Druckerfassung in Test & Measurement Anwendungen braucht starke Kerntechnologie

by STS Sensors on Juli 18, 2018
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T&M Druckmesstechnik

Ob Motor- und Getriebeprüfstände, die Überwachung hydraulischer Systeme, Dichtigkeitsprüfungen oder die Kalibrierung medizinischer Geräte: Auf die Präzision der Druckmesstechnik müssen sich Anwender verlassen können.


Zuverlässige Druckmesstechnik braucht eine starke Kerntechnologie. Zwar gibt es verschiedene Arten von Druckmessumformern, für Test & Measurement Anwendungen sind aber Messinstrumente mit piezoresistiver Halbleiter-Technologie oft die erste Wahl. Das hat einen einfachen Grund: Im Gegensatz zu Dickschichtsensoren (Basiswerkstoff Keramik) oder Dünnfilmsensoren (Basiswerkstoff Metall) zeichnen sich auf Halbleiter-Dehnungsmessstreifen (DMS) basierende piezoresistive Drucksensoren durch eine konkurrenzlose Empfindlichkeit aus, durch die Drücke im mbar-Bereich messbar werden. Ergänzt durch eine hervorragende Genauigkeit von bis zu 0,05 Prozent der Spanne, bringen piezoresistive Drucksensoren genau jene Eigenschaften mit, die bei Kalibrieraufgaben im medizinischen Bereich oder anspruchsvollen Aufgaben in der Motorenentwicklung wichtig sind.

Langzeitstabil auch bei Überlast

Besonders bei der Erprobung neuer Technologien können Anwender nicht im Vorhinein wissen, welche Drücke auf der Sensorik lasten. Gerade bei der Druckmessung in Flüssigkeitspumpen oder in hydraulischen Systemen kann es zu Druckspitzen kommen, die den anvisierten Messbereich bei weitem übersteigen. Wenn Anwender in diesem Fall nicht Druckmessumformer auf Vorrat gekauft haben, kann ein defektes Messgerät Entwicklungszyklen aus der Bahn werfen – mit weitreichenden Folgen.

Die Lebensdaueroptimierung der Messinstrumente ist also neben der hohen Präzision ein weiterer Faktor, der eine starke Kerntechnologie bei Test & Measurement Anwendungen erfordert. Dies bedarf auf Herstellerseite eine eingehende Prüfung der Ausgangsmaterialien und eine gewissenhafte Qualifizierung der Produkte. So ist die Temperaturanfälligkeit eine Schwäche piezoresistiver Druckaufnehmer, die jedoch durch verschiedene Massnahmen soweit kompensiert werden kann, dass sie in der Praxis keine Rolle mehr spielt (mehr dazu lesen Sie hier).

Druckmesstechnik Gesamtfehler – Höchste Präzision über das komplette Temperaturband.

Gesamtfehler – Höchste Präzision über das komplette Temperaturband.

Zur Lebensdaueroptimierung der Druckmessumformer tragen noch zwei weitere wichtige Massnahmen auf Herstellerseite, wie sie bei STS standardmässig durchgeführt werden, bei. So ist in piezoresistiven Druckmessumformern besonders im ersten Jahr noch recht viel Bewegung. Durch eine thermische Behandlung kann man diese aber vorwegnehmen und das Messinstrument entsprechend stabilisieren. Fehler, die im ersten „Lebensjahr“ eines Sensors üblich sind, fallen somit weg. Des Weiteren ist es bei Druckmessumformern von STS inzwischen Standard, dass sie mindestens das Dreifache ihres Messbereichs als Überlastdruck aushalten, ohne Schaden zu nehmen. Der Überdruck kann übrigens individuell nach Kundenwunsch gestaltet werden. Mehr über die Lebensdaueroptimierung von Druckmessumformern lesen Sie hier.

Test & Measurement: Präzision ist individuell

Wann ist ein Druckmessumformer präzise? Ganz klar: Wenn er den Anforderungen der jeweiligen Anwendung möglichst genau entspricht. Das bedeutet: Je individueller ein Messinstrument an eine Anwendung hin angepasst werden kann, desto genauere Messergebnisse kann es liefern.

Die anwendungsspezifischen Erfordernisse zu bedienen, ist vor allem in Test & Measurement Anwendungen wichtig. Natürlich spielt auch hier die Genauigkeit eine Rolle, da ein auf einen Messbereich von 1 bis 5 bar optimierter Drucksensor bei einem Fehler von 0,05 % der Spanne genauer ist als ein Gerät mit einem Messbereich von 1 bis 50 bar. Doch auch die Integration des Messinstruments spielt oft eine grosse Rolle. Beispielsweise bei der Entwicklung neuer Motoren wird am Prüfstand inzwischen so viel Sensorik montiert, dass die Anschlussmöglichkeiten eine ebenso grosse Rolle spielen wie die Abmessungen des Messinstruments.

Prinzipiell arbeitet STS bei der Entwicklung seiner Messinstrumente immer nach einem modularen Designprinzip. Dadurch können alle Produkte mit einem Prozessanschluss nach Wunsch geliefert werden. Auch steht eine breite Auswahl an Materialien zur Verfügung, um Medienunverträglichkeiten auszuschliessen. Druckmessbereiche werden individuell auf die jeweilige Anforderung hin optimiert. Diese Individualisierung der Messinstrumente kann binnen kurzer Zeit realisiert werden. Ein wichtiges Kriterium bei Test & Measurement Aufgaben, da besonders bei der Erprobung neuer Technologien unerwartete Messaufgaben anfallen können. Um lange Standzeiten zu vermeiden und unnötig Geld zu verlieren, ist die Bereitstellung einer den Spezifikationen entsprechenden Lösungen ein wichtiger Faktor.

Topics: Drucksensor, Druckmessung, Drucktransmitter, Druckmesstechnik

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