CH432047A - Kalibriergerät für Druck- oder Kraft-Messwandler - Google Patents

Description

  
 



  Kalibriergerät für Druck- oder Kraft-Messwandler
In der Messtechnik spielt die Kalibrierung von Druck- oder Kraft-Messwandlern eine bedeutende Ralle. Üblicherweise wird diese Aufgabe im Laboratorium durchgeführt, da die dazu benötigten Messgeräte, wie hydraulische Druck- und Krafterzeugungsgeräte mit den notwendigen elektronischen Auswertegeräten, schwerfällig, nicht transportabel und umständlich zu bedienen sind, so dass   dani    nur ausgebildete Spezialisten eingesetzt werden können. In vielen Fällen ist es aber notwendig, Kalibrierungen, insbesondere   Nachkalibrie-    rungen, im Verlaufe von Messungen direkt am Messobjekt vorzunehmen. Dabei wird in erster Linie die Repetierfähigkeit eines Messwandlers, d. h. die Reproduzierbarkeit seiner Eichwerte geprüft.

   Für solche Prüfungen können einfachere Prüfgeräte verwendet werden, als dies für Absolutmessungen im Labor notwendig ist.



   Die Erfindung betrifft ein für solche Anwendungszwecke besonders geeignetes   Kalibriergerät    für Druckoder Kraft-Messwandler und ist dadurch gekennzeichnet, dass ein elektronisches Auswertgerät (1) mit geeichtem Referenzmesswandler (2) vorhanden ist, wobei ein erstes Anzeigeinstrument (3) auf den Referenzmesswandler (2) bezogen und direkt in der Absolutgrösse der Messwerte geeicht ist, und ein zweites Anzeigeinstrument (5) dem zu prüfenden Messwandler (7) zugeordnet und so geschaltet ist, dass es direkt die   +    Abweichung vom Referenzmesswert in Prozent anzeigt, solange beide Wandler einer gemeinsamen Druck- oder Kraftquelle ausgesetzt werden, und dass ferner ein kalibriertes ablesbares Potentiometer (6) so in den Messkreis des Prüfwandlers geschaltet ist, dass seine Empfindlichkeit bzw.

   sein Eichwert so lange eingestellt werden kann, bis die Abweichung des Prüfwandlers vom Referenzwandler über den ganzen Messbereich des ersteren minimal wird, wonach der Eichwert direkt auf dem kalibrierten Potentiometerknopf abgelesen werden kann.



   Die Erfindung ist am Beispiel von piezoelektrischen Messwandlern und dazugehörenden Auswertegeräten erklärt. Sie ist aber nicht auf diese besondere Ausführungsform beschränkt.



   Es zeigen:
Fig. 1 ein elektronisches Auswertegerät mit 2   Messr    wandlern in Ansicht,
Fig. 2 ein Blockdiagramm eines elektronischen Aus  wertegerätes,   
Fig. 3 einen hydraulischen Druckgenerator im Querschnitt,
Fig. 4 Diagramme, wie sie mit 3 verschieden eingestellten   Eichfaktoren    über dem Druckbereich aufgenommen wurden.



   Entsprechend Fig. 1 ist eine Ausführungsform in Ansicht gezeigt mit dem elektronischen Auswertegerät 1 und dem Referenzmesswandler 2. Das Anzeigeinstrument 3, das vom Referenzmessverstärker gesteuert wird, zeigt den Absolutdruck bzw. die Absolutkraft in   O/o    des eingestellten Messbereiches an. Der Messbereichschalter 4 gestattet das Anzeigeinstrument 3 auf verschiedene Vollausschlagbereiche einzustellen. Das Messwerk 5 ist mit dem Verstärker des Prüfwandlers verbunden und zeigt direkt die Abweichung in + Prozenten des zu prüfenden Messwandlers 7 für den auf Instrument 3 gezeigten Absolutdruck des Referenzwandlers 2 an. Auf dem kalibrierten und mit Einstellzähler ausgerüsteten Knopf 6 ist der Eichfaktor des Prüfmesswandlers so lange zu verstellen, bis dessen Abweichungen über den ganzen Druckbereich Minimalwerte ergeben.

