Massedrucksensor driftet nach Temperaturwechsel: Nullpunktverschiebung und Aufwärmzeit richtig bewerten

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Der Extruder wird aufgeheizt, der Massedrucksensor zeigt bei stehender Maschine zunächst 0 bar. Eine halbe Stunde später stehen plötzlich 8 bar auf der Anzeige, obwohl noch kein Material gefördert wird. Ist der Sensor beschädigt oder handelt es sich lediglich um eine temperaturbedingte Nullpunktverschiebung?

Dieses Fehlerbild tritt bei Schmelzedrucksensoren vergleichsweise häufig während des Anfahrens auf. Zwischen kaltem Zustand und stabiler Prozesstemperatur verändern sich Membran, Schaft, Druckübertragungssystem, Einbaustelle und Elektronik thermisch. Dadurch kann sich das Ausgangssignal verschieben, obwohl sich der tatsächliche Prozessdruck nicht entsprechend verändert hat.

Ein Nullabgleich unmittelbar nach dem Einschalten ist deshalb häufig zu früh. Entscheidend ist, dass der Sensor seine stabile Betriebstemperatur erreicht hat und an der Membran tatsächlich kein Prozessdruck anliegt.

Massedrucksensoren für Extrusion, Spritzguss und Polymerverarbeitung finden Sie unter Dynisco Massedrucksensoren. Weitere Sensoren, Transmitter, Anzeigen und Zubehör sind unter Dynisco-Produkte zusammengefasst.

Warum verändert Temperatur den Nullpunkt?

Ein Massedrucksensor wird in der Kunststoffverarbeitung häufig direkt in Extruder, Siebwechsler, Schmelzepumpe oder Werkzeug eingeschraubt.

Dort können an der Prozessmembran Temperaturen von mehreren hundert Grad Celsius auftreten, während sich die eigentliche Messelektronik in einem wesentlich kühleren Bereich befindet.

Während des Aufheizens entsteht deshalb kein einheitlicher Temperaturzustand.

Zunächst erwärmt sich beispielsweise:

• der Extruderzylinder,
• anschließend die Sensoraufnahme,
• die Prozessmembran,
• der starre Sensorschaft,
• das interne Druckübertragungssystem,
• die flexible Kapillare,
• und schließlich teilweise auch das Sensorgehäuse beziehungsweise die Elektronik.

Diese thermischen Veränderungen können eine Verschiebung des elektrischen Nullsignals verursachen.

Dynisco bezeichnet diesen Effekt in den technischen Daten verschiedener Sensoren als:

Zero Shift due to Temperature Change

Die Höhe dieses Effekts ist modellabhängig und sollte deshalb immer anhand des Datenblatts des konkret eingesetzten Sensors beurteilt werden.

Ein einzelner universeller Grenzwert für alle Dynisco-Massedrucksensoren existiert nicht.

Was passiert im Massedrucksensor?

Viele klassische Schmelzedrucksensoren verwenden ein geschlossenes, flüssigkeitsgefülltes Druckübertragungssystem.

Der Prozessdruck wirkt zunächst auf eine dünne frontbündige Membran.

Der Druck wird anschließend über das interne Füllsystem beziehungsweise eine Kapillare auf das eigentliche Messelement übertragen.

Dort wird die mechanische Belastung beispielsweise über eine DMS-Messbrücke in ein elektrisches Signal umgesetzt.

Ein typischer Aufbau besteht damit vereinfacht aus:

Schmelze → Prozessmembran → Füllsystem → Messmembran beziehungsweise DMS → elektrisches Ausgangssignal

Bei steigender Temperatur verändern sich die beteiligten Werkstoffe geringfügig.

Unter anderem können sich ändern:

• Abmessungen der Metallteile,
• mechanische Vorspannungen,
• Eigenschaften des Druckübertragungssystems,
• Nullsignal der Messbrücke,
• Eigenschaften der Elektronik.

Diese Veränderungen werden konstruktiv und durch Temperaturkompensation so weit wie möglich reduziert, können aber abhängig vom Sensortyp nicht vollständig verschwinden.

Wie lange muss ein Massedrucksensor aufwärmen?

Für den Nullabgleich ist nicht eine pauschale Zeitspanne entscheidend, sondern ein stabiler thermischer Zustand.

Eine allgemeine Regel wie:

„Nach 10 Minuten kann immer genullt werden“

ist deshalb nicht sinnvoll.

