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Feuchtigkeitsmesser Die in der Technik bisher gebräuchlichen Luftfeuchtigkeitsmesser
lassen sich in zwei Gruppen einteilen: Hygrometer und Psychrometer. Unter den Hygrometern
ist am bekanntesten das Haarhygrometer. Sein großer Vorteil ist die unmittelbare
Ablesbarkeit der Feuchtigkeit in Prozenten relativer Feuchtigkeit. Nachteile sind
die große Ungenauigkeit und die starke Nullpunktänderung bei nicht ganz sorgfältiger
Pflege. Weiterhin ist eine Fernanzeige der Meßwerte nur durch umständliche Hilfsmittel
möglich, die ihrerseits die Fehlerquellen noch vermehren.
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Die Psychrom:eter bestehen aus einem trockenen und einem feuchten
Thermometer. Der Unterschied zwischen den beiden: Anzeigen wird als psychr.ometrische
Differenz abgelesen. Sind Raumtemperatur und. ps.ychr;>metrische Differenz bekannt,
so kann man aus einer Psychrometertafel die relative Feuchtigkeit entnehmen. Das
trokkene und das feuchte Thermometer kann man auch durch eineThermobatterie ersetzen,
deren eine Lötstellenreihe trocken der Raumtemperatur ausgesetzt wird, während die
.andere feucht gehalten wird. In dieser Ausführung gestattet das Psychrometer zwar
sehr einfache Fernmessung ;und ist auch für technische Zwecke genau genug, doch
sind bei schwankender Raumtemperatur stets zwei Ablesungen, nämlich psychrometrische
Differenz und Raumtemperatur, notwendig, mit deren Hilfe dann aus einem Nomogr@amm,
einer Psychrometertafel oder einer Kurvens.charskala der Wert der relativen Feuchtigkeit
ermittelt wird. Eine unmittelbare Aufzeichnung der relativen Feuchtigkeit ist dementsprechend
nicht möglich; man muß vielmehr Raumtemperatur und psychrometrische Differenz aufzeichnen
lassen und diese Aufzeichnung auswerten.
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Um .diese Nachteile zu vermeiden, hat man folgende Überlegungen angestellt.
Entnimmt man einer Ps.ychrometertafel die zueinandergehörenden Werte von psychrometrischer
Differenz und Raumtemperatur für eine bestimmte relative Feuchtigkeit und zeichnet
sie auf, so ergibt sich mit hinreichender Genauigkeit innerhalb der technisch vorkommenden
Bereiche eine gerade Linie. Für andere Werte der relativen Feuchtigkeit ergeben
sich andere; aber ebenfalls. wieder gerade Linien, die sich untereinander nur durch
verschiedene Neigung unterscheiden. Diese Linien werden in einem passend gewählten
Koordinatensystem so aufgezeichnet, da,ß sie von einem gemeinsamen Nullpunkt ausgehen
und beispielsweise die Linie für 6o% relative
Feuchtigkeit unter
45' geneigt ist, wie Abb. i zeigt. Entlang dieser geraden, ebenso wie entlang den
übrigen geraden-Linien gleicher Feuchtigkeit bleibt also das Verhältnis zwischen
Abszisse und Ordinate konstant. Deshalb läßt sich ein .direkt zeigendes Meßgerät
nach dem Prinzip des Quotientenmessers anwenden, sofern dafür gesorgt wird, daß
in beiden Zweigen elektrische Meßgrößen pro-, portional der Raumtemperatur bzw.
der psychrometrischen Differenz eine Änderung erfahren.
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Es ist eine nach diesen überlegungen arbeitende Anordnung bekannt,
bei der die beiden Spulen eines Quotientenmessers von den Diagonalströmen zweier
Brücken durchflossen werden. Hierbei entspricht der Diagonalstrom der einen Brücke
der Raumtemperatur Ti und der Diagonalstrom der anderen Brücke der psychrometrischen
Differenz TE-Tt, und an dem Quotientenm.esser wird das Verhältnis
gebildet. Die Anordnung weist jedoch eine Reihe von Unvollkommenheiten auf. Zunächst
ist bei der Eichung das Abgleichen der einzelnen Brükken für sich selbst, untereinander
und mit dem Quotientenmesser sehr schwierig und zeitraubend. Weiterhin ist während
des Betriebes genaues Gleichhalten der Meßspannung unbedingte Voraussetzung für
richtige Meßwerte. Treten Störungen auf, so sind sie wegen der verwickelten Schaltung
nur sehr schwer .aufzufinden.
