Temperaturkompensierter Bereich

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Wirken unerwünschte Temperaturen auf ein Druckmessgerät ein, können Messwerte verfälscht werden und in manchen Fällen sogar das Messgerät schädigen. Da kommt die Temperaturkompensation ins Spiel, die idealerweise die temperaturbedingten Veränderungen eliminiert.

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Welchen Einfluss hat Temperatur auf Druckmessgeräte?

Bei einem Druckmessgerät verformt sich elastisch unter Druck die Bourdonfeder, wodurch ein Messwert erst abgelesen werden kann. Die Bourdonfeder ist durch ihre Elastizität temperaturabhängig. Dadurch kommt es bei Temperaturveränderungen zu Messfehlern. Auch bei piezoresistiven Druckmessumformern werden Materialien eingesetzt, die temperaturbedingte Veränderungen beim Messen auslösen. In beiden Fällen sind Nullpunktverschiebungen und Spannefehler die Folge.

Standardmäßige Messgeräte sind bei über 100°C meist nicht mehr zu gebrauchen.

 

Lösung

Druckmessgeräte lassen sich für unterschiedliche Temperaturen optimieren. Hierbei kommen zusätzliche Kühlelemente, hitzebeständige Materialien und die Temperaturkompensation zum Einsatz.

Bei Druckmessumformern kann man mit Temperaturkompensation gute Ergebnisse erzielen. Werden die Druckmessumformer allerdings optimiert auf Betriebstemperaturen von 0 – 70°C, aber bei 100°C betrieben, so ist mit Messungenauigkeiten zu rechnen. Messgeräte die für einen bestimmten Temperaturbereich kompensiert sind, dürfen diesen nicht verlassen.

 

Die Temperaturkompensation

Passive Temperaturkompensation

Bei der passiven Temperaturkompensation werden temperaturabhängige Widerstände (passive Elemente) in eine sogenannte Wheatstonesche Messbrücke eingeschaltet. Die Widerstandselemente haben ein recht lineares Temperaturverhalten.

Nur Fehler 1. Ordnung können hiermit kompensiert werden.

 

Aktive Temperaturkompensation (Polynomkompensation)

Die aktive Temperaturkompensation sieht so aus, dass das Messgerät in einen Wärmeschrank kommt und bei diversen Temperaturen unterschiedlichen Drucken ausgesetzt wird. Daraus ergeben sich Koeffizienten, die im Messgerät abgespeichert werden, sodass es Temperaturfehler eigenständig kompensieren kann.

 

Zusätzliche Kühlelemente

a) Temperaturen bis 150°C

Um die Elektronik von der Anwendung zu distanzieren, wird ein Kühlrippen, zwischen die Messzelle und den Verstärker eingesetzt.

b) Temperaturen über 150°C

Ab 150°C sollte der Druckanschluss nur mit einem abgekühlten Medium in Kontakt kommen. Kühlrippen werden direkt vor den Druckanschluss geschraubt.

c) Temperaturen bis 250°C

Bei extremen Temperaturen kann theoretische ein vorgesetztes Druckmittlersystem mit Kühlstrecke Anwendung finden. Abgesehen von den Ausmaßen, kommt es bei dieser Methode zu verfälschten Messwerten.

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