Die erforderliche Zeit hängt unter anderem ab von:

• Prozesstemperatur,
• Sensorbauform,
• Schaftlänge,
• flexibler Kapillare,
• Einbauposition,
• Extrudermasse,
• Aufheizgeschwindigkeit,
• Umgebungstemperatur.

Dynisco empfiehlt bei entsprechenden Sensoren, mit dem Nullabgleich zu warten, bis eine stabile Betriebstemperatur am Drucksensor erreicht ist.

Praktisch lässt sich das daran erkennen, dass:

• die Maschinenheizzonen ihren Sollwert erreicht haben,
• die vorgeschriebene thermische Durchwärmzeit abgelaufen ist,
• der Nullwert des Sensors nicht mehr kontinuierlich wandert,
• keine relevanten Temperaturänderungen mehr an der Einbaustelle stattfinden.

Bei wiederkehrenden Anlagen kann die tatsächlich benötigte Aufwärmphase aus Erfahrungswerten dokumentiert werden.

Warum muss der Sensor beim Nullen wirklich druckfrei sein?

Ein Nullabgleich bedeutet, dass der aktuell anliegende Ausgangswert als Nullpunkt übernommen wird.

Das ist nur korrekt, wenn am Sensor tatsächlich:

0 bar Prozessdruck beziehungsweise der für die Anwendung definierte druckfreie Referenzzustand

anliegt.

Gerade während des Aufheizens ist das nicht immer selbstverständlich.

In einer Maschine können beispielsweise noch vorhanden sein:

• eingeschlossenes Material,
• thermisch expandierende Schmelze,
• erstarrter Kunststoff,
• Druck zwischen geschlossenen Komponenten,
• Restdruck hinter einem Siebwechsler,
• hydrostatische beziehungsweise prozessbedingte Druckanteile.

Wird ein realer Restdruck von beispielsweise 12 bar als Nullpunkt gespeichert, zeigt der Sensor anschließend alle tatsächlichen Prozessdrücke um ungefähr diesen Betrag verschoben an.

Das Gerät wurde dann nicht temperaturkompensiert, sondern auf einen falschen Referenzzustand genullt.

Nullpunkt richtig einstellen

Ein geeigneter Ablauf für den Nullabgleich ist:

1. Sensor korrekt montieren: Vorgeschriebene Bohrungsgeometrie und Montagedrehmoment einhalten.
2. Elektrische Messkette einschalten: Sensor, Anzeige, SPS oder Messverstärker in Betrieb nehmen.
3. Anlage aufheizen: Prozess auf die vorgesehene Betriebstemperatur bringen.
4. Durchwärmzeit abwarten: Nicht unmittelbar nach Erreichen des Heizungs-Sollwertes nullen.
5. Druckfreiheit sicherstellen: Prüfen, dass an der Membran tatsächlich kein Prozessdruck anliegt.
6. Nullwert beobachten: Kontrollieren, ob der Wert noch deutlich wandert.
7. Nullabgleich durchführen: Erst bei stabilem Temperaturzustand auf Null setzen.
8. Nullwert erneut beobachten: Der Wert sollte anschließend stabil in der Nähe des Nullpunktes bleiben.
9. Prozess starten: Druckanstieg auf Plausibilität überwachen.

Je nach Dynisco-Ausführung kann der Nullabgleich beispielsweise erfolgen über:

• Nullpunktpotentiometer,
• externen Messverstärker,
• Anzeige- oder Regelgerät,
• Remote-Zero-Kontakt,
• digitale Parametrierung.

Die genaue Vorgehensweise richtet sich nach dem eingesetzten Sensormodell.

Warum wiederholtes Nullen problematisch sein kann

Wandert der Nullpunkt während des Aufheizens immer weiter, besteht häufig die Versuchung, den Sensor mehrfach hintereinander neu zu nullen.

Das kann jedoch die eigentliche Ursache verdecken.

Beispiel:

Zeitpunkt	Temperaturzustand	Anzeige vor Nullabgleich
08:00	kalte Maschine	0 bar
08:20	Aufheizphase	+5 bar
08:40	weiterhin thermische Änderung	+9 bar
09:00	thermisch stabil	+10 bar

Wird bereits um 08:20 auf Null gesetzt, kann der Sensor bis 09:00 erneut mehrere bar verschieben.

Das wirkt dann wie ein instabiler Sensor, obwohl lediglich zu früh genullt wurde.