   Eine   sd-    che Auswertung ist in Fig. 4 gezeigt. Darin stellt Linienzug 40 die auf Skala 5 abgelesenen Abweichungen für einen als Beispiel auf Knopf 6 eingestellten Empfindlichkeitswert   1,80 pc/at    über den vollen Messbereich dar. Wird der Kalibrierknopf z. B. auf 1,82 gestellt, so ist die Abweichung bereits über den ganzen Druckbereich gleichmässig verteilt, was somit dem wahrscheinlichsten Empfindlichkeitswert des zu prüfenden Wandlers 7 entspricht. Wird dieser Faktor z. B. noch weiter auf 1,84 pc/at erhöht, so wird die Messabweichung 42 bereits stark negativ. Auf diese Art kann nun der Prüfwandler auf einfache Weise mit hoher Genauigkeit gegen den Referenzwandler geprüft werden, der seinerseits nicht für   Messzwecke,    sondern lediglich als Messstan  dard verwendet wird.

   Natürlich wäre auch eine Empfindlichkeitsangabe in mV/at oder V/kp denkbar.



   In Fig. 2 ist das Auswertegerät von Fig. 1 als Blockschaltbild weiter erklärt. Darin stellt 21 den Referenzwandler dar, welcher auf den Verstärker 22 geschaltet ist. Via Gegenkopplungskondensator 23 und Potentiometer 24 wird der Empfindlichkeitswert des Referenzwandlers 21 auf einen normierten Wert eingestellt, so dass z. B. 1000 at auf dem Wandler 5 m V Ausgangsspannung am Verstärker erzeugen. Auf dem Anzeigegerät 25, das als Millivoltmeter z. B.   äls    Analog- oder Digitalinstrument ausgebildet sein kann, wird die Ausgangsspannung so angezeigt, dass direkt in der Messgrösse abgelesen werden kann. Der zu prüfende Wand  ler    30 wird mit seinem Verstärker 27 verbunden. Derselbe ist mit Gegenkopplungskondensator 28 und kalibriertem Mehrgangpotentiometer 29 in Verbindung.

   Die beiden Wandler werden nun dem gleichen Druck oder der gleichen Kraft P ausgesetzt und erzeugen an ihren betreffenden Verstärkerausgängen Spannungen. Der Absolutwert des Referenzwandlers 21 wird auf dem Anzeigegerät 25 ersichtlich. Weist nun der Prüfwandler 30 an seinem Verstärkerausgang 19 eine andere Spannung auf als der Referenzwandler 21, so zeigt das Differenzanzeigegerät 26 eine + oder - Spannung an, je nachdem das Niveau auf der Seite 20 oder 19 höher ist. Nun wird am kalibrierten Potentiometer 29 (das dem Knopf 6 in Fig. 1 entspricht) so lange verstellt, bis diese Anzeige praktisch auf ihrer Mittelstellung als kleinste Differenz bleibt. Hierauf kann der kalibrierte Eichfaktor d. h.



  Empfindlichkeitswert des Prüfwandlers 30 abgelesen werden.



   Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Druckgenerators für Druckwandler. Diese Konstruktion eignet sich insbesondere für sehr hohe Drücke. Das Gerät besteht aus dem Stahlkörper 30, in welchen der Hoch  druckkolben    31 mit seiner Führung 32 mittels Nippel 33 dichtend eingebaut sind. Referenz- und Prüfmesswand  ler    34 und 35 sind nebeneinander angeordnet, wobei in der Figur 34 durch 35 verdeckt ist, und mittels Bohrungen 36 und 36a (verdeckt durch 36) symmetrisch mit der Bohrung 38 in Verbindung. Der Druckkolben 31 wird mittels Überwurfmutter 39, welche via Feingewinde 40 mit dem Stahlkörper 30 in Verbindung ist, betätigt. Der Körper 30 seinerseits ist auf der Montageplatte 41 befestigt, welche mit einer   Öltropfenschale    42 versehen ist.



