, from the Measurement zone led out ends of the electrical connection in such a way with several series-connected Measuring resistors connected that each adjacent electrical connections via a measuring resistor are connected to each other, the two connections of the Resistance chain serve as measuring connections. In this embodiment of the invention are the respective dimensions of the medium in the form of electrical resistance values determined. So are z. B. all measuring resistors with undamaged line connections short-circuited via the line connections, so that if a single one is destroyed Line connection in each case one of the measuring resistors is switched on. Is the Resistance chain formed from the series-connected measuring resistors im Bridge arm of a conventional resistor bridge, so are those in each Moment still existing dimensions of the medium in the form of a staircase Curve detectable.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können diese Meßwiderstände und auch eine diese Meßwiderstände enthaltende Brückenschaltung als integrierte Schaltung unmittelbar auf der auch die Meßsonde bildenden gedruckten Schaltungsplatte aufgebracht werden. According to a further embodiment of the invention, these measuring resistors and also an integrated bridge circuit containing these measuring resistors Circuit directly on the printed circuit board which also forms the measuring probe be applied.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann bei Parallelschaltung einer Serienschaltung aus Widerstand und Kondensator zu den einzelnen Meßwiderständen der elektrischen Verbindungen das bei der Zerstörung der einzelnen elektrischen Verbindungen auftretende Signal unmittebar differenziert werden, so daß an dem mit dem Kondensator in Reihe geschalteten Widerstand ein impulsförmiges Signal abgenommen werden kann. According to another embodiment of the invention, when connected in parallel a series connection of resistor and capacitor to the individual measuring resistors the electrical connections that in the destruction of the individual electrical Connections occurring signal can be differentiated immediately, so that at the with a pulse-shaped signal is taken from the capacitor connected in series can be.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Anzahl der elektrischen Verbindungen der elektrischen Meßsonde unendlich groß und der Abstand benachbarter geometrischer Orte differentiell klein, wobei sich sowohl die gemeinsame Zuleitung als auch eine alle hinauszuführenden Enden der ersten elektrischen Verbindungen zusammenfassende elektrische Leitung über mindestens einen Teil der Meßzone erstrecken. According to another embodiment of the invention, the number is the electrical connections of the electrical measuring probe are infinitely large and the distance neighboring geometrical locations differentially small, whereby both the common Supply line as well as one of the ends of the first electrical connections to be led out summarizing electrical line extend over at least part of the measuring zone.

