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Versuch 2 und 5 [pdf]

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Praktikum Messtechnik<br />

Fachhochschule Stuttgart, Hochschule der Medien<br />

Wintersemester 2008/2009<br />

<strong>Versuch</strong>sdatum: 10. Dezember 2008<br />

<strong>Versuch</strong> 2: Glührückstand von Papier<br />

<strong>Versuch</strong> 5: 5/1 Bestimmung von Opazität, Transparenz <strong>und</strong> Weißgrad<br />

5/2 Zugversuch<br />

Gruppe H: Stefanie Müller<br />

Eugen Wanner


Messtechnik <strong>Versuch</strong> 2 <strong>und</strong> 5 Gruppe H<br />

Inhalt<br />

Kapitel 1 „Glührückstand von Papier“<br />

1 Allgemeiner Teil .......................................................................................................................................... 4<br />

1.1 Aufgabenstellung ................................................................................................................................ 4<br />

1.2 <strong>Versuch</strong>sdurchführung ...................................................................................................................... 4<br />

1.3 Messgeräte <strong>und</strong> Zubehör ................................................................................................................... 4<br />

1.4 Messgrößen <strong>und</strong> Parameter .............................................................................................................. 4<br />

2 Messwerte ..................................................................................................................................................... 5<br />

3 Auswertung .................................................................................................................................................. 5<br />

3.1 Verwendete Formeln .......................................................................................................................... 5<br />

3.2 Ergebnisse ............................................................................................................................................ 5<br />

4 Diskussion der Ergebnisse .......................................................................................................................... 5<br />

Kapitel 2 „Bestimmung von Opazität, Transparenz <strong>und</strong> Weißgrad“<br />

1 Allgemeiner Teil .......................................................................................................................................... 7<br />

1.1 Aufgabenstellung ................................................................................................................................ 7<br />

1.2 <strong>Versuch</strong>sdurchführung ...................................................................................................................... 7<br />

1.3 Messgeräte <strong>und</strong> Zubehör ................................................................................................................... 7<br />

1.4 Messgrößen <strong>und</strong> Parameter .............................................................................................................. 7<br />

2 Messwerte ..................................................................................................................................................... 8<br />

3 Auswertung .................................................................................................................................................. 8<br />

3.1 Verwendete Formeln .......................................................................................................................... 8<br />

3.2 Ergebnisse ............................................................................................................................................ 8<br />

Kapitel 3 „Zugversuch“<br />

1 Allgemeiner Teil ........................................................................................................................................ 10<br />

1.1 Aufgabenstellung .............................................................................................................................. 10<br />

1.2 <strong>Versuch</strong>sdurchführung .................................................................................................................... 10<br />

1.3 Messgeräte <strong>und</strong> Zubehör ................................................................................................................. 10<br />

1.4 Messgrößen <strong>und</strong> Parameter ............................................................................................................ 10<br />

2 Messwerte ................................................................................................................................................... 11<br />

3 Auswertung ................................................................................................................................................ 12<br />

3.1 Verwendete Formeln ........................................................................................................................ 12<br />

3.2 Ergebnisse .......................................................................................................................................... 12<br />

3.3 Grafische Auswertung ...................................................................................................................... 15<br />

2


Messtechnik <strong>Versuch</strong> 2 <strong>und</strong> 5 Gruppe H<br />

4 Diskussion der Ergebnisse ........................................................................................................................ 17<br />

3


Messtechnik <strong>Versuch</strong> 2 <strong>und</strong> 5 Gruppe H<br />

Kapitel 1 „Glührückstand von Papier“<br />

1 Allgemeiner Teil<br />

1.1 Aufgabenstellung<br />

Für ein Papier ist der Glührückstand zu bestimmen. Dabei ist der Teil als Glührückstand zu<br />

bezeichnen, der nach dem Verbrennen der Papierprobe bei einer festgelegten Temperatur bis<br />

zur Gewichtskonstanz verblieben ist. Der Glührückstand bezieht sich auf eine ofentrockene<br />

Probe <strong>und</strong> wird als Massenanteil in % angegeben. Aus diesem Gr<strong>und</strong> wird eine Papierprobe,<br />

die anschließend zur Berechnung herangezogen wird, im Ofen getrocknet.<br />

1.2 <strong>Versuch</strong>sdurchführung<br />

Vor der <strong>Versuch</strong>sdurchführung wir das zu prüfende Papier auf eine Geometrie von (3 x 3)<br />

mm zerkleinert. Es werden 2 Papierproben zu je einer Masse von 1 Gramm abgewogen. Die<br />

beiden für den <strong>Versuch</strong> notwendigen Keramikschalen werden leer gewogen (mT).<br />

