FACHGEBIET

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der textilen Qualitätsprüfung und bezieht sich auf eine kapazitive Sensorbaugruppe für ein Prüfgerät zur Prüfung von länglichem textilem Priifgut wie Garn, Vorgarn oder Faserband, gemäss dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs. Die Erfindung betrifft auch ein Prüfgerät zur Prüfung von länglichem textilem Prüfgut wie Garn, Vorgarn oder Faserband sowie ein Verfahren zur Prüfung von länglichem textilem Prüfgut wie Garn, Vorgarn oder Faserband mittels einer kapazitiven Sensorbaugruppe, gemäss den Oberbegriffen von weiteren Patentansprüchen. Ausserdem betrifft die Erfindung eine Verwendung eines einen ansteuerbaren elektrothermischen Wandlers als Stellglied zur Regelung einer Temperatur mindestens eines Teils einer kapazitiven Sensorbaugruppe für ein Prüfgerät zur Prüfung von länglichem textilem Prüfgut wie Garn, Vorgarn oder Faserband.

STAND DER TECHNIK

Vorrichtungen zur kapazitiven Untersuchung eines länglichen textilen Prüfgutes, wie z. B. eines Garns, eines Vorgarns oder eines Faserbandes, sind bekannt. Sie beinhalten einen Messspalt, durch den das Prüfgut in seiner Längsrichtung bewegt wird. Der Messspalt wird durch zwei zum Prüfgut parallele und beidseits des Prüfgutes angeordnete Flächen gebildet, denen Elektroden eines Messkondensators zugeordnet sind. Aufgrund von Messungen der Kapazität des Kondensators können Aussagen über Masse und/oder Material des im Kondensator befindlichen Prüfgutes gemacht werden.

Die US-6,072,319 A offenbart eine kapazitive Vorrichtung zum Messen von Eigenschaften eines textilen Produktes in einem Messspalt, in dem das textile Produkt eingeführt wird. Die Vorrichtung weist einen Messschaltkreis und einen Kompensationsschaltkreis auf. Mit dem letzteren lassen sich Störeinflüsse wie Feuchtigkeitsänderungen der im Messspalt befindlichen Luft oder ungewollte mechanische Änderungen der Messspaltbreite kompensieren. Der Messschaltkreis beinhaltet einen Messkondensator, dessen ebene Elektroden den Messspalt zur Aufnahme des Prüfgutes bilden, und Leitungen zu den Elektroden. Der Kompensationsschaltkreis beinhaltet einen ähnlich aufgebauten

Kompensationskondensator und entsprechende Leitungen. Die US-6,072,319 A zeigt auch eine Anordnung von mehreren Messspalten verschiedener Breite, die in einem einzigen Element gemeinsam angeordnet sind. Die Messspalte haben unterschiedliche Breiten, damit Produkte mit unterschiedlichen Durchmessern ausgemessen werden können.

Die GB-1 '476 ^* 203 A befasst sich mit dem Problem von Umwelteinflüssen, welche die Messresultate von textilen Prüfgeräten verfalschen können. Sie stellt fest, dass textile

Messkondensatoren äusserst empfindlich auf instabile Temperaturverhältnisse im Inneren und Äusseren des Prüfgerätes sind. Temperaturgradienten verformen Komponenten der Messkondensatoren. Ausserdem verfalschen auch Ablagerungen an den

Messkondensatoren die Messresultate. Zur Erhöhung der Langzeitstabilität des Prüfgerätes sieht die GB-1 '476'203 A einen Luftstrom vor, der die Kondensatorplatten der

Messkondensatoren kühlt und Ablagerungen verhindert.

Die US-3,879,660 A schlägt vor, den gesamten kapazitiven Messfühlerkopf über normale Umgebungstemperatur hinaus zu erwärmen, um eine grössere Stabilität hinsichtlich Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen zu erreichen.