Bei dieser Ausführungsform der elektrischen Meßsonde sind keine noch voneinander trennbaren diskreten elektrischen Leitungen mehr vorgesehen, sondern alle elektrischen Verbindungen zu einer Leiterschicht zusammengefaßt, die vorzugsweise eine aus einem elektrischen Widerstandsmaterial gebildete Schicht ist. Eine solche elektrische Widerstandssonde hat gegenüber der ersten Ausführungsform der Erfindung mit einzelnen elektrischen Leitungsverbindungen den Vorteil, daß mit ihr eine kontinuierliche elektrische Messung der jeweiligen Abmessungsänderungen und z. B. mit Hilfe eines auf der Meßsonde vorgesehenen elektrischen Differenzierglieds auch der Änderungsgeschwindigkeit möglich ist. Auch diese aus einer Widerstandsschicht gebildete elektrische Meßsonde wird in dem zu überwachenden Medium so angeordnet, daß bei einer Verkleinerung der Abmessung dieses Mediums fortlaufend ein Teil dieser Widerstandsschicht zerstört und damit der elektrische Widerstand der noch verbleibenden Schicht laufend vergrößert wird. Andererseits erlaubt eine solche als Widerstandsschicht ausgebildete elektrische Meßsonde keine genaue Feststellung des jeweiligen Verlaufs der Abmessungsänderungen an der einer Verkleinerung unterworfenen Grenzfläche des Mediums, da z. B. eine einschnittförmige Zerstörung der Widerstandsschicht auf den Gesamtwiderstand der Schicht eine etwa gleiche Wirkung hat wie eine gleichmäßige Zerstörung über die gesamte Breite der angegriffenen Kante der Meßsonde. In this embodiment of the electrical measuring probe there are none discrete electrical lines separable from one another are provided rather all electrical connections are combined into a conductor layer, which is preferably is a layer formed from an electrically resistive material. Such electrical resistance probe has compared to the first embodiment of the invention with individual electrical line connections the advantage that with it a continuous electrical measurement of the respective dimensional changes and z. B. with the help of a on the probe provided electrical differentiator also the rate of change is possible. This electrical measuring probe, which is also formed from a resistive layer is arranged in the medium to be monitored so that when the Dimension of this medium continuously destroys part of this resistance layer and thus the electrical resistance of the remaining layer increases continuously will. On the other hand, such a resistive layer allows electrical Measuring probe does not provide an exact determination of the respective course of the dimensional changes at the interface of the medium subjected to a reduction, since e.g. Legs incision-shaped destruction of the resistance layer on the total resistance of the Layer has about the same effect as a uniform destruction over the total width of the attacked edge of the measuring probe.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung ist zur Erzielung einer bestimmten funktionellen Abhängigkeit zwischen elektrischem Ausgangssignal und auftretenden Abmessungsänderungen des Mediums mindestens eine der mit den Anschlüssen verbundenen Leitungen so angeordnet und/oder die Widerstandsschicht elektrisch so ausgebildet, daß sich zwischen den beiden Leitungen eine über die Meßzone inhomogene Stromverteilung ergibt. According to a further configuration of this second embodiment the invention is to achieve a certain functional dependency between electrical output signal and any dimensional changes in the medium that occur at least one of the lines connected to the connections is arranged in this way and / or the resistance layer electrically designed so that between the two lines one over the Measurement zone results in inhomogeneous current distribution.

Die Erfindung wird an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Im einzelnen zeigt F i g. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßsonde, die elektrisch mit einer Widerstandsmeßbrücke verbunden ist, F i g. 2 schematisch den funktionellen Zusammenhang zwischen der am Ausgang der Meßbrücke abnehmbaren elektrischen Spannung und der Größe der jeweils zu überwachenden Abmessung eines Mediums, F i g. 3 und 4 andere Ausführungsformen der Meßsonde, bei denen die elektrischen Verbindungen geometrisch in unterschiedlicher Weise angeordnet sind, F i g. 5 eine Meßsonde, bei der integrierte Meßwiderstände unmittelbar auf der Meßsonden-Grundplatte aufgebracht sind, Fig. 6 eine elektrische Meßsonde, bei der die in Fig. 1 gezeigte Brückenschaltung als integrierte Schaltung ebenfalls auf der die einzelnen Leitungsverbindungen tragenden Grundplatte aufgebracht ist, F i g. 7 eine Meßsonde, bei der als integrierte Schaltung ein Differenzierglied auf der die elektrische Verbindung tragenden Grundplatte angeordnet ist, F i g. 8 eine Meßsonde, die eine homogene Widerstandsschicht an Stelle der diskreten elektrischen Verbindungen aufweist, und Fig. 9 eine Meßsonde der in Fig. 8 gezeigten Art, bei der jedoch eine der die Widerstandsschicht mit den beiden elektrischen Anschlüssen verbindenden Leitungen geometrisch so auf der Widerstandsschicht angeordnet ist, daß nur eine asymmetrische Meßsonde elektrisch wirksam ist. The invention is based on the embodiments shown in the drawing explained in more detail. In detail, FIG. 1 shows a first embodiment of the invention Measuring probe which is electrically connected to a resistance bridge, F i g. 2 schematically the functional relationship between the one at the output of the measuring bridge removable electrical voltage and the size of the dimension to be monitored of a medium, FIG. 3 and 4 other embodiments of the measuring probe, in which the electrical connections are geometrically arranged in different ways, F i g. 5 a measuring probe with integrated measuring resistors directly on the measuring probe base plate are applied, FIG. 6 shows an electrical measuring probe in which the one shown in FIG Bridge circuit as an integrated circuit also on the individual line connections load-bearing base plate is applied, F i g. 7 a measuring probe, in which as an integrated Circuit a differentiator on the base plate carrying the electrical connection is arranged, F i g. 8 a measuring probe that attaches a homogeneous resistance layer Place of the discrete electrical connections, and Fig. 9 a measuring probe of the type shown in Fig. 8, but in which one of the resistive layer with the lines connecting the two electrical connections geometrically so on the Resistance layer is arranged that only an asymmetrical measuring probe electrically is effective.

