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Die
vorliegende Erfindung betrifft Differenzdruckaufnehmer zum Erfassen
der Differenz zwischen einem ersten Druck und einem zweiten Druck.
Differenzdruckaufnehmer umfassen gewöhnlich ein Messwerk mit einer
Messzellenkammer, in welcher eine Differenzdruckmesszelle angeordnet
ist, welche Differenzdruckmesszelle mit einem ersten hydraulischen
Pfad und einem zweiten hydraulischen Pfad, kommuniziert, wobei der
erste hydraulische Pfad mit einer ersten Trennmembran und der zweite
hydraulische Pfad mit einer zweiten Trennmembran verschlossen ist,
und die Trennmembranen mit dem ersten bzw. zweiten Druck beaufschlagbar
sind.
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Temperaturschwankungen
und die damit einhergehende Volumenausdehnung der Übertragungsflüssigkeit
in den beiden hydraulischen Pfaden bewirken temperaturabhängige Auslenkungen
der Trennmembranen, welche aufgrund der Trennmembransteifigkeiten,
einen Trennmembranfehler bei der Differenzdruckmessung bewirken
können.
Dies gilt insbesondere dann, wenn die Temperaturfehlerkoeffizienten
für den
ersten bzw. zweiten hydraulischen Pfad, also das jeweilige Produkt
aus Volumen, Wärmeausdehnungskoeffizient, und
Membransteifigkeit für
den ersten und den zweiten hydraulischen Pfad nicht identisch ist.
Es wurden zwar in der Offenlegungsschrift
DE 102 34 754 A1 der gleichen
Anmelderin Maßnahmen
offenbart, wie die Symmetrisierung der fraglichen Produkte grundsätzlich erreicht
werden kann, aber aufgrund von Randbedingungen und Toleranzen kann
es vorkommen, dass die angestrebte Symmetrisierung als Lösung nicht
ohne weiteres realisierbar ist.
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Die
hydraulischen Pfade werden in der Praxis getrennt voneinander befüllt, wobei
selbstverständlich das
Ziel verfolgt wird, den Messfehler zu minimieren. Dem sind aber
aus konstruktiven Randbedingungen und Abweichungen zwischen Ist-
und Sollwerten Grenzen gesetzt. Nach dem Abschluss des Befüllens und
dem Verschließen
der hydraulischen Pfade wird gewöhnlich
der Nullpunkt des Differenzdruckaufnehmers festgelegt, indem beide
Trennmembranen mit dem gleichen Druck beaufschlagt werden. Es wird
gewöhnlich
auch die temperaturabhängige
Nullpunktverschiebung aufgezeichnet, die sich aufgrund der abweichenden
Temperaturfehlerkoeffizienten ergibt. Auf diese Weise kann der Fehler
dann elektronisch oder rechnerisch kompensiert werden. Der vorliegenden
Erfindung liegt dagegen die Aufgabe zugrunde, den Fehler in seiner
Entstehung zu verringern, so dass weniger kompensiert werden muss.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
den Differenzdruckaufnehmer gemäß des unabhängigen Patentanspruchs
1.
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Der
erfindungsgemäße Differenzdruckaufnehmer
umfasst ein Messwerk mit einer Messzellenkammer, in welcher eine
Differenzdruckmesszelle angeordnet ist, welche Differenzdruckmesszelle
mit einem ersten hydraulischen Pfad und einem zweiten hydraulischen
Pfad, kommuniziert, wobei der erste hydraulische Pfad mit einer
ersten Trennmembran und der zweite hydraulische Pfad mit einer zweiten
Trennmembran verschlossen ist, und die Trennmembranen mit einem
ersten bzw. zweiten Druck beaufschlagbar sind, wobei der Differenzdruckaufnehmer
ferner einen Ausgleichskanal zwischen dem ersten und dem zweiten
hydraulischen Pfad und eine Absperrvorrichtung zum Unterbrechen
des Ausgleichskanals aufweist.