Das Problem der Verfälschung der textilen Messresultate durch Temperaturinstabilitäten hat sich bei modernen textilen Prüfgeräten noch verschärft Kapazitive Sensorbaugruppen von modernen Prüfgeräten beinhalten komplexe elektronische Schaltungen zum Ansteuern der Messkondensatoren und zum Auswerten ihrer Ausgangssignale. Solche elektronischen Schaltungen sind mit vielen elektronischen Bauelementen wie Halbleiterverstärkern bestückt, die zusammen eine grosse Verlustwärme erzeugen. Beim Einschalten des Prüfgerätes führt diese Verlustwärme zu einer langsamen Erwärmung der

Sensorbaugruppe und damit zu einer thermischen Drift, welche die Messresultate bis zum Erreichen eines thennischen Gleichgewichtszustandes verfälscht. Eine Belüftung der kapazitiven Sensorbaugruppe schafft nur teilweise Abhilfe, weil die zur Belüftung verwendete Aussenluft auch Temperaturänderungen unterworfen ist, welche ihrerseits die Messresultate verfalschen. DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kapazitive Sensorbaugruppe für ein textiles Prüfgerät zur Verfügung zu stellen, die weitgehend stabil und ohne oder mit nur kleiner Temperaturdrift misst. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Prüfgerät zur Prüfung von länglichem textilem Prüfgut wie Garn, Vorgarn oder Faserband zur Verfügung zu stellen, das ebenfalls weitgehend stabil und ohne Temperaturdrift misst. Eine noch weitere

Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Prüfung von länglichem textilem Prüfgut wie Garn, Vorgarn oder Faserband mittels einer kapazitiven Sensorbaugruppe anzugeben, das weitgehend stabile Messresultate ohne Temperaturdrift liefert.

Diese und andere Aufgaben werden durch die im ersten Patentanspruch definierte kapazitive Sensorbaugruppe gelöst. Weitere Patentansprüche geben ein Prüfgerät zur Prüfung von länglichem textilem Prüfgut sowie ein Verfahren zur Prüfung von länglichem textilem Prüfgut an. Vorteilhafte Ausfuhrimgsformen sind in den abhängigen

Patentansprüchen angegeben.

Die Erfindung beruht auf der Idee, einen Temperatursensor und einen Temperaturaktor für mindestens einen Teil der kapazitiven Sensorbaugruppe zur Verfügung zu stellen. So kann einerseits eine Temperatur des mindestens einen Teils gemessen und andererseits der mindestens eine Teil je nach Bedarf gekühlt oder geheizt werden. Dies ermöglicht es auch, die Temperatur des mindestens einen Teils aktiv zu regeln. Besonders vorteilhaft ist es, die Temperatur wärmeempfindliche Bauteile der kapazitiven Sensorbaugruppe zu stabilisieren. Aber auch die Abführung der Verlustwärme von Bauteilen der kapazitiven

Sensorbaugruppe kann Vorteile bringen.

Die erfindungsgemässe kapazitive Sensorbaugruppe ist für ein Prüfgerät zur Prüfung von länglichem textilem Prüfgut wie Garn, Vorgarn oder Faserband bestimmt. Sie beinhaltet mindestens eine Messelektrode als Teil eines Messkondensators zur kapazitiven Prüfung des Prüfgutes und eine mit der mindestens einen Messelektrode elektrisch verbundene elektronische Schaltung. Ferner beinhaltet die kapazitive Sensorbaugruppe mindestens einen Temperatursensor zur Messung einer Temperatur mindestens eines Teils der kapazitiven Sensorbaugruppe und einen ansteuerbaren, mit dem mindestens einen Teil der kapazitiven Sensorbaugruppe thermisch verbundenen elektrothermischen Wandler.

„Thermisch verbunden" heisst in dieser Schrift, dass zwischen den thermisch verbundenen Elementen eine gute Wärmeleitung möglich sein soll. Zu diesem Zweck stehen die Elemente entweder in direktem Kontakt miteinander oder sind über ein Medium oder mehrere Medien miteinander verbunden, die einen guten Wärmedurchgang erlauben, d. h. nicht thermisch isolieren. Der Wärmedurchgangskoeffizient zwischen den beiden

Elementen sollte grösser als ca. 200 W/(m ² K) und vorzugsweise grösser als ca.

