FORTSCHRITT-· BERICHTE

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Eigenschaften des Meßsystems
Eigenschaften des Meßsystems 157
.
m
20
kg/min
15
----
Eigenentwicklung
Nullpunktfehler in % vom Endwert
0,10
0,05
o,oo--l----+-v-----;'----=-...--::.,;,__,'---------"-v-L__ \~~~_____
10
-0,05
5
-0,10
0,5 1,0
1,5 s 2,0
25 30 35 40 45
Temperatur in ° C
Bild 4.6
Dynamik des Gesamtsystems,
Bild 4.7
Nullpunktfehler bezogen auf den Endwert von 20 kg/min abhängig von der
Temperatur des Meßrohres; die Gehäusetemperatur wurde konstant gehalten
entstehen axiale Spannungen, die ebenfalls zu einer Änderung des Kalibrierfaktors führen.
Diese Zusammenhänge wurden im Kapitel "Mathematische Berechnung" und "Sensorik"
bereits erläutert. Bevor die Auswirkungen von Temperaturschwankungen auf den Kalibrierfaktor
untersucht werden, muß allerdings geprüft werden, ob der Nullpunkt bei
verschiedenen Temperaturen stabil bleibt.
Nullpunkt
Die Temperatur von Meßrohr und Tilgerrohr kann sich stark unterscheiden. Durch die
parallele Anordnung der beiden Rohre entsteht durch die ungleichmäßige Ausdehnung
eine Unsymmetrie im mechanischen Aufbau. Bild 4.7 zeigt die Ergebnisse einer Meßreihe,
in der die Stabilität des Nullpunktes bei gleichbleibender Gehäusetemperatur abhängig
von der Meßrohrtemperatur ermittelt wurde. Neben der Streuung der Meßwerte kann
keine zusätzliche temperaturabhängige Drift beobachtet werden.
Kalibrierf aktor
Nachdem beim Nullpunkt keine temperaturabhängige Drift festgestellt werden konnte,
kann die Drift in den folgenden Messungen ganz der Temperaturabhängigkeit des Kalibrierfaktors
zugerechnet werden. Es wurden hierzu zwei Meßreihen durchgeführt. In der
ersten Meßreihe wurde das Fluid erhitzt. Die Temperatur des Meßrohres steigt stark an.
Die Temperatur des Gehäuses steigt entsprechend dem Wärmeübergang von Meßrohr auf
das Gehäuse langsam. In der zweiten Meßreihe wurde die Temperatur des Fluides konstant
gehalten, jedoch das Gehäuse erwärmt. Beide Meßreihen sind jeweils in einem
Diagramm dargestellt (s. Bild 4.8).
Da das Referenzgerät temperaturkompensiert ist, wird es im folgenden als fehlerfrei
betrachtet. Als Meßfehler wird die Abweichung des neuen Durchflußmessers vom' Referenzgerät
definiert. ~s ergibt sich die in Bild 4.9 dargestellte Abweichung.
Für eine Temperaturkompensation können nun die Meßrohrtemperatur und die Temperaturdifferenz
zwischen Meßrohr und Gehäuse verwendet werden. Diese beiden Größen
wurden während der Messung zusätzlich aufgezeichnet. Bild 4.10 zeigt diese beiden
Größen.
Aus der Form der Kurven ist ersichtlich, daß die Temperaturdifferenz den größeren Ein-