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Der
Differenzdruckaufnehmer kann zum kontrollierten Öffnen und Schließen des
Ausgleichskanals ein Ventil oder ähnliches aufweisen, beispielsweise
ein Nadelventil, eine Madenschraube mit Nadelspitze oder eine Schraube
mit einem Schneidring. Sofern der Druckausgleich nur einmal nach
der ersten Befüllung
der hydraulischen Pfade erfolgen soll, wenn die Befüllung bei
geöffnetem
Ausgleichskanal erfolgt, dann kann auch eine Verschlusskörper, z.B.
eine Kugel, verwendet werden, der beispielsweise mit einer Schraube
in eine Presspassung gedrückt
wird, wodurch der Verschluss des Ausgleichskanals erfolgt.
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Der
erfindungsgemäße Druckaufnehmer
weist vorzugsweise eine Temperatur T' auf, bei welcher sich die Trennmembranfehler
der ersten und der zweiten Trennmembran gegenseitig kompensieren.
Die Temperatur T' liegt
vorzugsweise in einem Temperaturbereich bei dem mindestens 80% des
maximalen Trennmembranfehlers der ersten und der zweiten Trennmembran
ohne externe Druckdifferenz auftreten, weiter vorzugsweise in einem
Temperaturbereich bei dem mindestens 90% des maximalen Trennmembranfehlers
der ersten und der zweiten Trennmembran ohne externe Druckdifferenz
auftreten, und besonders bevorzugt in einem Temperaturbereich bei
dem mindestens 95% des maximalen Trennmembranfehlers der ersten
und der zweiten Trennmembran ohne externe Druckdifferenz auftreten.
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Der
erfindungsgemäße Druckaufnehmer
weist vorzugsweise eine Temperatur T' auf, bei welcher sich die Trennmembranfehler
der ersten und der zweiten Trennmembran gegenseitig kompensieren.
Die Temperatur T' liegt
vorzugsweise in den oberen oder unteren 20% des für den Differenzdruckaufnehmer
spezifizierten Temperaturbereiches, weiter bevorzugt in den oberen
oder unteren 10% des für
den Differenzdruckaufnehmer spezifizierten Temperaturbereiches,
und besonders bevorzugt in den oberen oder unteren 5% des für den Differenzdruckaufnehmer
spezifizierten Temperaturbereiches.
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Die
beschriebene Lösung
bietet den folgenden Vorteil gegenüber dem Stand der Technik.
Die hydraulischen Pfade werden bisher getrennt voneinander befüllt, wobei
selbstverständlich
das Ziel verfolgt wird, den Messfehler zu minimieren. Dem sind aber
aus konstruktiven Randbedingungen und Abweichungen zwischen Ist-
und Sollwerten Grenzen gesetzt. So können kleinste asymmetrische
Befüllungsfehler
bereits einen temperaturabhängigen
Nullpunktfehler bewirken, der anschließend elektronisch oder rechnerisch
zu kompensieren sind. Der Ausgleichskanal bietet nun die Möglichkeit,
bei einem identischen externen Druck auf der ersten und der zweiten Trennmembran
einen Druckausgleich zwischen dem ersten und dem zweiten hydraulischen
Pfad durchzuführen
und damit den Nullpunktfehler zu minimieren.
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Die
mit dem Erfindungsgemäßen Druckaufnehmer
erzielte Verbesserung lässt
sich folgendermaßen abschätzen. Unterstellt
man, dass beispielsweise der erste hydraulische Pfad mit einem konstruktionsgemäß vorgesehenen
Volumen V1 und der zweite hydraulische Pfad
mit einem konstruktionsgemäß vorgesehenen Volumen
V2 bei einer Befüllungstemperatur T jeweils
mit Masse m1 bzw. m2 Übertragungsflüssigkeit
mit einem Ausdehnungskoeffizienten α sei bei einer Befüllungstemperatur
T, bei welcher die ρ gegeben
ist, befüllt
worden. Unter der Annahme eines linearen Zusammenhangs zwischen
der Volumenausdenkung der Trennmembran und dem damit verbundenen
Trennmembranfehler dp lässt
sich eine membranspezifische Konstante für die Steifigkeit angeben.