1000 W/(m ² K) sein.

In einer Ausfuhrungsform ist der elektrothermische Wandler mit der elektronischen Schaltung thermisch verbunden. Bevorzugt ist der elektrothermische Wandler mit folgenden Arten von Bauelementen der elektronischen Schaltung thermisch verbunden:

· Bauelemente, welche die Temperaturempfindlichkeit eines Ausgangssignals der elektronischen Schaltung stark beeinflussen. Darunter werden in der vorliegenden Schrift vorzugsweise solche Bauelemente verstanden, deren Temperaturänderung um 1 °C eine Änderung des Ausgangssignals der elektronischen Schaltung um mindestens 3 mV und vorzugsweise um mindestens 10 mV verursachen. Der Fachmann ist in der Lage, solche Bauelemente zumindest empirisch zu ermitteln, indem er ein Bauelement nach dem anderen lokal erwärmt, dabei die

Temperaturanderung des Bauelementes misst und gleichzeitig die Änderung des Ausgangssignals der elektronischen Schaltung misst.

• Bauelemente, welche im Betrieb eine grosse Verlustwärme abgeben. Darunter werden in der vorliegenden Schrift vorzugsweise solche Bauelemente verstanden, die im Betrieb eine Verlustwärme von mindestens 10 mW und vorzugsweise von mindestens 100 mW abgeben. Verlustwärmen von elektronischen Bauelementen können üblicherweise den betreffenden Datenblättern entnommen werden. Die elektronische Schaltung kann auf einer Leiterplatte angeordnet sein.

Der elektrothermische Wandler ist vorzugsweise als flächiges Peltier-EIement ausgebildet. In einer Ausfuhrungsform ist die elektronische Schaltung auf einer Leiterplatte angeordnet. Die thermische Verbindung durch eine mit einer Fläche des Peltier-Elementes einerseits und mit einer Fläche der Leiterplatte andererseits in grossflächigem Kontakt stehende wärmeleitende flächige Füllschicht hergestellt.„Grossflächiger Kontakt" heisst in diesem Zusammenhang, dass der Kontakt nicht nur punktuell ist, sondern auf einem beträchtlichen Bruchteil, z. B. mindestens der Hälfte, der Fläche des Peltier-Elementes und der Fläche der Leiterplatte hergestellt ist. Die Füllschicht besteht vorzugsweise aus einem

glasfaserverstärkten Polymer. Eine von der Leiterplatte abgewandte Fläche des Peltier- Elementes kann direkt oder über einen Kühlkörper mit Luft kühlbar sein.

In einer Ausführungsform ist der mindestens eine Temperatursensor ein Teil der elektronischen Schaltung. Er ist vorzugsweise in der Nähe folgender Arten von

Bauelementen der elektronischen Schaltung angeordnet:

• Bauelemente, welche die Temperaturempfindlichkeit eines Ausgangssignals der elektronischen Schaltung stark beeinflussen. Darunter werden in der vorliegenden

Schrift vorzugsweise solche Bauelemente verstanden, deren Temperaturänderung um l °C eine Änderung des Ausgangssignals der elektronischen Schaltung um mindestens 3 mV und vorzugsweise um mindestens 10 mV verursachen.

• Bauelemente, welche im Betrieb eine grosse Verlustwärme abgeben. Darunter werden in der vorliegenden Schrift vorzugsweise solche Bauelemente verstanden, die im Betrieb eine Verlustwärme von mindestens 10 mW und vorzugsweise von mindestens 100 mW abgeben.

"In der Nähe angeordnet" heisst in diesem Zusammenhang so angeordnet, dass der Temperatursensor so gut wie möglich eine Temperatur des betreffenden Bauelementes misst. Der Temperatursensor ist vorzugsweise auf einer Leiterplatte unmittelbar neben dem betreffenden Bauelement angeordnet.

In einer Ausführungsform beinhaltet die kapazitive Sensorbaugruppe mehrere

Messelektroden, die als ebene Plattenelektroden ausgebildet sind und jeweils paarweise einen Plattenkondensator als Messkondensator bilden.

