{"id":15594,"date":"2021-01-15T11:00:12","date_gmt":"2021-01-15T10:00:12","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.wika.com\/de\/?p=15594"},"modified":"2022-04-28T06:53:01","modified_gmt":"2022-04-28T04:53:01","slug":"kalibrierung-eines-kolbenmanometers-mittels-crossfloat-methode","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.wika.com\/de\/know-how\/kalibrierung-eines-kolbenmanometers-mittels-crossfloat-methode\/","title":{"rendered":"Kalibrierung eines Kolbenmanometers mittels Crossfloat-Methode"},"content":{"rendered":"

Mechanische Kolbenmanometer (Prim\u00e4rnormale) basieren auf der physikalischen Definition von <\/strong>Druck: Kraft\/Fl\u00e4che. Das Funktionsprinzip ist wie folgt: Auf dem Kolbenzylindersystem des Kolbenmanometers werden Massenscheiben aufgelegt. Durch die lokale Fallbeschleunigung erzeugen diese Massenscheiben eine definierte Kraft. Mittels einer typischerweise integrierten, mechanischen Pumpe wird ein Druck (Gegendruck) erzeugt. Der Gegendruck muss so hoch sein, dass die Massescheiben inkl. freilaufendem Kolben des Kolbenzylindersystem angehoben werden (schweben). Ist dieser Zustand erreicht, ist der mittels Kolbenmanometer generierte Druck am Testport hochgenau bestimmt. Dank dieser Methode sind Kolbenmanometer die genauesten Referenzger\u00e4te.<\/strong><\/p>\n\n

Kolbenzylindersystem<\/p><\/div>\n \n

Auch wenn das Prinzip auf der Definition von Druck basiert, sind diese hochgenauen Ger\u00e4te in regelm\u00e4\u00dfigen Abst\u00e4nden zu kalibrieren, um das Vertrauen in das Ger\u00e4t zu sichern. Dabei ist der Kolbenquerschnitt der einzige Parameter, welcher nicht durch optische oder mechanische Messungen bestimmt werden kann. Deshalb erfolgt die Bestimmung des Kolbenquerschnitts mit einer Vergleichsmethode – der sog. Crossfloat-Methode. Diese ist noch komplexer und dementsprechend aufw\u00e4ndiger bzw. zeitintensiver als die Handhabung eines Kolbenmanometers. Die Ermittlung der Querschnittsfl\u00e4che eines Kolbens erfolgt bei mehreren Pr\u00fcfpunkten gemessen gegen ein Referenzkolbenmanometer.<\/p>\n

Funktionsprinzip eines Kolbenmanometers<\/h2>\n

Das Funktionsprinzip sieht einfach aus, jedoch steckt der \u201eTeufel\u201c im Detail. Denn es gibt bei der Messung viele Einflussfaktoren. Die Berechnung des gemessenen Drucks erfolgt mittels folgender Formel:<\/p>\n

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\nParameter wie Kolbentemperatur, Umgebungsbedingungen (Druck, Temperatur, Luftfeuchte) sowie Ausdehnungskoeffizient des Kolbens haben einen wesentlichen Einfluss auf das Messergebnis. Um die beste Messgenauigkeit mit einem Kolbenmanometer zu erzielen, sind alle Parameter zu messen und bei der Druckberechnung zu ber\u00fccksichtigen.<\/p>\n

Beschreibung der Crossfloat-Kalibrierung<\/h2>\n

Die Crossfloat-Kalibrierung erfordert die Messung und Verarbeitung der doppelten Anzahl an Parametern, da diese Kalibriermethode auf einem Vergleich des zu bestimmenden Kolbens mit einem Referenzkolben basiert. Alle ger\u00e4tespezifischen Parameter des Referenzsystems wie Massen und Kolbendurchmesser sind bekannt. \u00dcber entsprechende Temperaturf\u00fchler erfolgt die Dokumentation sowie die Ber\u00fccksichtigung der Kolbentemperatur. F\u00fcr das zu vermessende System k\u00f6nnen die Massen ausgewogen und die Kolbentemperatur \u00fcber einen Temperaturf\u00fchler gemessen werden. Somit ist der Kolbenquerschnitt des Pr\u00fcflings die einzige Unbekannte im System. Beide Systeme sind druckseitig miteinander verbunden:<\/p>\n

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\u00a0<\/h2>\n

Bestimmung des Kolbenquerschnitts (Crossfloat-Methode)<\/h2>\n

Der Ablauf f\u00fcr die Bestimmung des Kolbenquerschnitts ist wie folgt:<\/p>\n