Drucksensoren mit Stromschleife: was ist bei Selbsterhitzung zu beachten?

 


 

Stromschnittstelle Druckmesstechnik Messfehler

 

Beim Einsatz von Drucksensoren, die mit einer Stromschleife ausgestattet sind, kann es aufgrund ihres Aufbaus unter Umständen zu Selbsterwärmung kommen. Diese Wärme wird verursacht, wenn elektrischer Strom durch einen elektrischen Leiter oder Halbleiter fliesst. Der Effekt der Wärmebildung beruht auf dem Stromwärmegesetz. Die Spannung entsteht demnach durch den elektrischen Widerstand des Leiters. Hierbei ist der gesamte elektrische Leiter von dem Temperaturanstieg betroffen. Die erzeugte Stromwärme wird auch als „joulesche Wärme“ bezeichnet.

 

Eine entsprechende Untersuchung bei STS hat ergeben, dass die Selbsterhitzung zu Genauigkeitsschwankungen bei Messungen führen kann. Das Ausmass der Schwankungen ist abhängig von der Beschaffenheit des jeweiligen Sensors sowie von den speziellen Anwendungsumgebungen und Bedingungen.

 

In Anwendungsbereichen, in denen Druck schnell über den gesamten Druckbereich des Sensors angelegt wird, kann es zur einer maximalen Fehlerrate von 0,19 % FS kommen. Dieser Messfehler verschwindet abhängig von der Sensorbauform allerdings typischerweise nach einer Dauer von zwei Minuten. Bei fortdauernd gleichmässiger Energiezufuhr und erhöhter Temperatur stellt sich ein Gleichgewichtszustand ein. Der abgegebene Wärmestrom gleicht dann der aufgenommenen elektrischen Leistung.

 

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