Eine in F i g. 1 dargestellte elektrische Meßsonde 1 weist mehrere rechtwinklig angeordnete elektrische Leitungszüge 11, 12, 13, 14 und 15 auf, deren jeweils eines Ende so mit einer gemeinsamen Zuleitungl6 verbunden ist, daß sich mit jeweils gleichem Abstand zueinander angeordnete, ineinander eingeschriebene Rechtecke ergeben, die in Fig. 1 nach unten jeweils offen sind. Die nicht mit der Leitung 16 verbundenen Enden der elektrischen Leitungen 11, 12, 13, 14 und 15 sind auf je einen Anschluß 21, 22, 23, 24 und 25 geführt, die zusammen mit einem mit der Zuleitung 16 verbundenen Anschluß 26 die Meßanschlüsse der Meßsonde 1 bilden. An diesen Meßanschlüssen ist eine aus vier Widerständen RX, R2, R3 und R4 aufgebaute Widerstandsmeßbrücke derart angeschlossen, daß in dem den Widerstand R1 enthaltenden Brückenzweig eine aus einzelnen Meßwiderständen Rll, Rl2, R13 usw. gebildete Widerstandskette mit den Meßanschlüssen 21, 22, 23, 24, 25 und 26 der Meßsonde 1 so verbunden ist, daß jeweils ein Meßwiderstand zwischen zwei benachbarten Meßanschlüssen der Meßsonde liegt. One shown in FIG. 1 shown electrical measuring probe 1 has several at right angles arranged electrical lines 11, 12, 13, 14 and 15, whose in each case one end is connected to a common supply line 16 that each with the same distance from one another arranged, inscribed one inside the other Rectangles result, which in Fig. 1 according to are open at the bottom. The ends of the electrical lines 11, 12, which are not connected to the line 16, 13, 14 and 15 are each led to a connection 21, 22, 23, 24 and 25, which together with a connection 26 connected to the supply line 16, the measuring connections of the measuring probe 1 form. At these measuring connections there is one of four resistors RX, R2, R3 and R4 built resistance bridge connected in such a way that the resistance R1 containing a bridge branch consisting of individual measuring resistors Rll, Rl2, R13 etc. formed resistance chain with the measuring terminals 21, 22, 23, 24, 25 and 26 of the Measuring probe 1 is connected so that in each case a measuring resistor between two adjacent Measuring connections of the measuring probe.

Die Meßsonde 1 ist in hier nicht näher dargestellter Weise in ein Medium derart eingebettet, daß bei einer Verkleinerung der Abmessungen dieses Mediums, in F i g. 1 von oben nach unten, die einzelnen elektrischen Verbindungen der Meßsonde 1 zerstört, d. h. aufgetrennt werden. Wie durch den neben der Meßsonde 1 in F i g. 1 dargestellten Pfeil gezeigt, wird bei einer linderung der zu überwachenden Abmessung eines Mediums um einen Betrag d r jeweils eine der elektrischen Leitungen zerstört. The measuring probe 1 is in a manner not shown here in a Medium embedded in such a way that if the dimensions of this medium are reduced, in Fig. 1 from top to bottom, the individual electrical connections of the measuring probe 1 destroyed, d. H. be separated. As by the addition to the measuring probe 1 in F i G. The arrow shown in FIG. 1 is shown in the event of an alleviation of the to be monitored Dimension of a medium by an amount d r each of the electrical lines destroyed.