Anschließend wird je Schale eine Papierprobe hinein gefüllt <strong>und</strong> es folgt eine erneute<br />

Messung der Masse (GP) in Gramm (g). Eine Probe wird in den Schnellverascher gestellt, die<br />

andere in den auf 100 °C erhitzen Ofen. Der Schnellverascher wird auf einer Leistung von 50<br />

% <strong>und</strong> 80 min gestellt <strong>und</strong> gestartet. Der Deckel des Veraschers wird geschlossen. Nach 20<br />

min ist die Verkohlungsphase abgeschlossen <strong>und</strong> der Leistungsregler wird auf 100 % gestellt.<br />

Somit wird die notwendige Temperatur von 900 °C erreicht.<br />

Nach Ablauf der <strong>Versuch</strong>sdauer von 80 min werden beide Proben (Schnellverascher <strong>und</strong><br />

Ofen) zum Abkühlen in den Exsikkator gestellt. Nach einer Abkühlphase von 30 min wird die<br />

Masse (GA) je Probe mit der Präzisionswaage bestimmt.<br />

1.3 Messgeräte <strong>und</strong> Zubehör<br />

Für die Durchführung dieses <strong>Versuch</strong>es werden folgende Messgeräte <strong>und</strong> Materialien<br />

benötigt:<br />

- Schalen aus Keramik<br />

- Elektrischer Ofen<br />

- Schnellverascher<br />

- Exsikkator mit Silicagel als Trocknungsmittel<br />

- Analysewaage<br />

- 2 g Papierproben mit einer Geometrie von (3 x 3) mm<br />

1.4 Messgrößen <strong>und</strong> Parameter<br />

GR …Glührückstand in Prozent<br />

mT …Masse des leeren Tiegels in g<br />

GP …Masse der Tiegels mit Papierprobe in g<br />

GA …Masse des Tiegels mit Asche in g<br />

GT …Masse des Tiegels nach Trocknung in g<br />

…Massenanteil der ofentrockenen Probe in Prozent<br />

GOT<br />

4


Messtechnik <strong>Versuch</strong> 2 <strong>und</strong> 5 Gruppe H<br />

2 Messwerte<br />

Masse<br />

leerer<br />

Tiegel in g<br />

mT<br />

Masse<br />

leerer<br />

Tiegel in g<br />

mT<br />

Masse Tiegel<br />

mit Papier in<br />

g GP<br />

Masse Tiegel mit<br />

Asche in g GA GA - mT GP - mT Glührückstand in % GR<br />

17,65 18,67 17,81 0,16 1,01 15,40<br />

Masse Tiegel<br />

mit Papier in<br />

g GP<br />

Masse Tiegel<br />

nach Trocknung<br />

in g GT GT - mT GP - mT<br />

5<br />

GP - mT Glührückstand in % GR<br />

(Korrigiert) (Korrigiert)<br />

0,97 16,10<br />

Massenanteil der<br />

ofentrockenen Probe GOT<br />

in %<br />

15,26 16,26 16,22 0,96 1,00 95,60<br />

3 Auswertung<br />

3.1 Verwendete Formeln<br />

Glührückstand GR in Prozent<br />

GA − mT<br />

GR<br />

= ⋅100%<br />

GP − mT<br />

Massenanteil der ofentrockenen Probe GOT<br />

GT − mT<br />

GOT<br />

= ⋅100%<br />

GP − mT<br />

Korrigierter Glührückstand GR in Prozent<br />

GA − mT<br />

GR<br />

= ⋅100%<br />

( G −m ) ⋅G<br />

P T OT<br />

3.2 Ergebnisse<br />

Glührückstand des gemessenen Papiers:<br />

17,81g−17,65 g<br />

GR<br />

= ⋅ 100% = 15,40%<br />

18,67 g−17,65 g<br />

Korrektur des Ergebnisses durch Bezugnahme auf die ofentrockene Probe:<br />

17,81g−17,65 g<br />

GR<br />

= ⋅ 100% = 16,10%<br />

(18,67 g−17,65 g)<br />

⋅0,956<br />

4 Diskussion der Ergebnisse<br />

Der Glührückstand des Papiers beträgt r<strong>und</strong> 16 %. Dadurch, dass bei der Veraschung eine<br />