Besser ist es, die Entwicklung des Nullsignals während des Aufheizens zunächst zu beobachten und den endgültigen Nullabgleich erst nach thermischer Stabilisierung durchzuführen.

Muss der Sensor dagegen bei unveränderten Betriebsbedingungen ständig erneut genullt werden, sollte die Ursache untersucht werden.

Einbauspannung und Montagedrehmoment berücksichtigen

Eine Nullpunktverschiebung muss nicht ausschließlich thermisch verursacht sein.

Auch die mechanische Montage kann das Ausgangssignal beeinflussen.

Dynisco nennt unter anderem folgende Einflüsse:

• Montagedrehmoment,
• Einbaulage,
• seitliche Belastung,
• fehlerhafte Montagebohrung.

Besonders auffällig ist ein starker Nullpunktsprung unmittelbar beim Einschrauben des Sensors.

Mögliche Ursachen sind:

• nicht konzentrische Montagebohrung,
• falsche Bohrungstiefe,
• verhärtete Kunststoffreste,
• beschädigte Dichtfläche,
• zu hohes Anzugsmoment,
• verkantetes Gewinde.

Der Nullabgleich darf eine fehlerhafte mechanische Installation nicht einfach kaschieren.

Ist der Nullwert bereits beim Einschrauben ungewöhnlich stark verschoben, sollte zunächst die Einbaustelle kontrolliert werden.

Membran-, Schaft- und Elektroniktemperatur unterscheiden

Bei der Bewertung der Temperaturdrift muss zwischen verschiedenen Temperaturbereichen des Sensors unterschieden werden.

Prozessmembran

Sie steht unmittelbar mit der Kunststoffschmelze in Kontakt und erreicht nahezu die Prozesstemperatur.

Starrer Schaft

Der Schaft bildet den thermischen Übergang von der heißen Messstelle in Richtung Sensor- beziehungsweise Elektronikgehäuse.

Flexible Kapillare

Bei entsprechenden Bauformen ermöglicht sie eine zusätzliche thermische und mechanische Entkopplung zwischen Prozessanschluss und Messelement.

Elektronik beziehungsweise DMS-Gehäuse

Dieses besitzt einen eigenen zulässigen Temperaturbereich, der deutlich niedriger als die maximal zulässige Temperatur an der Prozessmembran sein kann.

Deshalb bedeutet beispielsweise:

Prozesstemperatur bis 400 °C

nicht, dass auch das Elektronikgehäuse 400 °C ausgesetzt werden darf.

Eine falsche Montage mit dem Elektronikgehäuse unmittelbar an einer sehr heißen Maschine kann deshalb zusätzliche Drift verursachen oder die zulässige Elektroniktemperatur überschreiten.

Was sagt der Shunt-Test aus?

Viele klassische Dynisco-Massedrucksensoren besitzen eine interne Shunt-Kalibrierfunktion.

Bei zahlreichen Modellen entspricht das sogenannte R-Cal-Signal:

80 Prozent des Full-Scale-Ausgangssignals

Beim Aktivieren wird kein echter hydraulischer beziehungsweise Schmelzedruck erzeugt.

Stattdessen wird die elektrische Messbrücke gezielt beeinflusst, sodass ein definiertes Ausgangssignal entsteht.

Der Shunt-Test kann deshalb unter anderem verwendet werden, um zu prüfen:

• Sensoranschluss,
• Messbrücke,
• Kabel,
• Messverstärker,
• Anzeige beziehungsweise SPS-Skalierung.

Beispiel:

Ein Sensor besitzt einen Messbereich von 0 bis 500 bar und eine R-Cal von 80 Prozent.

Bei korrekt konfigurierter Messkette sollte der aktivierte Shunt ungefähr:

400 bar entsprechend 80 Prozent des Messbereichs

simulieren.

Der Shunt-Test ersetzt jedoch keine Druckkalibrierung.

Er belastet die Prozessmembran und das Druckübertragungssystem nicht mit einem realen bekannten Druck.

Dadurch können beispielsweise mechanische Veränderungen an der Prozessmembran nicht vollständig beurteilt werden.

Auch ein korrekter Shunt-Wert beweist deshalb nicht automatisch, dass der Sensor unter realem Druck noch innerhalb seiner vollständigen Genauigkeitsspezifikation arbeitet.