Das erfindungsgemässe Prüfgerät dient zur Prüfung von länglichem textilem Prüfgut wie Garn, Vorgarn oder Faserband. Es weist eine erfindungsgemässe kapazitive Sensorbaugruppe und einen Regelkreis zur Regelung der Temperatur des mindestens einen Teils der kapazitiven Sensorbaugruppe auf einen Temperatursollwert auf. Der Regelkreis beinhaltet einen Regler, dem der Temperatursollwert als Führungsgrösse vorgebbar ist, den mindestens einen Temperatursensor, dessen Ausgangssignal als Regelgrösse dem Regler zufuhrbar ist, und den elektrothermischen Wandler als Stellglied, dem ein vom Regler ausgegebenes Stellsignal zufuhrbar ist

Im erfindungsgemässen Verfahren zur Prüfung von länglichem textilem Prüfgut wie Garn, Vorgarn oder Faserband mittels einer kapazitiven Sensorbaugruppe wird eine

Referenztemperatur gemessen. Ein Temperatursollwert wird in Abhängigkeit von der gemessenen Referenztemperatur bestimmt. Danach wird laufend die Temperatur des mindestens einen Teils der kapazitiven Sensorbaugruppe gemessen und mit einem von dem Temperatursollwert und der gemessenen Temperatur abhängigen Stellsignal auf den Temperatursollwert regelt, während die Prüfung des länglichen textilen Prüfgutes mittels der kapazitiven Sensorbaugruppe stattfindet.

In einer Ausführungsform wird das Stellsignal laufend mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen und der Temperatursollwert in Abhängigkeit von der gemessenen

Referenztemperatur neu bestimmt, wenn das Stellsignal den Grenzwert überschreitet.

In einer Ausfuhrungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist die kapazitive

Sensorbaugruppe ein Teil eines erfindungsgemässen Prüfgerätes. Die gemessene

Referenztemperatur kann eine im Prüfgerät herrschende Innentemperatur und/oder eine in einer Umgebung des Prüfgerätes herrschende Aussentemperatur sein.

Die Erfindung betrifft ferner eine Verwendung eines ansteuerbaren elektrothermischen Wandlers als Stellglied zur Regelung einer Temperatur mindestens eines Teils einer kapazitiven Sensorbaugruppe für ein Prüfgerät zur Prüfung von länglichem textilem Prüfgut wie Garn, Vorgarn oder Faserband.

Dank der Erfindung wird die Temperatur der kapazitiven Sensorbaugruppe weitgehend stabilisiert, unabhängig davon, ob in der kapazitiven Sensorbaugruppe selbst oder in einer Umgebimg der kapazitiven Sensorbaugruppe Wärme erzeugt oder abgerührt wird. Dies erlaubt Messungen unter konstanten thermischen Bedingungen, ohne Temperarurdrift.

AUFZAHLUNG DER ZEICHNUNGEN

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen detailliert erläutert.

Figur 1 zeigt ein erfindungsgemässes Prüfgerät in einer perspektivischen Ansicht. Figur 2 zeigt eine erfindungsgemässe kapazitive Sensorbaugruppe in einer

Explosionsansicht.

Figur 3 zeigt einen Teil der Sensorbaugruppe von Figur 2, und zwar (a) in einer

Explosionsansicht und (b) in einer perspektivischen Ansicht.

Figur 4 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemässen Verfahrens zur Prüfung von länglichem textilem Prüfgut.

Figur 5 zeigt, gegen die Zeit aufgetragen, (a) ein gemessenes Ausgangssignal eines

Messkondensators und (b) eine gemessene Temperatur in einer Umgebung des Prüfgerätes für eine erfindungsgemässe Sensorbaugruppe.

Figur 6 zeigt, gegen die Zeit aufgetragen, (a) ein gemessenes Ausgangssignal eines

Messkondensators und (b) eine gemessene Temperatur in einer Umgebung des Prüfgerätes für eine Sensorbaugruppe gemäss dem Stand der Technik.

AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Figur 1 zeigt beispielhaft eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Prüfgerätes 1 in einer Ansicht von links vom. Das Prüfgerät 1 weist eine Front 11 auf, entlang welcher ein Prüfgutpfad 12 für ein zu prüfendes (nicht eingezeichnetes) textiles Prüfgut verläuft. Auf einer Seite des Prüfgerätes 1, welche von der Front 11 verschieden ist, ist eine

automatische Einführungsvorrichtung 13 zum Einführen des Prüfgutes in den Prüfgutpfad 12 angebracht Zum Einbringen in den Prüfgutpfad 12 wird das Prüfgut von einem verschiebbaren und drehbaren Greifer 14 der Einführungsvorrichtung 13 ergriffen und durch eine entsprechende Bewegung des Greifers 14 eingebracht. Wahrend des Prüfvorgangs tritt das Prüfgut durch eine automatische

Gamwechsel Vorrichtung 15 in den Prüfgutpfad 12 ein. Im Prüfgutpfad 12 durchläuft das Prüfgut verschiedene Sensoren. Das Prüfgut wird von einer Fördereinrichtung 16 entlang seiner Längsrichtung durch den Prüfgutpfad 12 gefordert Die Fördereinrichtung 16 kann z. B. als Rollenlieferwerk mit zwei zusammenwirkenden Förderrollen von denen mindestens eine zur Rotation angetrieben ist, ausgebildet sein. Schliesslich verlässt das Prüfgut den Prüfgutpfad 12 durch eine Absaugöffnung 17.

Das Prüfgerät 1 hat einen turmartigen Aufbau. Der turmartige Aufbau kann verschiedene Funktionsmodule umfassen. Ein erstes Funktionsmodul 18 beinhaltet im vorliegenden Fall die Fördereinrichtung 16 und die Absaugöffhung 17. Ein zweites Funktionsmodul 19 beinhaltet eine kapazitive Sensorbaugruppe 2 zur Gleichmässigkeitsprüfung des Prüfgutes. Weitere, oberhalb des zweiten Funktionsmoduls 19 befindliche Funktionsmodule können weitere, z. B. optische Sensoren beinhalten, sind jedoch wegen einer Frontabdeckung in Figur 1 nicht sichtbar.

Figur 2 zeigt die erfindungsgemässe kapazitive Sensorbaugruppe 2 in einer

Explosionsansicht, und Figur 3 zeigt einen Teil davon (a) in einer Explosionsansicht und (b) in einer perspektivischen Ansicht, jedoch ohne Leiterplatte.

In der hier diskutierten beispielhaften Ausfuhrungsform beinhaltet die Sensorbaugruppe 2 fünf ebene, starre Substrate 31-35. Die Substrate 31-35 sind parallel zueinander angeordnet und bilden so vier dazwischen liegende Durchgangsöffhungen oder Messspalte. Ein (nicht eingezeichnetes) längliches textiles Prüfgut wie Garn, Vorgarn oder Faserband kann durch einen der Messspalte geführt und durch diesen entlang seiner Längsachse bewegt werden. Die Messspalte weisen unterschiedliche Breiten auf, so dass das Prüfgut je nach seinem Querschnitt in einem Messspalt mit geeigneter Breite ausgemessen werden kann. Die Breiten der Messspalte können z. B. im Bereich zwischen 0.1 mm und 10 mm liegen. Zwei benachbarte Substrate 31, 32 tragen jeweils in oder auf ihren einander zugewandten Seitenwänden mindestens eine (in den Zeichnungen nicht sichtbare) Messelektrode. Zwei einander gegenüber liegende Messelektroden bilden zusammen mit dem dazwischen liegenden Messspalt einen Messkondensator zur kapazitiven Prüfung des Prüfgutes. Ausser den Messelektroden können die Substrate 31-3S weitere (in den Zeichnungen nicht sichtbare) elektronische Bauelemente tragen, insbesondere Kompensationselektroden von Kompensationskondensatoren und elektrische Leitungen zum Verbinden der

Messelektroden und der Kompensationselektroden mit einer elektronischen Schaltung. Einzelheiten einer möglichen Ausgestaltung der Substrate 31-35 und der darauf befindlichen elektronischen Bauelemente können der US-6,072,319 A entnommen werden.