Die Steifigkeit der Trennmembranen sei σ1 bzw. σ2.
Die Befüllung
der hydraulischen Pfade sei so erfolgt, dass bei T keinerlei Auslenkung
der Trennmembranen erfolgt und der Trennmembranfehler dp bei der
Temperatur T damit praktisch verschwindet (dp=0). Eine Erhöhung der
Temperatur um einen Wert dT gegenüber der Fülltemperatur führt jedoch
aufgrund der Volumenausdehnung der Übertragungsflüssigkeit
zu einem Trennmembranfehler.
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Der
jeweilige temperaturabhängige
Trennmembranfehler dp(dT) beträgt:
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Für den Nullpunktfehler Δp(dT) des
Differenzdrucks gilt:
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Daraus
folgt unter der Annahme dass m
1+m
2 = m, wobei m die Gesamtmasse der eingefüllten Übertragungsflüssigkeit
ist, und V
1+V
2 =
V, wobei V das Gesamtvolumen des ersten und hydraulischen Pfades
zusammen ausmacht:
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Fordert
man, dass der Nullpunktfehler für
alle dT verschwinden soll, so gilt:
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Dies
entspricht der Symmetrisierung der Produkte, gemäß der Offenlegungsschrift
DE 102 34 754 A1 , für den Fall
identischer Füllflüssigkeitsparameter
in dem ersten und zweiten hydraulischen Pfad. Wie an den Gleichungen
IIa und IIb ersichtlich, muss die Füllflüssigkeitsverteilung auf die
beiden hydraulischen Pfade exakt das gleiche Verhältnis aufweisen,
wie das Volumenverhältnis
der beiden hydraulischen Pfade, wobei sich das Verteilungsverhältnis aus
dem Verhältnis
der Membransteifigkeiten ergibt.
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Die
vollständige
Symmetrisierung ist sehr aufwendig, dagegen ermöglicht die vorliegende Erfindung eine
relative Minimierung des Nullpunktfehlers und des Temperaturkoeffizienten
Tk des Nullpunktfehlers. Dies erfolgt durch
einen Druckausgleich bei einer ausgewählten Temperatur, beispielsweise
der Temperatur der maximalen Trennmembranfehler dp(dT).
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Eine
Freigabe des Ausgleichskanals bei einer Temperatur dTAusgleich bewirkt
eine Verschiebung des Übertragungsfluids,
bis der Nullpunktfehler bei dTAusgleich verschwindet.
Ein anschließendes
Blockieren des Ausgleichskanals fixiert die erzielte Verteilung
des Übertragungsfluids.
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Seien
beispielsweise die folgenden konstruktiven Randbedingungen gegeben
V
1=V
2= V/2, dann
bewirkt der Ausgleich bei dT
Ausgleich eine
Massenverschiebung der Übertragungsflüssigkeit
zwischen dem ersten und dem zweiten Volumen, so dass gilt:
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Der
Temperaturkoeffizient T
k des Nullpunktfehlers
erhält
damit die Form:
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Dieser
Ausdruck zeigt, dass der Temperaturkoeffizient des Nullpunktfehlers
um so geringer ist, je höher
die Ausgleichstemperatur dTAusgleich war,
bei welcher ein Druckausgleich zwischen dem ersten und dem zweiten
hydraulischen Pfad durch den Ausgleichskanal erfolgte, bevor letzterer
verschlossen wurde.
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Wie
eingangs erwähnt,
geht die obige Abschätzung
von konstanten Membransteifigkeiten aus. In den meisten realen Systemen
ist diese Annahme jedoch nur in erster Näherung gültig. Stattdessen nimmt die
Membransteifigkeit mit der Auslenkung der Trennmembran zu. Dies
führt zu
einer Abhängigkeit
höherer
Ordnung des Nullpunktfehlers von der Temperatur. Es ist offensichtlich
dass der Vorteil eines Druckausgleichs bei erhöhter Temperatur für Systeme
mit Abhängigkeiten
höherer
Ordnung zwischen Nullpunktfehler und Temperatur noch ausgeprägter ist.