Zusätzlich ist die vom Hersteller vorgeschriebene Testbedingung zu beachten. Bei bestimmten Dynisco-Serien wird die Shunt-Kalibrierung ausdrücklich im druckfreien Zustand und bei Raumtemperatur beschrieben, während der eigentliche Nullabgleich bei stabiler Betriebstemperatur erfolgt.

Kaltstart und mechanische Beschädigung vermeiden

Ein deutlich falscher Nullwert nach dem Aufheizen kann auch Folge eines früheren mechanischen Schadens sein.

Besonders kritisch sind Kaltstarts.

Wird der Extruder gestartet, während das Polymer an der Sensorfront noch nicht ausreichend aufgeschmolzen ist, können sehr hohe lokale mechanische Kräfte auf die dünne Prozessmembran wirken.

Dynisco empfiehlt deshalb, vor dem Start ausreichend Zeit für das vollständige Aufschmelzen des Materials vorzusehen.

Kaltstarts können sowohl:

• den Extruder,
• als auch die Prozessmembran des Drucksensors

beschädigen.

Auch beim Ausbau muss das Material an der Sensorfront ausreichend weich beziehungsweise geschmolzen sein.

Ein Sensor sollte nicht gewaltsam aus erstarrtem Polymer herausgeschraubt werden.

Thermische Drift oder beschädigter Sensor?

Die entscheidende Frage lautet häufig:

Ist die beobachtete Nullpunktverschiebung noch thermisch erklärbar oder liegt ein Defekt vor?

Beobachtung	Mögliche Interpretation
Nullwert verändert sich hauptsächlich während des Aufheizens und stabilisiert sich anschließend	Temperaturbedingter Nullpunktversatz wahrscheinlich
Nullwert ist nach jedem vergleichbaren Aufheizzyklus ähnlich	Reproduzierbarer thermischer Effekt wahrscheinlich
Starker Nullsprung unmittelbar beim Einschrauben	Montagebohrung, Drehmoment oder mechanische Belastung prüfen
Nullwert wandert auch bei stabiler Temperatur kontinuierlich weiter	Sensor, Elektronik oder Installation genauer untersuchen
Sensor reagiert kaum auf realen Druckanstieg	Mechanischer Defekt beziehungsweise beschädigte Membran möglich
Shunt-Test ist korrekt, reale Druckmessung jedoch unplausibel	Mechanischer beziehungsweise prozessseitiger Fehler bleibt möglich
Nullpunkt verändert sich nach Kaltstart dauerhaft stark	Membranschaden oder Überlastung prüfen
Nullwert hängt stark vom Anzugsmoment ab	Montagebohrung und mechanische Belastung prüfen

Entscheidend ist damit nicht ein einzelner Nullwert, sondern dessen Verhalten über Temperatur, Zeit und mehrere Betriebszyklen.

Systematische Fehlersuche

1. Sensortyp bestimmen: Modell, Messbereich und Ausgangssignal dokumentieren.
2. Historie prüfen: Gab es Kaltstart, Überdruck, Ausbau oder mechanische Arbeiten?
3. Montage kontrollieren: Bohrung, Gewinde, Dichtfläche und Anzugsmoment prüfen.
4. Kalten Nullwert notieren: Nicht unmittelbar korrigieren.
5. Anlage kontrolliert aufheizen: Nullsignal während des Temperaturanstiegs beobachten.
6. Thermische Stabilisierung abwarten: Keine feste universelle Minutenangabe verwenden.
7. Druckfreiheit sicherstellen: Restdruck im Prozess ausschließen.
8. Warmen Nullwert dokumentieren: Differenz zum kalten Zustand bestimmen.
9. Nullabgleich durchführen: Nur im stabilen druckfreien Betriebszustand.
10. Shunt-Test durchführen: Nach Vorgaben des jeweiligen Sensormodells.
11. Prozessdruck beobachten: Reaktion auf Druckanstieg und Druckabbau prüfen.
12. Nach Prozessende Nullpunkt kontrollieren: Prüfen, ob der Sensor reproduzierbar zurückkehrt.
13. Bei Auffälligkeiten Referenzprüfung durchführen: Sensor mit einer geeigneten Druckquelle beziehungsweise in einem Kalibrierlabor prüfen.

Praxisbeispiel am Extruder

Ein Extruder besitzt einen Dynisco-Massedrucksensor mit einem Messbereich von 0 bis 500 bar.