Temperatur von 900 °C erreicht wird <strong>und</strong> somit alle organischen Bestandteile des Papieres<br />

wie Cellulose etc. sich verflüchtigen, kann die Aussage getroffen werden, dass die verbliebenen<br />

Bestandteile anorganischer Natur sind. In der Regel handelt es sich hierbei um Füllstoffe, die<br />

dem Papier beim Gießprozess beigemischt werden.


Messtechnik <strong>Versuch</strong> 2 <strong>und</strong> 5 Gruppe H<br />

Abweichung von der Norm DIN 54370:<br />

Die Abweichungen zur DIN 54370 bestehen darin, dass aus Zeitgründen anstatt mit 10 Proben nur mit<br />

einer Papierprobe gearbeitet wurde. Zudem muss bei einer Temperatur von 900 °C eine<br />

Veraschungszeit von 3 St<strong>und</strong>en eingeplant werden.<br />

6


Messtechnik <strong>Versuch</strong> 2 <strong>und</strong> 5 Gruppe H<br />

Kapitel 2 „Bestimmung von Opazität, Transparenz <strong>und</strong> Weißgrad“<br />

1 Allgemeiner Teil<br />

1.1 Aufgabenstellung<br />

Für eine Papierprobe sind die Lichtdurchlässigkeit (Opazität), die Transparenz sowie der<br />

Weißgrad zu bestimmen.<br />

1.2 <strong>Versuch</strong>sdurchführung<br />

Messung des Reflektionfaktors R457, R0:<br />

Für den gewählten Filter mit der Bezeichnung R457 <strong>und</strong> Y-Filter ist der Eichwert des<br />

Schwenkstandards festgelegt. Das Messgerät ist nach diesen Vorgaben zu kalibrieren.<br />

Zur Durchführung der Messung wird ein Papierblatt über einen schwarzen Samt an die<br />

Messöffnung gelegt. Der Zeigerausschlag wird mit der Messtrommel auf Null zurückgestellt<br />

(abgeglichen) <strong>und</strong> der Wert an der Trommel abgelesen <strong>und</strong> notiert.<br />

Messung des Eigenreflektionsfaktors R∞ :<br />

Der Schwenkstandard wird vor die Messöffnung geschwenkt <strong>und</strong> entsprechend des Eicherts<br />

an der Messtrommel eingestellt <strong>und</strong> der Zeigerausschlag mit dem Drehknopf auf Null<br />

zurückgestellt. Zur Messung wird der Schwenkstandard zur Seite geschwenkt. Ein<br />

Papierstapel gleichen Papiers wird an die Messöffnung gelegt <strong>und</strong> der Zeigerausschlag mit der<br />

Messtrommel auf Null zurückgestellt. Der Wert der Messtrommel wird abgelesen <strong>und</strong> notiert.<br />

1.3 Messgeräte <strong>und</strong> Zubehör<br />

Für die Durchführung dieses <strong>Versuch</strong>es werden folgende Messgeräte <strong>und</strong> Materialien<br />

benötigt:<br />

- 10 Papierproben<br />

- Remissionsphotometer<br />

1.4 Messgrößen <strong>und</strong> Parameter<br />

O …Opazität in %<br />

R457 …spektraler Reflektionsfaktor mit Filter R 457<br />

R0 …Weißgrad/Reflektionsfaktor mit Y-Filter<br />

R∞ …Eigenreflektionsfaktor<br />

T …Transparent<br />

δ …Einfluss der Zwischenreflektionen<br />

7


Messtechnik <strong>Versuch</strong> 2 <strong>und</strong> 5 Gruppe H<br />

2 Messwerte<br />

Die Tabelle listet die gemessenen Reflektionsfaktoren <strong>und</strong> die statistische Auswertung auf.<br />