Die elektrische Widerstandsbrücke ist durch z. B. The electrical resistance bridge is by z. B.

einander gleiche Brückenwiderstände R1 R2, R3 und R4 bei noch unbenutzter Meßbrücke, d. h., alle auf ihr befindlichen elektrischen Leitungsverbindungen sind unzerstört, genau abgeglichen, so daß die Ausgangsspannung Um der Meßbrücke, wie aus F i g. 2 zu ersehen ist, gleich Null ist. Bei der fortlaufenden Verkleinerung der zu ermittelnden Abmessung des Mediums wird nun eine Leitungsverbindung nach der anderen zerstört, wodurch dem Brückenwiderstand R die Meßwiderstände R11 R12 R13 usw. in Serie hinzugeschaltet werden, wodurch, wie sich aus F i g. 2 ergibt, mit wachsender Änderung r der zu überwachenden Abmessung die Meßspannung Um treppenförmig ansteigt. Aus den F i g. 1 und 2 ist sofort zu ersehen, daß die Abstandsmessung um so genauer und ihre Auflösung um so größer wird, je mehr elektrische Verbindungen auf der Meßsonde 1 vorgesehen sind.equal bridge resistances R1, R2, R3 and R4 if they are not yet used Measuring bridge, d. that is, all electrical line connections on it are undamaged, precisely balanced, so that the output voltage Um of the measuring bridge, like from Fig. 2 can be seen is zero. With the continuous reduction the dimension of the medium to be determined is now a line connection the other destroyed, whereby the bridge resistor R the measuring resistors R11 R12 R13 etc. are connected in series, whereby, as can be seen from FIG. 2 results, as the change r in the dimension to be monitored increases, the measurement voltage Um is stepped increases. From the F i g. 1 and 2 can be seen immediately that the distance measurement The more electrical connections, the more precise and the greater their resolution are provided on the measuring probe 1.

In den Fig. 3 und 4 sind andere Ausführungsformen der in Fig. 1 gezeigten Meßsonde 1 dargestellt, bei denen die elektrischen Leitungsverbindungen 11', 12', 13', 14', und 15' z. B. bogenförmig oder aber in Fig. 4 als Leitungsverbindungen 11", 12", 13", 14", und 15" als in einem bestimmten Winkel abgewinkelte Geraden angeordnet sind. Je nach Ausbildung der Meßstellen bzw. der zu erwartenden Art der Abmessungsänderungen können beliebige geometrische Anordnungen der Leitungszüge für eine solche Meßsonde 1 gewählt werden. 3 and 4 are other embodiments of that shown in FIG Measuring probe 1 shown, in which the electrical line connections 11 ', 12', 13 ', 14', and 15 'e.g. B. arcuate or in Fig. 4 as line connections 11 ", 12", 13 ", 14", and 15 "as straight lines angled at a certain angle are arranged. Depending on the design of the measuring points or the type of expected Dimensional changes can be any geometric arrangement of the cable runs can be selected for such a measuring probe 1.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform der Meßsonde 1 schematisch dargestellt, bei der die in F i g. 1 gezeigten Meßwiderstände Rll, Rl2, R13 usw. der Meßbrücke unmittelbar auf der Meßsonde selbst als integrierte Widerstände Rll, Rl2, Rl3, Rl4 und R15 angeordnet sind. Diese Ausführungsform hat gegenüber der in Fig. 1 gezeigten den Vorteil, daß lediglich zwei Anschlüsse 21' und 26' der Meßsonde 1 herausgeführt werden müssen, die in analoger Weise zu Fig. 1 z. B. an eine elektrische Widerstandsbrücke angeschlossen werden können. In Fig. 5, an embodiment of the measuring probe 1 is shown schematically, in which the in F i g. 1 shown measuring resistors Rll, Rl2, R13 etc. of the measuring bridge directly on the measuring probe itself as integrated resistors Rll, Rl2, Rl3, Rl4 and R15 are arranged. This embodiment differs from that shown in FIG the advantage that only two connections 21 'and 26' of the measuring probe 1 lead out must be carried out in a manner analogous to FIG. 1 z. B. to an electrical resistance bridge can be connected.