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Zu einer durchgreifenden Vereinfachung ,der Schaltung gelangt man,
wenn man nicht den Quotienten
sondern den Quotienten
für die Messung benutzt. Auch dieser Quotient ist ein Maß für die relative Feuchtigkeit.
Dadurch fällt jede Differenzbildung durch Brükken. Tliermobatterien oder ähnliche
Hilfsmittel weg, und die grundsätzliche Schaltung kann nach Abb. 2 erfolgen, wobei
i das feuchte und 2 das trockene Thermometer @darstellt.
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Der praktischen Anwendung dieser Schaltung stellen sich jedoch noch
eine Reihe von Schwierigkeiten entgegen. Zunächst ist zu beachten, daß bei der Bildung
des Q.uotien.-ten
und Tf nicht einfach in ° C @eingesetzt werden dürfen. Der gemeinsame Nullpunkt
der Linien gleicher Feuchtigkeit liegt nämlich nicht bei o° C, sondern etwa bei
- 16' C. Zu den abgelesenen Werten van Tt und Tt sind also noch jeweils 16'C zu
addieren. Vor allen Dingen erfordert aber die Schaltung nach Abb.2 für das feuchte
Thermometer Thf und das trockene Thermometer Tltt Widerstände, deren Wert bei -i6°C=o0hm,
bei o'C=Ci# 16-ROhm, bei -@-- i o' C = C, # 26 - R Ohm. usw. ist. Hierin ist C,
eine Konstante, während R den Gesamtwiderstand meinem Thermometerkreis (Leitungen,
Spule des Quotientenme ssers, Batterie) darstellt. An- der Forderung, daß der Widerstand
für - 16'C = o Ohm werden muß, scheiterte bisher jeder Versuch, die Schaltung nach
Abb. 2 nutzbar zu machen.
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Erfindungsgemäß wird diese Schwierigkeit durch die Schaltung nach
Abb.3 umgangen. Als Meßwerk verwendet man ein Kreuzspulmeßwerk 3, dessen Wicklungen
unterteilt und je zur Hälfte gegeneinandergeschaltet sind. Als trockenes Thermometer
¢ und als feuchtes Thermometer 5 nimmt man elektrische Widerstandsthermometer, deren
Widerstand sich 'je ° C Temperaturzunahme um i Ohm erhöht, und zwar Thermometer
mit Nickelwicklung und 18 5 Ohm bei o° C. 6"7, 8 und 9 sindtemperaturunempfindliche
Widerstände, i o die gemeinsame Stromquelle. Dann bildet man die vier Stromkreise
I, II, III und IV und bemißt die Wicklungen des, Gerätes 3, die Stromquelle, die
Leitungsquerschnitte -und die Widerstände 6, 7, 8 und 9 so, daß die einzelnen Kreise
folgende Gesamtwiderstände erhalten I = 25o Olim bei o' C, II = 250 Ohm bei
o' C, II I = 23q. Ohm temperaturunempfindlich, IV = 234 Ohm temperaturunempfindlich.
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An Hand einer ausführlichen Rechnung läßt sich dann zeigen, daß der
Quotient aus der Differenz der Amperewindungen der Spulenteile a und b und der Differenz
der Amperewindungen der Spulenteile b und c genau dem gewünschten Quotienten
entspricht.
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Der Quotient
nimmt den unbestimmten Wert
erst bei -- 16' C an. In diesem Falle würde das Gerät seine Richtkraft verlieren.
Seiner Natur nach ist aber jedes psychrometrische Verfahren nur bis etwa 2'C zu
verwenden, da sonst das Wasser am Saugstrumpf des. feuchten Thermometers gefriert.
Durch passende Bemessung der elektrischen Größen ist nun ohne weiteres zu erreichen,
daß bereits bei +2'C die Richtkraft groß genug ist, um eine zuverlässige Einstellung
des Gerätes zu gewährleisten.