Beim Einschalten der kalten Anlage zeigt die Steuerung:

0 bar

Nach etwa 20 Minuten Aufheizen steht die Anzeige bei:

+6 bar

Der Bediener setzt den Wert auf Null.

Weitere 30 Minuten später zeigt die Anlage trotz stehender Schnecke erneut:

+4 bar

Zunächst wird ein defekter Sensor vermutet.

Bei einer erneuten Untersuchung wird der Sensor während des gesamten Aufheizvorgangs nicht genullt.

Zustand	Anzeige
kalter Extruder	0 bar
Aufheizphase	+5 bis +8 bar
nahe Betriebstemperatur	+9 bar
nach vollständiger thermischer Stabilisierung	+9,5 bar stabil

Der Prozess wird anschließend auf tatsächliche Druckfreiheit geprüft.

Erst jetzt wird der Sensor einmalig auf Null gestellt.

Nach dem Produktionsstart steigt der Druck plausibel an. Nach dem späteren Druckabbau kehrt der Sensor wieder reproduzierbar in die Nähe des Nullpunktes zurück.

Das Verhalten spricht damit nicht für einen plötzlich defekten Sensor, sondern für einen temperaturbedingten Nullpunktversatz, der während der Aufheizphase zu früh korrigiert wurde.

Für zukünftige Starts wird festgelegt:

• vollständige Aufheiz- und Durchwärmphase abwarten,
• Druckfreiheit kontrollieren,
• Nullwert prüfen,
• erst anschließend den Nullabgleich durchführen.

Dadurch wird die Inbetriebnahme reproduzierbar und unnötiges Nachnullen entfällt.

Typische Fehler bei Nullabgleich und Inbetriebnahme

Fehler	Mögliche Folge	Geeignete Maßnahme
Sensor unmittelbar nach dem Einschalten genullt	Nullpunkt verschiebt sich während der weiteren Erwärmung	Thermische Stabilisierung abwarten
Bereits beim ersten Erreichen der Heizungs-Solltemperatur genullt	Schaft und Sensor sind möglicherweise noch nicht vollständig durchgewärmt	Ausreichende Durchwärmzeit berücksichtigen
Restdruck als Null übernommen	Alle späteren Prozesswerte besitzen einen Offset	Tatsächliche Druckfreiheit sicherstellen
Sensor während des Aufheizens mehrfach genullt	Thermische Drift wird verdeckt	Nullwert zunächst beobachten und dokumentieren
Starker Nullversatz beim Einschrauben ignoriert	Mechanischer Einbaufehler bleibt bestehen	Montagebohrung und Drehmoment kontrollieren
Shunt-Test als vollständige Druckkalibrierung interpretiert	Mechanische Sensorfehler können übersehen werden	Shunt nur als elektrische Funktionsprüfung bewerten
Kaltstart des Extruders	Mechanische Beschädigung der Prozessmembran möglich	Material vollständig aufschmelzen lassen
Elektronikgehäuse zu heiß montiert	Zusätzliche Drift oder Überschreitung der zulässigen Temperatur	Thermische Einbaubedingungen prüfen
Jede Nullpunktabweichung sofort als Sensordefekt bewertet	Unnötiger Sensortausch	Temperaturabhängigkeit und Reproduzierbarkeit untersuchen
Dauerhafte Drift als normaler Temperatureffekt akzeptiert	Tatsächlicher Defekt bleibt unentdeckt	Stabilität bei konstanten Bedingungen überprüfen

Was sollte dokumentiert werden?

Für wiederkehrende Probleme ist eine einfache Startprotokollierung sehr hilfreich.

Dokumentiert werden sollten mindestens:

• Sensortyp,
• Seriennummer,
• Messbereich,
• Ausgangssignal,
• Einbauposition,
• Prozesstemperatur,
• Temperatur der relevanten Heizzone,
• Zeitpunkt des Einschaltens,
• Zeitpunkt des Erreichens der Solltemperatur,
• Nullwert im kalten Zustand,
• Nullwert während der Aufheizphase,
• Nullwert im thermisch stabilen Zustand,
• Zeitpunkt des Nullabgleichs,
• Bestätigung der Druckfreiheit,
• Shunt-Wert soweit verwendet,
• Nullwert nach Produktionsende.

Dadurch lässt sich nach mehreren Maschinenstarts erkennen, ob die Nullpunktverschiebung reproduzierbar ist oder sich über die Zeit zunehmend verändert.