   Zur Nachfüllung des Pumpraumes 38 wird der Prüfwandler etwas von seiner Sitzfläche 37 zurückgedreht, worauf das   Ölreservoir    43 durch Anheben des Ventilknopfes 44, der mit einer Dichtkugel 45 verbunden ist, mittels Bohrung 46 mit der Zentralbohrung 38 in Verbindung gebracht und dann der Pumpenkolben 31 zurückgedreht   wird.    Nach Festdrehen des Prüfwandlers ist die Druckpumpe betriebsbereit. Nach Betätigung der   Dberwurfmutter    39 werden beide Messwandler dem gleichen Druckniveau ausgesetzt.



   Für dynamische Prüfungen können die beiden Mess  wertwandler - anstatt    mit dem beschriebenen Auswertegerät - über Standardverstärker an die beiden Ablenkeingänge eines Zweistrahloszillosgraphen angeschlossen werden. Durch Schläge mittels Kunststoffhammer auf die Kolbenverlängerung 47 können sehr rasante Druckanstiege erzeugt werden, die mittels Polaroidkamera verglichen werden können. Der beschriebene Druckgenerator eignet sich somit für statische wie auch dynamische Vergleichsprüfungen. Er kann sowohl mit dem beschriebenen statischen Auswertegerät als auch mit Standard-Oszillographen Verwendung finden, was für beide Geräte, die an sich zusammengehören, grosse Anwendungsgebiete eröffnet.

   Auswertegerät und Druckgenerator sind zweckmässig so gebaut, dass beide leicht transportabel sind und ohne besondere Kenntnis elektronischer Messgeräte bedient wenden können.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Kalibriergerät für Druck- oder Kraft-Messwandler zur Prüfung der Reproduzierbarkeit der Eichwerte der Messwandler kurz vor dem Einbau, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektronisches Auswertegerät (1) mit geeichtem Referenzmesswandler (2) vorhanden ist, wobei ein erstes Anzeigeinstrument (3) auf den Referenzmesswandler (2) bezogen und direkt in der Absolutgrösse der Messwerte geeicht ist, und ein zweites Anzeigeinstrument (5) dem zu prüfenden Messwandler (7) zugeordnet und so geschaltet ist, dass es direkt die + Abweichung vom Referenzmesswert in Prozent anzeigt, solange beide Wandler einer gemeinsamen Druck- oder Kraftquelle ausgesetzt werden, und dass ferner ein kalibriertes ablesbares Potentiometer (6) so in den Messkreis des Prüfwandlers geschaltet ist, dass seine Empfindlichkeit bzw.

   sein Eichwert so lange eingestellt werden kann, bis die Abweichung des Prüfwandlers vom Referenzwandler über den ganzen Messbereich des ersteren minimal wird, wonach der Eichwert direkt auf dem kalibrierten Potentiometerknopf abgelesen werden kann.

   UNTERANSPRUCH Kalibriergerät für Druck- oder Kraft-Messwandler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als gemeinsame Druckquelle ein hydraulischer Kolbengenerator verwendet ist, in welchen sowohl Referenz- als auch Prüfmesswandler eingebaut werden können, wobei der Druckkolben (31) zur Erzeugung des Messdruckes sowohl durch Gewindespindel (40) als auch durch Schlag auf den Kolbenschaft (47) betätigbar ist und dass ferner zur Nachfüllung des Druckraumes zwecks Ausgleichs von Leckverlusten ein Reservoir (43) derart angeordnet ist, dass dasselbe nach Anheben eines Ab schlussventils (45) und nach Lösen des Prüfmesswand iers (35) von seiner Dichtfläche (37) direkt mit dem Druckraum (38) verbunden werden kann.