Reflektionsfaktor<br />

Papierprobe Nr. (Filter 6)R457 (Filter 10) R0 (Filter 10) R∞<br />

1 85,60 84,10 89,70<br />

2 85,10 82,90 89,70<br />

3 85,20 82,90 89,75<br />

4 85,50 83,30 89,75<br />

5 85,30 83,90 89,75<br />

6 85,10 82,95 90,60<br />

7 85,10 83,50 90,40<br />

8 85,20 83,70 89,90<br />

9 85,30 83,20 90,30<br />

10 85,40 83,95 89,70<br />

Mittelwert x 85,28 83,44 89,96<br />

Standardabweichung s x<br />

0,18 0,46 0,34<br />

Stabw.d.Mittelwerts s x<br />

0,06 0,14 0,11<br />

Unsicherheit u ( t95% =2,26) 0,13 0,33 0,24<br />

3 Auswertung<br />

3.1 Verwendete Formeln<br />

Mittelwert <strong>und</strong> Standardabweichung<br />

1<br />

x = ⋅ ( x1<br />

+ x2<br />

n<br />

+ ... + xn<br />

)<br />

sx<br />

=<br />

n 1<br />

∑ ( xs<br />

n −1<br />

i=<br />

1<br />

2<br />

− x s )<br />

Standardabweichung des Mittelwertes <strong>und</strong> Unsicherheit<br />

s = x<br />

s x<br />

n<br />

t s u x⋅ =<br />

Opazität Transparenz<br />

R0<br />

O = ⋅ 100%<br />

R∞<br />

T =<br />

⎛ 1<br />

( R∞−R0) ⋅⎜ ⎝ R∞<br />

⎞<br />

−R0⎟⋅100% ⎠<br />

Einfluss der Zwischenreflektionen<br />

2<br />

δ = 1−T − O<br />

3.2 Ergebnisse<br />

Gemittelter Reflektionsfaktor <strong>und</strong> Unsicherheit für Filter R457 in Prozent: (85,28 ± 0,13) %<br />

Gemittelter Reflektionsfaktor <strong>und</strong> Unsicherheit für Filter R0 in Prozent: (83,44 ± 0,33) %<br />

Gemittelter Reflektionsfaktor <strong>und</strong> Unsicherheit für R∞ in Prozent: (89,96 ± 0,24) %<br />

8


Messtechnik <strong>Versuch</strong> 2 <strong>und</strong> 5 Gruppe H<br />

Opazität:<br />

83,44<br />

O = ⋅ 100% = 92,75%<br />

89,96<br />

Transparenz: T =<br />

⎛ 1<br />

⎞<br />

( 0,8996 −0,8344) ⋅⎜ −0,8344 ⋅ 100% = 13,44%<br />

0,8996<br />

⎟<br />

⎝ ⎠<br />

Weißgrad: R457= (85,28 ± 0,13) %<br />

9


Messtechnik <strong>Versuch</strong> 2 <strong>und</strong> 5 Gruppe H<br />

Kapitel 3 „Zugversuch“<br />

1 Allgemeiner Teil<br />

1.1 Aufgabenstellung<br />

Für Papierproben mit relativer Luftfeuchtigkeit von 6 %, Raumluft (38 %) <strong>und</strong> 85 % sollen<br />

mittels einachsigen Zugversuchs die Festigkeitskenngrößen in Maschinen- <strong>und</strong> Querrichtung<br />

ermittelt werden.<br />

1.2 <strong>Versuch</strong>sdurchführung<br />

Die Papierproben sind 48 St<strong>und</strong>en bei<br />

entsprechenden rel. Luftfeuchtigkeit zu<br />

klimatisieren.<br />

An der Maschine ist die Maximalkraft<br />

einzustellen. Die Dehnungsgeschwindigkeit ist<br />

danach zu wählen, dass der Bruch der Probe<br />

innerhalb (20 ± 5) s erfolgt.<br />

Für jede rel. Luftfeuchtigkeit <strong>und</strong> je<br />

Papierfaserrichtung sind 5 Messungen<br />

durchzuführen. Dabei ist darauf zu achten, dass<br />

der Bruch der Probe nicht weniger als 5 mm<br />

von den Einspannklemmen entfernt ist.<br />

10<br />

Abbildung 1.1: Zugversuch<br />

1.3 Messgeräte <strong>und</strong> Zubehör<br />

Für die Durchführung dieses <strong>Versuch</strong>es werden folgende Messgeräte <strong>und</strong> Materialien<br />