Ein zunehmender oder nicht mehr reproduzierbarer Offset ist wesentlich aussagekräftiger als die Betrachtung eines einzelnen Messwertes.

Welche Dynisco-Lösungen eignen sich?

Dynisco Massedrucksensoren

Unter Dynisco Massedrucksensoren stehen unterschiedliche Schmelzedrucksensoren für Extrusion, Spritzguss und Polymerverarbeitung zur Verfügung.

Je nach Baureihe sind unter anderem erhältlich:

• mV/V-Ausgänge,
• 4 bis 20 mA,
• 0 bis 10 V,
• integrierte Temperaturmessung,
• unterschiedliche Schaft- und Kapillarlängen,
• unterschiedliche Druckbereiche.

Dynisco PT46X4 Serie

Die PT46X4-Serie ist für Schmelzedruckmessungen mit einem industriellen 4-bis-20-mA-Ausgang ausgelegt.

Die Baureihe bietet unter anderem:

• einstellbaren Nullpunkt und Spanne,
• lokalen Nullabgleich,
• Remote-Zero-Funktion bei entsprechenden Ausführungen,
• interne 80-Prozent-Shunt-Kalibrierung,
• Ausführungen für hohe Prozesstemperaturen.

Damit lässt sich der Nullabgleich nach thermischer Stabilisierung direkt an die jeweilige Anwendung anpassen.

Dynisco MDA4X2 Serie

Die MDA4X2-Serie verwendet ein geschlossenes flüssigkeitsgefülltes Druckübertragungssystem und ist für Prozess- und Schmelzedruckmessungen bei hohen Temperaturen vorgesehen.

Die flexible Verbindung zwischen Schaft und Gehäuse ermöglicht eine thermische und mechanische Trennung des Messelements vom heißen Prozessbereich.

Je nach Modell stehen unterschiedliche Genauigkeitsklassen, Druckbereiche und Prozessanschlüsse zur Verfügung.

Dynisco SPX-T

Bei Anwendungen, in denen temperaturbedingte Nullpunktänderungen besonders kritisch sind, kann die Dynisco SPX-T-Serie interessant sein.

Diese intelligenten Drucktransmitter verfügen über eine Temperaturkompensation auf Basis einer zusätzlichen Temperaturmessung sowie DynaLarity zur Kompensation beziehungsweise Linearisierung prozessbedingter Offseteffekte.

Damit lässt sich die temperaturbedingte Drift gegenüber klassischen nicht entsprechend kompensierten Ausführungen deutlich reduzieren.

Die Baureihe ist insbesondere für anspruchsvolle Prozessanwendungen verfügbar und bietet abhängig von der Ausführung unter anderem 4 bis 20 mA und HART-Kommunikation.

Anzeige- und Regelgeräte

Zur vollständigen Messkette gehören neben dem Sensor auch Anzeige, Messverstärker beziehungsweise SPS-Eingang.

Bei der Fehlersuche muss deshalb immer geprüft werden, ob der beobachtete Offset tatsächlich im Sensor entsteht oder bereits durch:

• falsche Eingangsskalierung,
• Nullpunkt des Verstärkers,
• Verdrahtung,
• Versorgungsspannung,
• Analog-Eingang der Steuerung

verursacht wird.

ICS Schneider Messtechnik unterstützt bei der Auswahl von Dynisco-Massedrucksensoren, Transmittern, Anzeige- und Regelgeräten sowie bei der Bewertung und Prüfung bestehender Schmelzedruckmessstellen.

Fazit

Eine Nullpunktverschiebung während des Aufheizens ist bei Massedrucksensoren nicht automatisch ein Hinweis auf einen Defekt.

Temperaturänderungen an Prozessmembran, Schaft, Druckübertragungssystem und Elektronik können das Ausgangssignal verändern. Besonders während des Maschinenstarts ist dieser Effekt sichtbar.

Der entscheidende Fehler besteht häufig darin, den Sensor zu früh zu nullen.

Der korrekte Nullabgleich erfolgt erst, wenn der Sensor in seiner endgültigen Einbaulage eine stabile Betriebstemperatur erreicht hat und gleichzeitig tatsächlich kein Prozessdruck an der Membran anliegt.

Ein mehrfaches Nachnullen während der Aufheizphase sollte vermieden werden. Besser ist es, den Nullwert zunächst zu beobachten und seine Entwicklung zu dokumentieren.

