-
Einrichtung. zur Berichtigung der Angaben von Meßgeräten Es gibt eine
große Anzahl von Fällen, in denen die Angabe eines Meßgerätes durch eine oder mehrere
unabhängig voneinander wirkende Größen beeinflußt wird: Die Angaben des Meßgerätes
werden bei einer Änderung dieser Größen gefälscht, wenn nicht für eine entsprechende
Korrektur durch geeignete Vorrichtungen gesorgt wird.
-
Einen bekannten Fall dieser Art bildet die Venturimengenmessung strömender
Gase und Dämpfe bei verschiedenen Drücken und Temperaturen. Druck und Temperatur
verändern das spezifische Gewicht y und damit auch gemäß der bekannten Gleichung
den Meßdruclc H.
-
Das bedeutet also, daß unter sonst gleichbleibenden Verhältnissen
bei einer gegebenen Menge G der Meßdruck H und damit der Ausschlag des Apparates
sich ändert, wenn durch. eine Temperatur- oder Druckänderung das spezifische Gewicht
y des- zu-- messenden Stoffes eine Änderung erfährt.
-
Es ist bekannt, bei Strömungsmengenmessern eine selbsttätige Korrektur
der Meßgrößc nach den Zustandsgrößen des zu messenden Mediums durch Anwendung von
Hebelübersetzungen vorzunehmen: Diesem Bekannten gegenüber bietet die besondere
Ausbildung des: Erfindungsgegenstandes technische Vorteile,. die im wesentlichen
in der großen Einfachheit'@des Gerätes und in der Genauigkeit der damit erzielbaren
Korrektur der Meßgröß'e bestehen.
-
Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung in Anwendung
auf die Venturimengenmessung dargestellt, und zwar zeigt Abb. z eine Seitenansicht
der Einrichtung für Druckberichtigung allein, Abb. 2 eine entsprechende Vorderansicht.
Abb. 3 ist die schematische Darstellung der mathematischen Beziehungen.
-
Abb. q, zeigt eine Abänderung der Einrichtung für den Fall, daß zwei
verschiedene Einflüsse auf das Meßergebnis einwirken, z. B. Druck und Temperatur
bei der erwähnten Venturimessung: ä ist die Übertragungswelle des Meßgerätes, auf
der für gewöhnlich der Zeiger oder die Schreibfeder befestigt ist: Auf dieser Welle
sitzt der Arm b. Im Punkt c 'dieses Armes ist ein Lenker d drehbar angeordnet, der
über eine Gelenkhülse e zur Gelenkhülse f
führt: Die Gelenkhülse e
wird von der oder den zu berichtigenden Korrekturgrößen in der Richtung des senkrechten
Durchmessers g des Kreises h verschoben (s: Abb. i). In dem dargestellten. Beispiel
wird diese Verschiebung durch eine vom Druck beeinflußte Bourdonfeder m über ein
Zahnsegment n, Zahnrad. o und Zahnstange p bewirkt. Von der Gelenkhülse
f führt ein Arm i zu einer zweiten
Welle 1-,-welche,in__dier
Verlängerung der Welle a liegt-und-deren-Winkelausschlag nunmehr das korrigierte
Meßergebnis angibt.
-
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende Ist der Einfluß. der
zu berichtigenden Korrekturgröße gleich Null, so steht die -Gelenkhülse e genau
in der Mitte des Lenkers d; also in der Verlängerung der Welle a.- Dreht sich diese
und damit der Arm bum den Winkel x aus der Nullstellung (A`bb:3), so-machtgleichzeitig
der Arm i einen Winkelausschlag, wobei a = ß ist. Der Winkelausschlag
ä bzw. ß ist dabei der zu messenden Größe proportional, z.. B. im Falle eines
Venturidampfmessers proportional der Wurzel aus dem Meßdruck und ":damit auch proportional
der Durchflußmenge.
