Coordinate and surface measuring devices are often employed for testing workpieces in industrial metrology. They acquire points on surfaces ofworkpieces with the help of probing systems and measure their relative position with length measuring systems. For probing typically optical and tactile systems are in use, which interact with the surface to be probed with light or a force. Both principles have difficulties in fulfilling the demands in terms of resolution, usability and efficiency raised by the advances in modern production technology. The present work summarizes a scientific examination about the practical usability of an electric probing interaction for nanometer resolved surface and coordinate metrology. Therefore theoretical considerations of different electrical interaction principles were made, an experimental probing system was developed and integrated into an experimental set-up. The applicability of probing with electrical interaction has been researched at typical measuring tasks from surface and coordinate metrology and comparisons with well established optical and tactile technologies.

Zur Prüfung von Werkstücken werden in der Fertigungsmesstechnik sehr häufig Koordinaten- und Oberflächenmessgeräte eingesetzt, welche jeweils Punkte auf der Oberfläche von Werkstücken mittels Tastsystemen erfassen, um die Lagebeziehung dieser Punkte zueinander mit Längenmesssystemen zu bestimmen. Zur Antastung werden typischerweise optische bzw. taktile Systeme eingesetzt, welche mit der Werkstückoberfläche mit Licht bzw. einer Kraft interagieren. Beide Prinzipien stoßen bei der durch die Entwicklungen in der Fertigungstechnik verlangten fortschreitenden Verbesserung des Auflösungsvermögens, der praktischen Einsetzbarkeit und Wirtschaftlichkeit an ihre Grenzen. In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, inwieweit eine elektrische Wechselwirkung zur Antastung von Werkstückoberflächen für Nanometer aufgelöste Oberflächen- und Koordinatenmesstechnik geeignet ist. Hierzu wurde nach theoretischer Betrachtung verschiedener elektrischer Wechselwirkungsmechanismen ein experimentelles Tastsystem entworfen und ein Versuchsstand aufgebaut. Anhand von typischen Messaufgaben der Oberflächen- und Koordinatenmesstechnik, sowie Vergleichen mit anerkannten optischen und taktilen Messverfahren wurde die Einsetzbarkeit der elektrischen Wechselwirkung zur Werkstückantastung wissenschaftlich Untersucht.