Die mindestens eine Messelektrode ist mit einer (in den Zeichnungen nicht sichtbaren) elektronischen Schaltung elektrisch verbundenen, die sich im vorliegenden

Ausfuhrungsbeispiel auf einer Leiterplatte 4 befindet. Die elektronische Schaltung auf der Leiterplatte 4 hat hauptsachlich zwei Aufgaben. Erstens steuert sie die Messkondensatoren an, stellt ihnen also die entsprechenden elektrischen Wechselspannungen zur Verfugung. Zweitens wertet sie die Ausgangssignale der Messkondensatoren aus. Sie ist mit vielen elektronischen Bauelementen wie Halbleiterverstarkern bestückt, die zusammen eine grosse Verlustwärme erzeugen.

Zwischen der Leiterplatte 4 und den Substraten 31-35 kann eine Zwischenleiterplatte 41 angebracht sein, die (in den Zeichnungen nicht sichtbare) elektronische Bauelemente zur Vorverarbeitung von Messsignalen enthalten kann, bspw. Vorverstärker. Die

Zwischenleiterplatte 41 ist mit den elektronischen Bauelementen auf den Substraten 31-35 einerseits und mit der Leiterplatte 4 andererseits elektrisch verbunden. Die Ebenen der Leiterplatte 4 und der Zwischenleiterplatte 41 liegen parallel zueinander, und die Ebenen der Substrate 31-35 stehen senkrecht dazu. Die Substrate 31-35 weisen mit den darauf befindlichen elektronischen Bauelementen elektrisch verbundene Steckkontakte 36 auf, die in entsprechende Buchsen 46 auf der Zwischenleiterplatte 41 gesteckt sind.

Um Verfälschungen der Messresultate durch Temperaturdrift zu vermeiden, wird die Temperatur der Leiterplatte 4 geregelt. Zu diesem Zweck ist die Leiterplatte 4 über eine wärmeleitende flächige Füllschicht 54 mit einem elektrothermischen Wandler 5 thermisch verbunden. In der hier diskutierten Ausführungsform ist der elektrothermische Wandler 5 als flächiges Peltier- Element ausgeführt. Es kann z. B. ein Peltier-Element vom Typ TEC1-12712T125 des Herstellers Beijing Huimao Cooling Equipment Co., Ltd., Peking (China) verwendet werden, welches die Masse 62 mm x 62 mm x 4.3 mm hat. Das Peltier- Element 5 kann über elektrische Leitungen 51, 52 angesteuert werden.

Die wärmeleitende flächige Füllschicht 54 sorgt für eine gute thermische Verbindung zwischen der Leiterplatte 4 und dem Peltier-Element 5. Einerseits bedeckt sie einen möglichst grossen Teil einer dem Peltier-Element 5 zugewandten Fläche der Leiterplatte 4 und vorteilhafterweise diejenigen Bauelemente der elektronischen Schaltung, die besonders temperaturempfindlich sind und/oder die im Betrieb eine besonders grosse Verlustwärme abgeben. Beispiele für solche Bauelemente sind Operationsverstärker, insbesondere in einer Vorverstärkerstufe und in einer Endstufe, sowie MOSFET-

Transistoren, die für eine Signalverarbeitung eingesetzt werden. Andererseits bedeckt die Füllschicht 54 einen möglichst grossen Teil einer ihr zugewandten, kalten Fläche des Peltier-Elementes 5. Die Füllschicht 54 besteht z. B. aus einem glasfaserverstärkten Polymer. Es kann x. B. eine Füllschicht vom Typ Gap Päd ^® 5000S35 des Herstellers The Bergquist Company, Chanhassen, MN (USA) verwendet werden. Diese hat die Masse 62 mm x 62 mm x 2 mm und eine Wärmeleitfähigkeit von λ = 5.0 W/(m-K). Bei

