Capacitive Measurement of Inner Diameters

Diese Arbeit untersucht Möglichkeiten der berührungslosen Vermessung von Durchmessern von Bohrungen in leitfähigen Materialien mit Hilfe des kapazitiven Messprinzips. Dazu wird ein Messkopf in die Bohrung eingeführt. Zwischen der Bohrungswand und Messelektroden auf dem Messkopf entstehen Kondensatoren, deren Kapazität mit einer Kapazitätsmessschaltung gemessen und daraus auf den Bohrungsdurchmesser zurückgerechnet wird. Es wurden dabei Ansätze mit Messköpfen mit einer oder mehreren Messelektroden verfolgt. Für Messköpfe mit einer Messelektrode wurden ein umfangreiches Fehlermodell und darauf basierend ein Kalibrierverfahren mit Fehlerkompensation erstellt.This thesis investigates possibilities of contactless measurements of the diameter of boreholes in electrically conductive materials using capacitance measurement technique. A probe is inserted into the borehole so that capacitors between electrodes on the periphery of the probe and the borehole wall are formed. Their capacitance is measured with a capacitance measurement circuit. From the capacitance, the borehole diameter is calculated. Approaches with one single or multiple measurement electrodes on the probe have been addressed. For probes with a single measurement electrode, a comprehensive error model has been established. Based thereon, a calibration method comprising error compensation has been developed