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Im
Ergebnis ist dann der verbleibende rechnerisch oder elektronisch
zu kompensierende Nullpunktfehler deutlich verringert.
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Zudem
erlaubt es die Erfindung bei der Fertigung der hydraulischen Pfade
mit größeren Toleranzen zu
arbeiten, denn Asymmetrien aufgrund von größeren kontrollierten Fertigungstoleranzen
werden nach der Befüllung
ohne weiteres durch den Druckausgleich zwischen dem ersten und dem
zweiten hydraulischen Pfad kompensiert. Auf diese Weise lassen sich
Fertigungskosten erheblich reduzieren.
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In
der obigen Abschätzung
war der Einfachheit halber davon ausgegangen worden, dass nach der
ursprünglichen
Befüllung
der hydraulischen Pfade mit Übertragungsflüssigkeit
bei der Befüllungstemperatur
jeweils ein Membranfehler von Null vorliegt. Darauf kommt es selbstverständlich beim
erfindungsgemäßen Differenzdruckaufnehmer
nicht an, denn die endgültige
Verteilung der Übertragungsflüssigkeit
zwischen den Volumina der hydraulischen Pfade stellt sich erst nach
dem Druckausgleich über
den Ausgleichskanal ein.
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Nach
einem weiteren Gesichtspunkt kann die Gesamtmenge der Übertragungsflüssigkeit
so gewählt werden,
dass die temperaturabhängige
Auslenkungen der beiden Trennmembranen so abgestimmt sind, dass die
Funktion des Nullpunktfehlers über
der Temperatur in dem für
den Differenzdruckaufnehmer definierten Temperaturbereich hinreichend
genau als Funktion zweiter Ordnung beschrieben werden kann, oder
dass die Ableitung des Nullpunktfehlers nach der Temperatur in dem
für den
Differenzdruckaufnehmer definierten Temperaturbereich eine vorzugsweise
monotone Funktion ist.
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Hierzu
ist in einer derzeit bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Differenzdruckaufnehmers
die Gesamtmenge der Übertragungsflüssigkeit
so auf die Volumina des ersten und zweiten hydraulischen Pfades
abgestimmt, dass bei einem Druckausgleich über den Ausgleichskanal bei
einer Nulllagenausgleichstemperatur nicht nur der Nullpunktfehler
verschwinden würde
sondern auch die individuellen Auslenkungen bzw. Trennmembranfehler
der ersten und der zweiten Trennmembran vernachlässigbar klein bzw. verschwinden
würden.
Die Nulllagenausgleichstemperatur liegt in den oberen oder unteren
5% des für
den Differenzdruckaufnehmer spezifizierten Temperaturbereichs, weiter
bevorzugt in den oberen oder unteren 2% des für den Differenzdruckaufnehmer
spezifizierten Temperaturbereichs und besonders bevorzugt außerhalb
des für
den Differenzdruckaufnehmer spezifizierten Temperaturbereichs. Der
tatsächliche
Druckausgleich über den
Ausgleichskanal erfolgt jedoch bei einer tatsächlichen Ausgleichstemperatur,
die in einem von der Nulllagenausgleichstemperatur abgewandten Endabschnitt
des Temperaturbereichs liegt. Der Differenzdruckaufnehmer weist
daher eine Verteilung der Übertragungsflüssigkeit
zwischen dem ersten und zweiten hydraulischen Pfad auf, die sich
bei einem Druckausgleich über
den Ausgleichskanal bei einer effektiven Ausgleichstemperatur ergibt,
die in einem von der Nulllagenausgleichstemperatur abgewandten Endabschnitt
des Temperaturbereichs liegt.
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Die
Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels in den Figuren
dargestellten Ausführungsbeispiels
erläutert.