Wie in F i g. 6 dargestellt, kann bei einer anderen Ausführungsform der Meßsonde 1 die gesamte in Fig. 1 gezeigte Meßbrücke als integrierte Schaltung auf der die Meßsonde tragenden Grundplatte aufgebracht werden, wodurch die komplette Meßsonde mit Brückenschaltung in einfacher Weise an entsprechende Meßgeräte angeschaltet und gegen entsprechende Geberschaltungen ausgetauscht werden kann. Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform der Meßsonde 1 sind die den übrigen Figuren entsprechenden Bauelemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. As in Fig. 6, in another embodiment the measuring probe 1, the entire measuring bridge shown in Fig. 1 as an integrated circuit on the base plate carrying the measuring probe are applied, whereby the complete Measuring probe with bridge circuit connected in a simple manner to appropriate measuring devices and can be exchanged for appropriate encoder circuits. In the case of the in Fig. The embodiment of the measuring probe 1 shown in FIG. 6 are those corresponding to the other figures Components are each provided with the same reference numerals.

Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform der Meßsonde 1 ist ein weiterer Widerstand R5 mit einem Kondensator C in Serie geschaltet, wobei die Meßsonde 1 mit ihren integrierten Meßwiderständen R11, bis R15, dieser Serienschaltung parallel geschaltet ist. Zwischen Kondensator C und Widerstand R5 ist dabei ein die Anderung des Abstandes r angebendes impulsförmiges Signal abnehmbar. Die Parallelschaltung wird über einen Strombegrenzungswiderstand R6 und Anschlüsse 27 und 28 der Meßsonde gespeist, während an einem weiteren Anschluß 29 das impulsförmige Signal abnehmbar ist. In the embodiment shown in FIG. 7, the measuring probe 1 is another resistor R5 connected in series with a capacitor C, the Measuring probe 1 with its integrated measuring resistors R11 to R15 of this series connection is connected in parallel. There is a between capacitor C and resistor R5 the change in the distance r indicating the pulse-shaped signal can be removed. The parallel connection is via a current limiting resistor R6 and connections 27 and 28 of the measuring probe fed, while at a further connection 29, the pulse-shaped signal can be removed is.

In F i g. 8 ist eine der in F i g. 1 dargestellten Meßsonde 1 entsprechende Meßsonde 1' gezeigt, bei der jedoch keine einzelnen elektrischen Leitungsverbindungen mehr vorhanden sind, sondern diese vielmehr zu einer unendlich viele dieser Leitungsverbindungen darstellenden homogenen Widerstandsschicht 10 zusammengefaßt sind. In Fig. 8 is one of the types shown in FIG. 1 shown measuring probe 1 corresponding Measuring probe 1 'shown, in which, however, no individual electrical line connections there are more, but rather these lead to an infinite number of these line connections representing homogeneous resistance layer 10 are summarized.

Die Seitenkanten dieser Widerstandsschicht 10 sind über vorzugsweise sich über die gesamte Meßzone erstreckende Leitungsverbindungen 16 und 17 mit den Meßanschlüssen 21 und 26 der Meßsonde 1 elektrisch verbunden. Die Funktionsweise dieser Meßsonde entspricht genau der der in F i g. 1 gezeigten, wobei jetzt bei wachsender Verkleinerung des zu überwachenden Abstandes der zwischen den Meßanschlüssen 21 und 26 meßbare elektrische Widerstand der Widerstandsschicht 10 sich laufend vergrößert. The side edges of this resistive layer 10 are preferably over over the entire measuring zone extending line connections 16 and 17 with the Measuring connections 21 and 26 of the measuring probe 1 are electrically connected. How it works this measuring probe corresponds exactly to that in FIG. 1 shown, with now at increasing reduction of the distance to be monitored between the measuring connections 21 and 26 measurable electrical resistance of the resistance layer 10 continuously enlarged.