Vernachlässigung der Wärmeübergangskoeffizienten ergibt sich somit für diese Füllschicht ein Wärmedurchgangskoeffizient von k « λ/d = 2500 W/(m ² -K). Eine von der Leiterplatte 4 abgewandte Fläche des Peltier-Elementes 5 ist mittels eines wärmeleitenden doppelseitigen Klebebandes 56 auf einem metallischen Kühlkörper 6 befestigt. In Figur 3 sind im Kühlkörper 6 eine Aussparung 61 für das doppelseitige Klebeband 56 und eine Durchgangsöffhung 62 für ein (nicht eingezeichnetes) Kabel zur elektrischen Verbindung der Leiterplatte 4 mit weiteren Elementen des Prüfgerätes 1 sichtbar. Der Kühlkörper 6 weist auf einer vom Peltier-Element 5 abgewandten Seite Kühlrippen 63 auf. Diese werden von einem Ventilator 7 belüftet. So wird die von der Leiterplatte 4 abgewandte, warme Fläche des Peltier-Elementes 5 mit Luft gekühlt. Dabei wird die in der elektronischen Schaltung erzeugte Wärme wirksam von der

Sensorbaugruppe 2 abgeführt, so dass sich die Sensorbaugruppe 2 im Betrieb nicht wesentlich erwärmt

Die der Zwischenleiterplatte 41 zugewandten Enden der Substrate 31-35, die

Zwischenleiterplatte 41, die Leiterplatte 5, die Füllschicht 54, das Peltier-Element 5 und das doppelseitige Klebeband 56 sind vorzugsweise in einem metallischen ersten

Gehäuseteil 8 untergebracht Dieser dient erstens der Befestigung der Substrate 31-35 und zweitens als mechanischer Schutz vor äusseren Einflüssen. Drittens schützt der erste Gehäuseteil 8 die empfindlichen elektronischen Bauteile und die darin bearbeiteten elektrischen Signale als Faradayscher Käfig vor äusseren elektromagnetischen Störungen. Die Kühlrippen 63 und der Ventilator 7 können in einem zweiten Gehäuseteil 9 untergebracht sein. Der Kühlkörper 6 sowie der erste Gehäuseteil 8 und zweite Gehäuseteil 9, die am Kühlkörper 6 befestigt sind, bilden zusammen ein Gehäuse der Sensorbaugruppe 2.

Die Temperatur der Letterplatte 4 wird in einem Regelkreis gemäss einem Regelverfahren geregelt, die nachfolgend beschrieben sind.

Das erfmdungsgemässe Prüfgerät 1 weist einen (in den Zeichnungen nicht dargestellten) Referenztemperatursensor auf, der eine im Prüfgerät 1 herrschende Innentemperatur und/oder eine in einer Umgebung des Prüfgerätes 1 herrschende Aussentemperatur misst. Femer beinhaltet das erfmdungsgemässe Prüfgerät l einen (in den Zeichnungen nicht dargestellten) Regler. Die erfmdungsgemässe Sensorbaugruppe 2 beinhaltet einen (in den Zeichnungen nicht dargestellten) Temperatursensor, dessen Ausgangssignal als Regelgrösse für die Regelung der Temperatur der Leiterplatte 4 dem Regler zufuhrbar ist. Der Temperatursensor ist vorzugsweise als Teil der elektronischen Schaltung auf der Leiterplatte 4, bspw. als oberflächenmontiertes Bauelement (surface-mounted device, SMD), ausgebildet.

Besonders vorteilhaft ist es, den Temperatursensor in der Nähe eines solchen

Bauelementes der elektronischen Schaltung, das eine grosse Temperaturempfindlichkeit aufweist, bspw. eines Endstufenverstärkers, anzuordnen.