Es zeigt:
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1:
ein Diagramm mit den Trennmembranfehlern eines Differenzdruckaufnehmers
mit einer Nulllagenausgleichstemperatur bei Raumtemperatur mit und
ohne Druckausgleich als Funktion der Temperatur;
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2:
ein Diagramm mit dem Nullpunktfehler eines Differenzdruckaufnehmers
mit einer Nulllagenausgleichstemperatur bei Raumtemperatur mit und
ohne Druckausgleich als Funktion der Temperatur;
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3:
ein Diagramm mit den Trennmembranfehlern eines Differenzdruckaufnehmers
mit einer Nulllagenausgleichstemperatur am unteren Rand des Messbereichs
mit und ohne Druckausgleich am oberen Rand des Messbereichs als
Funktion der Temperatur;
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4:
ein Diagramm mit dem Nullpunktfehler eines Differenzdruckaufnehmers
mit einer Nulllagenausgleichstemperatur am unteren Rand des Messbereichs
mit und ohne Druckausgleich am oberen Rand des Messbereichs als
Funktion der Temperatur;
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5:
ein Diagramm mit den Trennmembranfehlern eines Differenzdruckaufnehmers
mit einer Nulllagenausgleichstemperatur am oberen Rand des Messbereichs
mit und ohne Druckausgleich am unteren Rand des Messbereichs als
Funktion der Temperatur;
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6:
ein Diagramm mit dem Nullpunktfehler eines Differenzdruckaufnehmers
mit einer Nulllagenausgleichstemperatur am oberen Rand des Messbereichs
mit und ohne Druckausgleich am unteren Rand des Messbereichs als
Funktion der Temperatur; und
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7:
eine schematische Schnittzeichnung durch einen erfindungsgemäßen Differenzdruckaufnehmer.
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Der
in 7 gezeigte erfindungsgemäße Differenzdruckaufnehmer
umfasst einen im wesentlichen zylindrischen metallischen Grundkörper 1 mit
einer ersten Stirnfläche 2 und
einer zweiten Stirnfläche 3.
An der ersten Stirnfläche
ist eine erste Trennmembran 4 unter Bildung einer ersten
Membrankammer zwischen der ersten Trennmembran 4 und der
ersten Stirnfläche 2 druckdicht
befestigt. Zwischen der ersten Membrankammer und einer ersten Seite
einer Differenzdruckmesszelle 10, welche in dem Grundkörper angeordnet
ist, erstreckt sich ein erster hydraulischer Pfad 6, über den
die Differenzdruckmesszelle 10 mit dem in der ersten Membrankammer
vorherrschenden ersten Druck beaufschlagbar ist. Entsprechend ist
an der zweiten Stirnfläche 3 eine
zweite Trennmembran 5 unter Bildung einer zweiten Membrankammer
zwischen der zweiten Trennmembran 5 und der zweiten Stirnfläche 3 druckdicht
befestigt. Zwischen der zweiten Membrankammer und einer zweiten
Seite der Differenzdruckmesszelle 10, welche in dem Grundkörper angeordnet
ist, erstreckt sich ein zweiter hydraulischer Pfad 7, über den
die Differenzdruckmesszelle 10 mit dem in der zweiten Membrankammer
vorherrschenden zweiten Druck beaufschlagbar ist. Das Signal der
Differenzdruckmesszelle 10 ist abhängig von der Differenz zwischen
dem ersten Druck und dem zweiten Druck.
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In
der ersten und der zweiten Stirnfläche 2, 3 des
Grundkörpers 1 können Membranbetten
ausgebildet sein, die hier nicht im Detail dargestellt sind. Die
Tiefe der Membranbetten hängt
u.a. von der zu erwartenden Auslenkung der Trennmembranen im Messbetrieb
ab. Soll die Nulllagenausgleichstemperatur bei der minimalen Betriebstemperatur
des Differenzdruckaufnehmers liegen, so ist keine temperaturbedingte
Auslenkung der Trennmembranen in Richtung der Membranbetten zu erwarten.
