Interferenzoptische Präzisionsdrucksensoren mit keramischen Verformungskörpern
Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2004
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| Format: | UnknownFormat |
| Sprache: | ger |
| Veröffentlicht: |
Ilmenau
2004
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| Online Zugang: | Inhaltsverzeichnis Kurzbeschreibung |
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Tag hinzufügen | Zusammenfassung: | Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2004 Lasergestützte Messverfahren bestimmen seit mehreren Jahren den Stand der Technik. Diese Dissertation beschreibt die Entwicklung eines neuartigen Verfahrens zur Präzisionsdruckmessung bis 6 MPa Überdruck. Aus der Kombination eines hoch auflösenden und metrologisch ausgereiften Kompaktinterferometers mit Verformungskörpern aus Aluminiumoxidkeramik in Form einer Bourdonfeder resultieren geringste Unsicherheiten der Druckmessung. Schwerpunkt der Arbeit ist die Entwicklung und Untersuchung geeigneter Verformungskörper, welche die Eingangsgröße Druck mit hoher Genauigkeit auf eine vom Interferometer gemessene Verschiebung abbilden. Es wird eine Herstellungstechnologie zur reproduzierbaren Fertigung der komplexen Verformungskörper aus Aluminiumoxidkeramik vorgestellt. Mit Hilfe der entwickelten Berechnungsverfahren und der präzisen Erfassung der geometrischen Größen erfolgt die Dimensionierung und Nachrechnung der Verformungskörper hinsichtlich ihrer Kennlinien und des Bruchdruckes. Vorraussetzung für die messtechnische Untersuchung der interferenzoptischen Drucksensoren sind Messplätze höchster Genauigkeit. In den realisierten Messplatzvarianten werden von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig kalibrierte Kolbenmanometer für flüssige und gasförmige Druckmedien eingesetzt. Ein an die Besonderheiten der Präzisionsdruckmessung angepasstes Messregime erlaubt die effektive, einheitliche und problemorientierte Untersuchung der Drucksensoren. Untersuchungsschwerpunkte sind die Bestimmung der Wiederholpräzision, Langzeitstabilität, Linearität, Hysterese und Lageempfindlichkeit. Der Einfluss von Umgebungstemperaturänderungen ist ein weiterer entscheidender Aspekt. Aus den messtechnischen Untersuchungen geht hervor, dass hauptsächlich der Umgebungstemperatureinfluss, die nichtlineare Kennlinie und die Hysterese die erzielbare Messunsicherheit interferenzoptischer Drucksensoren begrenzen. Es wird gezeigt, dass die beobachtete Hysterese vordergründig auf thermodynamische Zustandsänderungen des Druckmediums zurückzuführen ist. An einem Drucksensor wird nachgewiesen, dass durch die rechentechnische Korrektion von Einfluss- und Störgrößen relative Messabweichungen von weniger als 5.10-5 erreicht werden. |
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| Beschreibung: | VIII, 127 S. Ill., graph. Darst. |