Druckwaagen, auch Kolbenmanometer oder Druckprüfstände mit gewichtsbelastetem Kolben genannt, sind Primärnormale für die Messgröße Druck. Sie umfassen sowohl eine Kalibrierdruckquelle als auch eine Referenz und sind somit autark.
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Stabile Basements mit integrierter manueller Prüfdruckerzeugung
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Extrem hohe Reproduzierbarkeit
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Messunsicherheiten mathematisch kalkulierbar
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Genauigkeitsangaben in % vom Messwert (nicht vom Endwert)
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Mechanisch-physikalisches Grundprinzip
Warum mit einer Druckwaage / Kolbenmanometer kalibrieren?
- Druckwaagen sind Primärstandards für die Druckmessung.
- Druckwaagen sind die am genauesten messenden Geräte mit sehr großer Langzeitstabilität.
- Die Langzeitstabilität ist gewährleistet, da die Massen ihr Originalgewicht nicht verändern (außer bei mechanischer Beschädigung).
- Da sich die Messgenauigkeit bei Druckwaagen vom Messwert und nicht vom Messbereichsumfang berechnet, kann mit nur einem Kolben-Zylinder-System ein großer Druckbereich mit gleichbleibend hoher Messgenauigkeit abgedeckt werden.
- Ein weiterer Vorteil gegenüber elektronischen Präzisionsinstrumenten ist die Tatsache, dass keine Spannungsversorgung benötigt wird (rein mechanische Geräte).
- Bei pneumatischen Druckwaagen wird bei Messbereichen bis 10 bar KEINE externe Druckversorgung benötigt (autarke Systeme).
- Bei hydraulischen Druckwaagen KEINE externe Druckversorgung benötigt (autarke Systeme).
Merkmale von LR-Cal Druckwaagen / Kolbenmanometern
Druckprüfstände mit gewichtsbelastetem Kolben (Druckwaagen / Kolbenmanometer) sind die genauesten verfügbaren Geräte zur Kalibrierung von mechanischen oder elektronischen Druckmessgeräten. Eine extrem kleine Gesamtmessunsicherheit sowie eine große Langzeitstabilität (Rekalibrierung nur alle 5 Jahre empfohlen) werden durch die direkte Messung des Druckes gemäß seiner Definition als Quotient aus Kraft und Fläche, sowie durch den Einsatz besonders hochwertiger Materialien gewährleistet.
Die Einstellung des Druckes erfolgt über eine integrierte Pumpe (pneumatische Modelle über 10 bar benötigen eine externe Druckversorgung, z.B. Stickstoffflasche mit Druckminderer). Zur Feineinstellung ist eine sehr präzise regulierbare Spindelpumpe mit innenlaufender Präzisionsspindel eingebaut.
Sobald sich dann das Messsystem im Schwebezustand befindet, herrscht ein Kräftegleichgewicht zwischen Druck und Masseauflagen. Aufgrund der hervorragenden Verarbeitung des Systems steht dieser Druck stabil über mehrere Minuten, so dass problemlos die Druckwerte zur Vergleichsmessung abgelesen oder auch längere Justagearbeiten am Prüfling vorgenommen werden können.
Sowohl der Kolben als auch der Zylinder sind aus Wolfram-Carbid gefertigt (modellabhängig). Wolframcarbid hat im Vergleich zu anderen Materialien sehr geringe Druck- und Temperaturausdehnungskoeffizienten, was eine sehr gute Linearität der effektiven Kolbenquerschnittsfläche und eine hohe Genauigkeit mit sich bringt.
Kolben und Zylinder sind in einem massiven Gehäuse aus Edelstahl sehr gut geschützt gegen Berührung, Stöße oder Verschmutzung von außen. Gleichzeitig ist eine Überdrucksicherung integriert, die das vertikale Heraus-drücken des Kolbenzylindersystems im Falle der Entfernung von Scheibengewichten unter Druck verhindert.
Die Scheibengewichte werden je nach Modell auf eine Glocke oder Grundgewichtsplatte aufgelegt. Für kleinere Startdrücke kann bei einigen Modellen an Stelle der Glocke auch ein leichterer Aluminiumteller verwendet werden.
Die Gesamtkonstruktion der Kolbenzylindereinheit und die äußerst präzise Fertigung von Kolben und Zylinder stehen für ausgezeichnete Laufeigenschaften mit einer hohen Drehdauer und geringen Sinkraten und für eine sehr hohe Langzeitstabilität. Der empfohlene Rekalibrierungszyklus beträgt daher 5 Jahre, abhängig von den Betriebsbedingungen. Der Anschluss des Kolbenzylindersystems ist standardmäßig ein M30 x 2 Außengewinde. Optional ist ein Schnellverschluss zum einfachen Kolben- (= Messbereichs-) Wechsel ohne Werkzeug erhältlich.
Ein Werkskalibrierschein ist im serienmäßigen Lieferumfang aller LR-Cal Druckwaagen enthalten. Optional ist eine DAkkS-Zertifizierung lieferbar.
Die Genauigkeit von Druckwaagen wird charakterisiert durch die Abweichungsspanne. Diese setzt sich aus der Summe der systematischen Messabweichungen sowie der Messunsicherheitsbeiträge zusammen. Eine MS Excel-Tabelle für automatisierte Korrekturberechnungen steht als kostenloser Download im Internet zur Verfügung: dwt-corrections.zip