In Fig. 9 ist eine andere Ausführungsform der in F i g. 8 dargestellten Widerstandssonde 1' gezeigt, bei der z. B. die an dem Meßanschluß 26 angeschaltete elektrische Verbindung 16 der Widerstandsschicht 10 geometrisch so angeordnet ist, daß nur noch ein bestimmter Teil der Widerstandsschicht 10 zwischen den beiden Meßanschlüssen 21 und 26 elektrisch wirksam ist. Je nach der durch bestimmte Anordnung einer oder beider Verbindungen 16 und 17 gewählten geometrischen Form dieser allein noch elektrisch wirksamen Widerstandsschicht 10 kann ein gewünschter funktioneller Zusammenhang zwischen dem den jeweiligen elektrischen Widerstand der Widerstandsschicht 10 angebenden elektrischen - Signal und der augenblicklich vorhandenen Größe der zu überwachenden Abmessung des Mediums vorgewählt werden. Eine gleiche funktionelle Abhängigkeit ist auch durch eine bestimmte elektrische Ausbildung der Widerstands schicht 10 selbst zu erreichen, indem diese z. B. unterschiedlich stark oder aus unterschiedlichen Widerstandsmaterialien aufgebaut sind. In FIG. 9, another embodiment is shown in FIG. 8 shown Resistance probe 1 'shown in the z. B. the one connected to the measuring connection 26 electrical connection 16 of the resistance layer 10 is arranged geometrically so that that only a certain part of the resistance layer 10 between the two measuring connections 21 and 26 is electrically effective. Depending on the particular arrangement one or both connections 16 and 17 selected geometrical shape of this only electrical Effective resistance layer 10 can have a desired functional relationship between those indicating the respective electrical resistance of the resistance layer 10 electrical - signal and the current size of the one to be monitored Dimension of the medium can be preselected. The same functional dependency The resistance layer 10 is also due to a certain electrical configuration to achieve yourself by z. B. different degrees or from different Resistance materials are constructed.

Bei einer Zuordnung eines elektrischen Differenzierglieds, das z. B. ähnlich dem in Fig. 7 gezeigten aufgebaut sein kann, zu den in den F i g. 8 und 9 gezeigten Widerstandsmeßsonden ist am Ausgang des Differenzierglieds unmittelbar ein der Sinderungsgeschwindigkeit der zu überwachenden Abmessung entsprechendes Signal abnehmbar. When assigning an electrical differentiator that z. B. can be constructed similar to that shown in Fig. 7, to the in the F i g. 8 and 9 resistance measuring probes shown is directly at the output of the differentiating element one corresponding to the rate of decrease of the dimension to be monitored Detachable signal.

Durch diese gemäß der Erfindung angegebene neue Meßsonde kann in einfacher und genauer Weise eine jeweils gewünschte Abmessung eines Mediums fortlaufend überwacht werden. Die neue Meßsonde eignet sich dabei besonders zur Überwachung solcher Medien, bei denen z. B. durch Verschleiß oder aber, wie z. B. bei einem Raketentriebwerk, durch Abbrennen eine Verkleinerung einer ursprünglich vorhandenen Materialstärke stattfindet. So kann die Meßsonde z.B. auch zur laufenden Überwachung der Dicke eine Ablationsschicht bei Wiedereintrittskörpern in der Raumfahrt benutzt werden. Andererseits kann eine solche Meßsonde aber auch z. B. zur Überwachung der gerade noch vorhandenen Stärke eines Bremsbelages bei Fahrzeugen aller Art eingesetzt werden. By this specified according to the invention new measuring probe can in simple and precise way one each desired dimension of a Medium are continuously monitored. The new measuring probe is particularly suitable for this for monitoring such media, where z. B. by wear and tear or how z. B. in a rocket engine, by burning a reduction in size originally existing material thickness takes place. So can the probe e.g. also for the current Monitoring the thickness of an ablation layer in re-entry bodies in space travel to be used. On the other hand, such a probe can also be used, for. B. for monitoring the just remaining strength of a brake pad used in vehicles of all types will.