benötigt:<br />

- 15 Papierproben<br />

- Präzisionswaage<br />

- Einachsiges Zugmessgerät<br />

1.4 Messgrößen <strong>und</strong> Parameter<br />

FB,b …breitenbezogene Bruchkraft in kN/m<br />

FB …Bruchkraft in Newton<br />

b …Breite der Probe in mm<br />

I …Bruchkraftindex in Nm/g<br />

mA …flächenbezogene Masse in g/m2 εB …Bruchdehnung in %<br />

ΔlB …Längenänderung beim Bruch der Probe in mm<br />

l0 …freie Einspannlänge der Probe in mm<br />

l …Probenlänge in mm<br />

g …Schwerebeschleunigung in m/s2


2 Messwerte<br />

rel. Luftfeuchtigkeit<br />

6% 38% 85%<br />

Längsrichtung<br />

Längenänderung in<br />

mm Δl<br />

Bruchkraft in<br />

kp FB<br />

Flä.bez.Masse in<br />

g/m2 mA<br />

Längenänderung in<br />

mmΔ l<br />

Bruchkraft in<br />

kp FB<br />

Flä.bez.Masse in<br />

g/m2 mA<br />

Längenänderung in<br />

mm Δl<br />

Bruchkraft in<br />

kp FB<br />

Flä.bez.Masse in<br />

g/m2 mA<br />

Messung<br />

1 78,23 9,16 3,0 80,31 7,80 2,6 82,10 6,92 2,9<br />

2 78,59 8,76 3,2 78,84 7,90 2,8 82,80 7,78 3,1<br />

3 77,44 9,06 2,7 79,59 8,42 3,0 81,40 8,62 3,6<br />

4 78,34 8,66 2,6 77,22 7,62 2,4 82,71 8,42 3,2<br />

5 76,05 9,34 3,2 79,87 7,94 2,7 79,50 7,16 2,9<br />

Mittelwert x 77,73 9,00 2,94 79,17 7,94 2,70 81,70 7,78 3,14<br />

s 1,03 0,28 0,28 1,21 0,30 0,22 1,35 0,75 0,29<br />

Standardabweichung x<br />

s 0,46 0,13 0,12 0,54 0,13 0,10 0,60 0,33 0,13<br />

Stabw.d.Mittelwerts x<br />

Unsicherheit u ( t95% =2,78) 1,28 0,35 0,35 1,51 0,37 0,28 1,68 0,93 0,36<br />

rel. Luftfeuchtigkeit<br />

6% 38% 85%<br />

Querrichtung<br />

Längenänderung in<br />

mm Δl<br />

Bruchkraft in<br />

kp FB<br />

Flä.bez.Masse in<br />

g/m2 mA<br />

Längenänderung in<br />

mm Δl<br />

Bruchkraft in<br />

kp FB<br />

Flä.bez.Masse in<br />

g/m2 mA<br />

Längenänderung in<br />

mm Δl<br />

Bruchkraft in<br />

kp FB<br />

Flä.bez.Masse in<br />

g/m2 mA<br />

Messung<br />

1 78,23 3,92 4,6 80,31 3,88 4,8 82,10 3,42 6,0<br />

2 78,59 3,70 5,6 78,84 3,62 6,8 82,80 3,38 6,9<br />

3 77,44 4,16 5,3 79,59 3,56 3,8 81,40 3,18 5,7<br />

4 78,34 3,58 4,5 77,22 3,68 4,4 82,71 3,84 6,0<br />

5 76,05 3,58 5,2 79,87 3,94 5,4 79,50 3,50 7,1<br />

Mittelwert x 77,73 3,79 5,04 79,17 3,74 5,04 81,70 3,46 6,34<br />

s 1,03 0,25 0,47 1,21 0,17 1,14 1,35 0,24 0,62<br />

Standardabweichung x<br />

s 0,46 0,11 0,21 0,54 0,07 0,51 0,60 0,11 0,28<br />

Stabw.d.Mittelwerts x<br />

Unsicherheit u ( t95% =2,78) 1,28 0,31 0,59 1,51 0,21 1,42 1,68 0,30 0,77


3 Auswertung<br />

3.1 Verwendete Formeln<br />

Mittelwert <strong>und</strong> Standardabweichung<br />

1<br />

x = ⋅ ( x1<br />

+ x2<br />

n<br />

+ ... + xn<br />

)<br />

sx<br />

=<br />

n 1<br />

∑ ( xs<br />

n −1<br />

i=<br />

1<br />

− x s )<br />