Ein Flussdiagramm einer Ausfuhrungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, die im vorliegenden Beispiel anhand des oben diskutierten Prüfgerätes 1 ausgeführt wird, ist in Figur 4 gezeichnet. Auf einen entsprechenden Befehl hin, bspw. kurz nach dem

Einschalten des Prüfgerätes 1, misst 101 der Referenztemperatursensor eine

Referenztemperatur. Die Referenztemperatur kann z. B. eine im Prüfgerät 1 herrschende Innentemperatur und/oder eine in einer Umgebung des Prüfgerätes 1 herrschende

Aussentemperatur sein. Aus der gemessenen Referenztemperatur bestimmt 102 das Prüfgerät 1 automatisch einen Temperatursollwert für die Leiterplatte 4 oder einen anderen Teil der kapazitiven Sensorbaugruppe 2. Der Temperatursollwert liegt vorzugsweise etwas höher, bspw. um 1 °C höher, als die gemessene Referenztemperatur. Er dient als

Führungsgrösse für den Regelkreis und wird vorzugsweise im Regler gespeichert.

Der Temperatursensor auf der Leiterplatte 4 misst 104 laufend die Temperatur der Leiterplatte 4. Der Regler vergleicht 105 laufend die vom Temperatursensor gemessene Temperatur mit dem Temperatursollwert. Stimmen die beiden Temperaturwerte überein, so braucht es keinen Regeleingriff. Sind sie jedoch voneinander verschieden, so berechnet der Regler ein Stellsignal und führt es dem Peltier-Element 5 zu, um es nachzustellen 106. Das Peltier-Element 5 dient als Stellglied des Regelkreises. Aufgrund des vom Regler erhaltenen Stellsignals regelt es 107 die Temperatur der Leiterplatte 4.

Um eine Überlastung des Regelkreises zu verhindern, ist ein Kontrollmechanismus vorgesehen. Dieser kontrolliert 108 laufend die Last des Reglers und passt den

TemperatursoHwert an, wenn die Last zu hoch ist. Dies ist dann der Fall, wenn das vom Regler dem Peltier-Element 5 zugefuhrte Stellsignal einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Dann wird eine neue Referenztemperatur gemessen 101 und der Messwert zur Bestimmung 102 eines neuen Temperatursollwertes verwendet. Mit dem neuen Temperatursollwert wird dann der Regler an einem optimaleren Arbeitspunkt betrieben.

Auf einen entsprechenden Befehl hin, bspw. beim Ausschalten des Prüfgerätes 1, wird das Verfahren beendet 103.

Die Figuren 5 und 6 erlauben einen Vergleich zwischen der erfindungsgemässen kapazitiven Sensorbaugruppe 2 (Figur 5) und einer kapazitiven Sensorbaugruppe gemäss dem Stand der Technik (Figur 6). Es handelt sich um Messresultate aus realen Versuchen, in denen ohne Prüfgut über einen Zeitraum von ca Stunden untersucht wurde, wie Ausgangssignale von Messkondensatoren von der Umgebungstemperatur abhängen. Im unteren Teil (b) der Figuren ist jeweils ein zeitlicher Verlauf einer Umgebungstemperatur T(t) des Prüfgerätes 1 aufgezeichnet. Die Temperatur T(t) veränderte sich mit der Zeit t. Im oberen Teil (a) der Figuren ist jeweils der entsprechende zeitliche Verlauf eines

Ausgangssignals U(t) eines Messkondensators aufgezeichnet. Die Ausgangssignale U(t) der Messkondensatoren wurden in beiden Versuchen von der Umgebungstemperatur T(t) in unerwünschter Weise beeinflusst und somit verfälscht, jedoch unterschiedlich stark. Die folgende Tabelle listet die gemessenen maximalen Signalhübe AU und maximalen

Temperaturhübe AT sowie die daraus berechneten Temperaturempfindlichkeiten AU/AT auf:

Der Vergleich zeigt, dass die Temperaturempfindlichkeit AU/AT bei der

erfindungsgemässen Sensorbaugruppe 2 (Figur 5) ca. dreimal kleiner ist als bei der Sensorbaugruppe gemäss dem Stand der Technik (Figur 6). Diese Versuchsresultate belegen die Wirksamkeit und Nützlichkeit der Erfindung.

Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben diskutierten

Ausfuhrungsformen beschränkt. Bei Kenntnis der Erfindung wird der Fachmann weitere Varianten herleiten können, die auch zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehören.

BEZUGSZEICHENLISTE