Claims

Claims: 1. Transmitter with at least three electrical Connections for determining the current dimension of one in at least one Direction of its dimensions reducing medium in which the electrical connections are spatially arranged so that they have different geometric points respectively Cover in the measuring direction and with a further acting as a common supply line electrical connection are electrically connected, their not being interconnected connected other ends led out of the measuring zone and attached to a measuring device are connected, d u r c h marked that at least two of the in the Medium arranged and electrically independent of this electrical connections (11, 12, 13, 14, 15, 16) when the opposite is carried out in the measuring direction these connections have a sufficiently large electrical resistance Medium are interruptible.

2. Transmitter according to claim 1, characterized in that the electrical Connections (11, 12, 13, 14, 15, 16) as printed cable runs on an electrical insulating base plate (2) are applied.

3. Transmitter according to claim 1 or 2, characterized in that the electrical connections are arranged in the form of a set of curves.

4. Transmitter according to claim 3, characterized in that the families of curves straight lines are angled.

5. Transmitter according to claim 4, characterized in that the first Connections (11, 12, 13, 14, 15) are arranged so that they are together with the as common supply line acting further connection (16) each one against the Shortening direction form an open rectangle that these rectangles are inscribed into one another are and that the associated with each of these rectangles, not with the other Connection (16) connected ends (21, 22, 23, 24, 25) of the first connections (11, 12, 13, 14, 15) serve as measuring connections.

6. Transmitter according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the ends (21 to 26) led out of the measuring zone are connected in such a way with several one behind the other Measuring resistors (R, 1, R12, ......) Are connected that each adjacent electrical Connections (11, 12, 13, 14, 15, 16) each via a measuring resistor (R1l, Rj2, R12, Rt4, R15) are connected to each other and that the two connections of the resistor chain (R11 to Rt5) serve as measuring connections.

7. Transmitter according to claim 6, characterized in that the measuring resistors (R1 to Rjs) as integrated resistors (R11, to R on the insulating base plate (2) are applied.

8. Transmitter according to claim 7, characterized in that the integrated Measuring resistors (Rtl 'to R15,) with additional integrated resistors (Rt' to R4,) on the base plate (2) are combined to form a bridge circuit.

9. Transmitter according to claim 6 or 7, characterized in that the two connections of the resistor chain (R11, to In ,, ') on a series circuit are connected from a further resistor (R5) and a capacitor (C) that the parallel connection formed in this way (R11 ,, R1., ', R, R14 ,, Rls, C, R5) of the first two Connections (27, 28) of the transmitter fed via a limiting resistor (R6) and that between a further between the capacitor (C) and the further Resistor (Rs) lying connection (29) and the one with the further resistor (R5) connected first connection (28) when reducing the size of the medium occurring pulse-shaped signal can be removed.

10. Transmitter according to claim 1, characterized in that the Number of electrical connections (11 to 15) is infinite and the distance neighboring geometric locations is differentially small, with both the common Supply line (16) as well as one of the ends (21 to 25) of the first to be led out electrical connections (11 to 15) summarizing further electrical line (16) extend over at least part of the measuring zone.

11. Transmitter according to claim 10, characterized in that the Measuring zone is formed by a homogeneous resistance layer (10).

12. Transmitter according to claim 10 or 11, characterized in that that to achieve a certain functional dependency between the output signal (Um) and occurring dimensional changes (r) of the medium at least one of the with the connections (21, 26) connected lines (16, 17) so arranged and / or the Resistance layer (10) is formed electrically so that between the two Lines (16, 17) result in an inhomogeneous current distribution over the measuring zone.

13. Transmitter according to one of claims 10 to 12, characterized in that that the transmitter has an electrical differentiating element connected to the connections (21, 26) (R5, C), at whose output (29) one of the rate of change of the Monitored dimension (r) dependent signal can be removed.

The invention relates to a transmitter with at least three electrical connections to determine the current dimensions of an in at least one direction its dimensions reducing medium in which the electrical Connections are spatially arranged so that they have different geometric Cover each point in the measuring direction and use one as a common lead acting further electrical connection are electrically connected, their not interconnected other ends led out of the measuring zone and on a measuring device are connected.