Standardabweichung des Mittelwertes <strong>und</strong> Unsicherheit<br />

s = x<br />

s x<br />

n<br />

t s u x⋅ =<br />

Breitenbezogene Bruchkraft Bruchkraftindex<br />

FB<br />

FBb<br />

, = in kN/m<br />

b<br />

FBb<br />

, 3<br />

I = ⋅ 10 in Nm/g<br />

m<br />

b = 15mm<br />

Bruchdehnung Reißlänge<br />

ΔlB<br />

ε B = ⋅ 100 in %<br />

l0<br />

FB<br />

R = ⋅10<br />

bm ⋅ A ⋅g<br />

m<br />

g = 9,<br />

81<br />

2<br />

s<br />

3.2 Ergebnisse<br />

Auswertung in Längsrichtung:<br />

6% rel. Luftfeuchtigkeit<br />

A<br />

3<br />

in km<br />

Flä.bez.Masse<br />

Messung in g/m2 Längen- Breitenbez. Bruchkraft-<br />

Bruchkraf änderung in Bruchkraft FB,b index I in Bruch- Reißlänge<br />

mA t in N FB mm l in kN/m Nm/g dehnung R in km<br />

1 78,23 89,86 3,0 5,99 76,58 1,67 7,81<br />

2 78,59 85,94 3,2 5,73 72,90 1,78 7,43<br />

3 77,44 88,88 2,7 5,93 76,51 1,50 7,80<br />

4 78,34 84,95 2,6 5,66 72,30 1,44 7,37<br />

5 76,05 91,63 3,2 6,11 80,32 1,78 8,19<br />

x 77,73 88,25 2,94 5,88 75,72 1,63 7,72<br />

s x<br />

1,03 2,77 0,28 0,18 3,25 0,16 0,33<br />

s 0,46 1,24 0,12 0,08 1,45 0,07 0,15<br />

x<br />

u ( t95%<br />

=2,78) 1,28 3,44 0,35 0,23 4,04 0,19 0,41<br />

Bb , 5,88 0,23<br />

kN<br />

m<br />

( 75,72 4,04) Nm<br />

I = ±<br />

g<br />

ε B = 1,63 ± 0,19 %<br />

R = 7,72 ±<br />

0, 41 km<br />

Breitebezogene Bruchkraft: F = ( ± )<br />

Bruchkraftindex:<br />

Bruchdehnung: ( )<br />

Reißlänge: ( )<br />

2


Messtechnik <strong>Versuch</strong> 2 <strong>und</strong> 5 Gruppe H<br />

Flä.bez.Masse<br />

in g/m 2 mA<br />

Bruchkraft<br />

in N FB<br />

Längenänderung<br />

in mm l<br />

38% rel. Luftfeuchtigkeit<br />

13<br />

Breitenbez.<br />

Bruchkraft<br />

FB,b in kN/m<br />

Bruchkraftindex<br />

I in<br />

Nm/g<br />

Bruchdehnung<br />

Reißlänge<br />

R in km<br />

Messung<br />

1 80,31 76,52 2,6 5,10 63,52 1,44 6,47<br />

2 78,84 77,50 2,8 5,17 65,53 1,56 6,68<br />

3 79,59 82,60 3,0 5,51 69,19 1,67 7,05<br />

4 77,22 74,75 2,4 4,98 64,54 1,33 6,58<br />

5 79,87 77,89 2,7 5,19 65,02 1,50 6,63<br />

x 79,17 77,85 2,70 5,19 65,56 1,50 6,68<br />

s x<br />

1,21 2,92 0,22 0,19 2,16 0,12 0,22<br />

s 0,54 1,30 0,10 0,09 0,97 0,06 0,10<br />

x<br />

u ( t95% =2,78) 1,51 3,63 0,28 0,24 2,69 0,15 0,27<br />

Bb , 5,19 0,24<br />

kN<br />

m<br />

( 65,56 2,69) Nm<br />

I = ±<br />

g<br />

ε = 1,50 ± 0,15 %<br />

Breitebezogene Bruchkraft: F = ( ± )<br />

Bruchkraftindex:<br />

Bruchdehnung: B ( )<br />

Reißlänge: = ( 6,68 ± 0, 27)<br />

Flä.bez.Masse<br />

in g/m 2 mA<br />

R km<br />

Bruchkraft<br />

in N FB<br />

Längenänderung<br />

in mm l<br />

85% rel. Luftfeuchtigkeit<br />

Breitenbez.<br />

Bruchkraft<br />

FB,b in kN/m<br />

Bruchkraftindex<br />

I in<br />