-
Tritt eine Änderung der zu berücksichtigenden Korrekturgröße auf,
so findet damit auch ein Einfluß auf das Meßergebnis statt: In -diesem Falle
wird die Gelenkhülse e proportional der zu berücksichtigenden Korrekturgröße auf
g verschoben. Erfolgt- diese Verschiebung in der senkrechten Richtung. nach oben,
-so wird der Winkel ß größer ,als der Winkel a, erfolgt dagegen die Verschiebung
nach unten, so wird der Winkel-ßkleiner als a.
-
Die Beziehung zwischen den Winkeln a und ß ergibt sich aus ` folgender
nathematischer..Betrachtung. -Mit den Bezeichnungen der A:bb: -3 wird ` .
-
- ß=ä-@2d. Iiü Dreieck qcs ist (b =-y .-cos
u) tg b - y # sin a,
Der '\ÄTinkel ß ist also bestimmt durch- ä und das Verhältnis
Der Zusammenhang zwischen a und, ß ist für a - Werte bis- 4.o° und
Verhältnisse
> 6 praktisch linear. Die angegebenen. - Abmessungen ergeben - praktisch günstige
konstruktive- Verhältnisse für die Berichtigungseinrichtung. - Diese"- -Vorrich--tung
kann älsö. für alle die Fälle Verwendung finden, in denen die Korrekturgröße eine
lineare-Vergrößerung ,oder Verkleinerung der Meßgröße bedingt: . -Bei der beschriebenen
Ausführung ist nur die Druckberichtigung berücksichtigt worden. Es kann nun= der
Fall eintreten, daß noch eine zweite Größe, z. B. die Temperatur, ebenfalls berücksichtigt
werden soll.
-
Es handelt sich hierbei darum, die Verschiebung der Gelenkhülse e
von den beiden Korrekturgrößen ausführen zu lassen. Dies wird beispielsweise durch
die in Abb. q. dargestellte Einrichtung ermöglicht.
-
Die Druckberichtigung durch die Bourdonfeder na wirkt durch
Vermittlung des Zahnsegmentes n und des Zahnrades o auf das eine Kronrad i eines
Differentialgetriebes ein, welches mit dem Planetenrad :2 des Differentialgetriebes
in Eingriff steht. Das zweite Kronrad 3 des Differentialgetriebes wird in ganz ähnlicher
Weise, aber im umgekehrten Sinne, von einer durch die Temperatur beeinflußten Bourdonfeder
q. verstellt. Auf der durchgehenden Welle 5 des Planetenrades 2 sitzt das Zahnrad
6, welches die Zahnstange-p der Berichtigungseinrichtung nach Abb. i und 2 betätigt.
-
Theoretisch sind Abweichungen von der Linearität zwischen Korrektur
und Meßgröße vorhanden, und zwar in der Weise, daß bei wachsendem : Winkel a der
Winkel ß etwas kleiner wird, als der genauen linearen Beziehung entspricht. Diese
an und für sich geringe Abweichung von dem linearen -Zusammenhang zwischen a und
/1 ist bei einer vorzunehmenden Druck- oder Temperaturberichtigung- am Venturidampf-
und -gasmesser sogar von meßtechnischem Vorteil. Bekanntlich müß bei der Venturidampf-
und -gasmessung eine sogenannte EYpansionsherichtigung durchgeführt werden, die
dadurch bedingt ist, daß sich das spezifische Gewicht des Stoffes mit der -Druckabsenkung
im Venturirohre ändert: Dadurch tritt an Stelle des linearen Zusammenhangs zwischen
Durchflußmenge und Meßdruck eine hiervon etwas abweichende Kurve, - deren Charakter
praktisch mit großer Genauigkeit -demjenigen entspricht, der sich aus dem obenerwähnten,
nicht ganz linearen Zusammenhang zwischen a und ß ergibt. Es besteht also die Tatsache,
daß die Ilebelvorrichtung gemäß der Erfindung neben einer Zustandsberichtigung nach
Druck und Temperatur auch eine Expansionsberichtigung selbsttätig vornimmt. Als
Verstellorgan für die Gelenkhülse e kann selbstverständlich an Stelle einer Bourdonfeder
auch irgendeine andere bekannte Vorrichtung verwandt werden.