Auch Einbauspannungen müssen berücksichtigt werden. Ein starker Nullsprung beim Einschrauben kann auf eine fehlerhafte Montagebohrung, ein ungeeignetes Drehmoment oder seitliche mechanische Belastungen hinweisen.

Der interne Shunt-Test ist hilfreich zur Prüfung der elektrischen Messkette, ersetzt jedoch keine reale Druckkalibrierung und kann mechanische Schäden an der Prozessmembran nicht zuverlässig ausschließen.

Wandert der Sensor auch nach vollständiger thermischer Stabilisierung weiter, kehrt er nach Druckabbau nicht reproduzierbar zum Nullpunkt zurück oder reagiert er nicht mehr plausibel auf Prozessdruck, sollte die Messstelle genauer untersucht beziehungsweise der Sensor geprüft werden.

Häufige Fragen zur Nullpunktdrift von Massedrucksensoren

Warum zeigt mein Dynisco-Sensor nach dem Aufheizen plötzlich Druck an?

Temperaturänderungen können den Nullpunkt des Sensors verschieben. Besonders während des Aufheizens verändert sich der thermische Zustand von Membran, Schaft, Druckübertragungssystem und Elektronik.

Soll ich den Sensor kalt auf Null stellen?

Für den produktiven Betrieb sollte der entscheidende Nullabgleich nach der Installation bei stabiler Betriebstemperatur und tatsächlicher Druckfreiheit erfolgen.

Wie lange muss ich vor dem Nullen warten?

Es gibt keine universelle Zeit für alle Sensoren und Maschinen. Entscheidend ist, dass der Prozess thermisch stabil ist und der Nullwert nicht mehr kontinuierlich wandert.

Kann ich direkt nach Erreichen der Heizungs-Solltemperatur nullen?

Nicht zwingend. Dass die Heizregelung ihren Sollwert erreicht hat, bedeutet noch nicht automatisch, dass Extruder, Sensoraufnahme und kompletter Sensorschaft bereits thermisch stabilisiert sind.

Warum muss die Maschine beim Nullabgleich druckfrei sein?

Weil jeder tatsächlich vorhandene Druck sonst als neuer Nullpunkt gespeichert wird. Alle späteren Messwerte wären dann entsprechend verschoben.

Was bedeutet Zero Shift?

Zero Shift bezeichnet die Verschiebung des Ausgangssignals bei eigentlich unverändertem Null-Druck. Bei Massedrucksensoren kann dieser Effekt unter anderem durch Temperaturänderungen und mechanische Einflüsse entstehen.

Was ist der 80-Prozent-Shunt-Test?

Bei vielen Dynisco-Sensoren wird intern ein elektrisches Signal simuliert, das ungefähr 80 Prozent des Messbereichsendwertes entspricht. Damit kann ein großer Teil der elektrischen Messkette überprüft werden.

Kann ich mit dem Shunt-Test feststellen, ob die Membran beschädigt ist?

Nicht zuverlässig. Der Shunt-Test erzeugt keinen realen Druck an der Prozessmembran. Ein korrektes Shunt-Signal schließt deshalb einen mechanischen Schaden an der druckbeaufschlagten Sensorseite nicht vollständig aus.

Warum verschiebt sich der Nullpunkt beim Einschrauben?

Eine geringe Änderung kann durch die Einbausituation entstehen. Ein ungewöhnlich starker Nullsprung kann dagegen auf zu hohes Drehmoment, eine fehlerhafte Montagebohrung oder mechanische Seitenbelastung hinweisen.

Kann ein Kaltstart den Sensor beschädigen?

Ja. Ist der Kunststoff an der Sensorfront noch nicht ausreichend aufgeschmolzen, können sehr hohe mechanische Kräfte auf die dünne Prozessmembran wirken.

Wann sollte der Sensor ausgetauscht oder geprüft werden?

Wenn der Nullpunkt trotz stabiler Temperatur weiter deutlich wandert, der Sensor nach Druckabbau nicht reproduzierbar zurückkehrt, ungewöhnlich auf Montageeinflüsse reagiert oder der reale Druckverlauf nicht mehr plausibel erfasst wird, sollte eine genauere Prüfung erfolgen.

Kann temperaturbedingte Drift konstruktiv reduziert werden?

Ja. Neben geeigneter Sensorbauform und korrekter thermischer Installation gibt es intelligente Transmitter wie die Dynisco SPX-T-Serie mit zusätzlicher Temperaturkompensation für besonders anspruchsvolle Anwendungen.