Nm/g<br />

Bruchdehnung<br />

Reißlänge<br />

R in km<br />

Messung<br />

1 82,10 67,89 2,9 4,53 55,12 1,61 5,62<br />

2 82,80 76,32 3,1 5,09 61,45 1,72 6,26<br />

3 81,40 84,56 3,6 5,64 69,26 2,00 7,06<br />

4 82,71 82,60 3,2 5,51 66,58 1,78 6,79<br />

5 79,50 70,24 2,9 4,68 58,90 1,61 6,00<br />

x 81,70 76,32 3,14 5,09 62,26 1,74 6,35<br />

s x<br />

1,35 7,34 0,29 0,49 5,71 0,16 0,58<br />

s 0,60 3,28 0,13 0,22 2,55 0,07 0,26<br />

x<br />

u ( t95% =2,78) 1,68 9,13 0,36 0,61 7,10 0,20 0,72<br />

Bb , 5,09 0,61<br />

kN<br />

m<br />

( 62,3 7,1) Nm<br />

I = ±<br />

g<br />

ε = 1, 7 ±<br />

0, 2 %<br />

Breitebezogene Bruchkraft: F = ( ± )<br />

Bruchkraftindex:<br />

Bruchdehnung: ( )<br />

B


Messtechnik <strong>Versuch</strong> 2 <strong>und</strong> 5 Gruppe H<br />

R km<br />

Reißlänge: = ( 6,35 ± 0,72)<br />

Auswertung in Querrichtung:<br />

Flä.bez.Masse<br />

in g/m 2 mA<br />

Bruchkraft<br />

in N FB<br />

Längenänderung<br />

in mm l<br />

6% rel. Luftfeuchtigkeit<br />

14<br />

Breitenbez.<br />

Bruchkraft<br />

FB,b in kN/m<br />

Bruchkraftindex<br />

I in<br />

Nm/g<br />

Bruchdehnung<br />

Reißlänge<br />

R in km<br />

Messung<br />

1 78,23 38,46 4,6 2,56 32,77 2,56 3,34<br />

2 78,59 36,30 5,6 2,42 30,79 3,11 3,14<br />

3 77,44 40,81 5,3 2,72 35,13 2,94 3,58<br />

4 78,34 35,12 4,5 2,34 29,89 2,50 3,05<br />

5 76,05 35,12 5,2 2,34 30,79 2,89 3,14<br />

x 77,73 37,16 5,04 2,48 31,87 2,80 3,25<br />

s x<br />

1,03 2,45 0,47 0,16 2,11 0,26 0,21<br />

s 0,46 1,10 0,21 0,07 0,94 0,12 0,10<br />

x<br />

u ( t95% =2,78) 1,28 3,05 0,59 0,20 2,62 0,33 0,27<br />

Bb , 2,48 0,20<br />

kN<br />

m<br />

( 31,87 2,62) Nm<br />

I = ±<br />

g<br />

ε = 2,80 ± 0,33 %<br />

Breitebezogene Bruchkraft: F = ( ± )<br />

Bruchkraftindex:<br />

Bruchdehnung: B ( )<br />

Reißlänge: = ( 3, 25 ± 0, 27)<br />

Flä.bez.Masse<br />

in g/m 2 mA<br />

R km<br />

Bruchkraft<br />

in N FB<br />

Längenänderung<br />

in mm l<br />

38% rel. Luftfeuchtigkeit<br />

Breitenbez.<br />

Bruchkraft<br />

FB,b in kN/m<br />

Bruchkraftindex<br />

I in<br />

Nm/g<br />

Bruchdehnung<br />

Reißlänge<br />

R in km<br />

Messung<br />

1 80,31 38,06 4,8 2,54 31,60 2,67 3,22<br />

2 78,84 35,51 6,8 2,37 30,03 3,78 3,06<br />

3 79,59 34,92 3,8 2,33 29,25 2,11 2,98<br />

4 77,22 36,10 4,4 2,41 31,17 2,44 3,18<br />

5 79,87 38,65 5,4 2,58 32,26 3,00 3,29<br />

x 79,17 36,65 5,04 2,44 30,86 2,80 3,15<br />

s x<br />

1,21 1,63 1,14 0,11 1,21 0,64 0,12<br />

s 0,54 0,73 0,51 0,05 0,54 0,28 0,06<br />

x<br />

u ( t95% =2,78) 1,51 2,02 1,42 0,13 1,51 0,79 0,15<br />

Bb , 2, 44 0,13<br />

kN<br />

m<br />

( 30,86 1,51) Nm<br />

I = ±<br />

g<br />

Breitebezogene Bruchkraft: F = ( ± )<br />

Bruchkraftindex:


Messtechnik <strong>Versuch</strong> 2 <strong>und</strong> 5 Gruppe H<br />

Bruchdehnung: ε B = ( ± )<br />

Reißlänge: = ( 3,15 ± 0,15)<br />

Flä.bez.Masse<br />

in g/m 2 mA<br />

2,80 0,79 %<br />

R km<br />

Bruchkraft<br />

in N FB<br />

Längenänderung<br />

in mm l<br />

85 % rel. Luftfeuchtigkeit<br />

15<br />

Breitenbez.<br />

Bruchkraft<br />

FB,b in kN/m<br />

Bruchkraftindex<br />

I in<br />

Nm/g<br />

Bruchdehnung<br />

Reißlänge<br />

R in km<br />

Messung<br />

1 82,10 33,55 6,0 2,24 27,24 3,33 2,78<br />

2 82,80 33,16 6,9 2,21 26,70 3,83 2,72<br />

3 81,40 31,20 5,7 2,08 25,55 3,17 2,60<br />

4 82,71 37,67 6,0 2,51 30,36 3,33 3,10<br />

5 79,50 34,34 7,1 2,29 28,79 3,94 2,94<br />

x 81,70 33,98 6,34 2,27 27,73 3,52 2,83<br />

s x<br />

1,35 2,36 0,62 0,16 1,88 0,34 0,19<br />

s x<br />

0,60 1,06 0,28 0,07 0,84 0,15 0,09<br />

u ( t95% =2,78) 1,68 2,94 0,77 0,20 2,34 0,43 0,24<br />

Bb , 2, 27 0,20<br />

kN<br />

m<br />

( 27,73 2,34) Nm<br />

I = ±<br />

g<br />

ε = 3,52 ± 0,43 %<br />

Breitebezogene Bruchkraft: F = ( ± )<br />

Bruchkraftindex:<br />

Bruchdehnung: B ( )<br />

Reißlänge: = ( 2,83 ± 0, 24)<br />

R km<br />

3.3 Grafische Auswertung<br />

Diagramm 1: Zusammenhang zwischen relativen Luftfeuchtigkeit <strong>und</strong> breitenbezogener Bruchkraft


Messtechnik <strong>Versuch</strong> 2 <strong>und</strong> 5 Gruppe H<br />

Diagramm 2: Zusammenhang zwischen relativen Luftfeuchtigkeit <strong>und</strong> Bruchkraftindex<br />

Diagramm 3: Zusammenhang zwischen relativen Luftfeuchtigkeit <strong>und</strong> Bruchdehnung<br />

16


Messtechnik <strong>Versuch</strong> 2 <strong>und</strong> 5 Gruppe H<br />

Diagramm 4: Zusammenhang zwischen relativen Luftfeuchtigkeit <strong>und</strong> Reißlänge<br />

4 Diskussion der Ergebnisse<br />

Aus den Kräftediagrammen lässt sich entnehmen, dass in Längsrichtung eine höhere Kraft<br />

notwendig ist um die Papierprobe zu durchreißen. Dies lässt sich damit erklären, dass die<br />

Fasern in Längsrichtung/Maschinenrichtung wegen der besseren Verwindung einen<br />

stabileren Verb<strong>und</strong> bilden <strong>und</strong> die Papierproben erst durch einen größeren Kraftaufwand<br />

zerstört(Riss) werden können.<br />

Ebenfalls ist zu beobachten, dass die Dehnbarkeit der Papierproben in Längsrichtung<br />

gegenüber den Papierproben in Querrichtung eine schlechtere ist. Dies lässt sich mit den<br />

zusätzlichen Luftschichten erklären.<br />

17


Messtechnik <strong>Versuch</strong> 2 <strong>und</strong> 5 Gruppe H<br />

Anhang<br />

18

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