Entsprechend flach können
die Membranbetten bei dieser Varianten gewählt sein. Wenn die Nulllagenausgleichstemperatur
bei der maximalen Betriebstemperatur liegen soll, dann ist es vorteilhaft
entsprechend tiefere Membranbetten vorzusehen, da die temperaturabhängigen Auslenkungen
der Trennmembranen in Richtung der Membranbetten erfolgt.
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In
jedem Fall ist zu gewährleisten,
dass die Trennmembranen nicht schon aufgrund von Temperaturänderungen
zur Anlage am Membranbett kommen, da auf diese Weise die Druckübertragung
zum Differenzdruckmesszelle unterbrochen wäre.
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Zwischen
dem ersten hydraulischen Pfad 6 und dem zweiten hydraulischen
Pfad 7 erstreckt sich ein Ausgleichskanal 12,
welcher mit einer Verschlussschraube 11 druckdicht verschließbar ist.
Der Ausgleichskanal 12 kann beispielsweise mit Abschnitten
des ersten und/oder zweiten hydraulischen Pfades 6, 7 In
einem Fertigungsschritt als durchgehende Bohrung gefertigt werden.
Grundsätzlich
sind aber hinsichtlich des Verlaufs des Ausgleichskanals und dessen
Herstellung keinerlei Beschränkungen
gegeben. Es ist lediglich erforderlich, dass er eine Kommunikation
zwischen dem ersten und dem zweiten hydraulischen Pfad ermöglicht, die
durch ein geeignetes Absperrelement, beispielsweise eine Verschlussschraube,
unterbrochen werden kann.
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Der
erste und der zweite hydraulische Pfad 6, 7 weisen
jeweils einen ersten bzw. zweiten Füllkanal 8, 9 auf,
die sich zur Mantelfläche
des Grundkörpers 1 erstrecken. Über die
Füllkanäle 8, 9 sind
die hydraulischen Pfade mit einer Übertragungsflüssigkeit
befüllbar.
Die Füllkanäle weisen
dem Fachmann geläufige,
geeignete Verschlussmittel auf, mit denen die Füllkanäle nach der Befüllung druckdicht
abgeschlossen werden.
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Ggf.
kann der Differenzdruckaufnehmer zudem eine Überlastkammer mit einer Überlastmembran
aufweisen, wobei die Überlastmembran
die Überlastkammer
teilt und jeweils ein Teil der Überlastkammer
mit dem ersten bzw. zweiten hydraulischen Pfad kommuniziert. Im
Falle einer Differenzdrucküberlast
wird die Überlastmembran
ausgelenkt und die Überlastkammer
nimmt das Volumen aus der hochdruckseitigen Membrankammer auf, bis
die Trennmembran zur Anlage kommt, wodurch ein weiterer Druckanstieg
verhindert ist. Einzelheiten hierzu sind dem Fachmann bekannt und
müssen
hier nicht vertieft werden.
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Hinsichtlich
der Wahl der Differenzdruckmesszelle sind keine Beschränkungen
gegebnen. Sie kann nach allen gängigen
Messprinzipien arbeiten, beispielsweise resistiv, insbesondere piezoresistiv
oder mit Dehnungsmessstreifen, kapazitiv mit Einkammer- oder Zweikammer-Messzellen oder nach
einem Resonanzverfahren.
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Die
Auswirkung des Druckausgleichs in dem erfindungsgemäßen Differenzdruckaufnehmer
soll nun anhand der 1 bis 6 erläutert werden. 1, 3 und 5 zeigen
jeweils die individuellen Trennmembranfehler der beiden Trennmembranen
eines Differenzdruckaufnehmers für
verschiedene Füllmengen bzw.
Nulllagenausgleichstemperaturen. Hierbei stellen die Quadrate und
Rauten stets die Trennmembranfehler ohne nachträglichen Druckausgleich dar,
während
die x-Smbole und +-Symbole die entsprechenden Trennmembranfehler
nach erfolgtem Druckausgleich bei ausgelenkten Trennmembranen angeben.
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Die
entsprechenden Nullpunktfehler sind jeweils den Figuren mit dem
nächst
höheren
Zähler
zu entnehmen, also den 2, 4 und 6,
wobei die Dreiecke den Nullpunktfehler ohne Druckausgleich und die
*-Symbole den Nullpunktfehler nach erfolgten Druckausgleich bei
ausgelenkten Trennmembranen zeigen.
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Das
Beispiel der 1 und 2 betrifft
eine Befüllung
mit einer Füllmenge
die einer Nulllagenausgleichstemperatur von etwa Raumtemperatur
entspricht. D.h., beide hydraulischen Pfade wurden bei Raumtemperatur
mit einer solchen Füllmenge
befüllt,
dass die Trennmembranen nicht ausgelenkt wurden, dementsprechend
verschwand der Trennmembranfehler für beide Trennmembranen bei
Raumtemperatur. Die Trennmembranen zeigen ansonsten eine Abhängigkeit
zweiter Ordnung von der Temperatur der Übertragungsflüssigkeit.
Der Nullpunktfehler ohne Druckausgleich der eine Differenz zweier
dieser Kurven ist, hat selbverständlich
den gleichen allgemeinen Verlauf. Ein Druckausgleich bei erhöhter Temperatur,
hier etwa 125°C,
bewirkt eine erhebliche Verringerung des Nullpunktfehlers. Allerdings
ist der Verlauf der Steigung der Kurve nicht mehr monoton, und die mathematische
Modellierung zur rechnerischen Kompensation des verbleibenden Nullpunktfehlers
erfordert einen gewissen Aufwand.
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Das
Ausführungsbeispiel
in 3 und 4 vermeidet diese Schwierigkeit,
indem die Füllmenge
an Übertragungsflüssigkeit
auf eine Nulllagenausgleichstemperatur von etwa –20°C abgestimmt ist, welches der unteren
Grenze des angestrebten Messbereichs entspricht. Ein Druckausgleich
bei etwa 125°C
bewirkt dann erstens eine erhebliche Verminderung des Nullpunktfehlers
und zweitens einen einfacher modellierbaren Verlauf des Nullpunktfehlers über den
gesamten Messbereich.
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Das
Ausführungsbeispiel
in 5 und 6 greift den Lösungsansatz
des vorigen Ausführungsbeispiels
auf und modifiziert ihn, indem die Füllmenge an Übertragungsflüssigkeit
auf eine Nulllagenausgleichstemperatur von etwa 100°C abgestimmt
ist, welches der oberen Grenze des angestrebten Messbereichs entspricht.
Ein Druckausgleich an der unteren Grenze des Messbereichs bei etwa
0°C bewirkt
wie zuvor eine erhebliche Verminderung des Nullpunktfehlers sowie
einen gutmütigeren
Verlauf des Nullpunktfehlers über
den gesamten Messbereich.
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Wenn
also ein gut modellierbarer Verlauf für einen reduzierten Nullpunktfehler
angestrebt wird, dann ist im Ergebnis die Befüllmenge auf eine Nulllagenausgleichtemperatur
an einer ersten Grenze oder nahe der ersten Grenze außerhalb
des angestrebten Messbereichs des Differenzdruckaufnehmers abzustimmen,
und der Druckausgleich ist anschließend bei einer Temperatur an
oder nahe der zweiten Grenze innerhalb oder außerhalb des Messbereichs durchzuführen. Nahe
einer Grenze bedeutet beispielsweise nicht mehr als 15 % des Messbereichs
von der Grenze entfernt, vorzugsweise nicht mehr als 10% des Messbereichs
von der Grenze entfernt und besonders bevorzugt nicht mehr als 5%
des Messbereichs von der Grenze entfernt. Der Begriff Messbereich
bezieht sich hier auf den für
den Differenzdruckaufnehmer im Messbetrieb spezifizierten Temperaturbereich.
