Warum ist die Relativdruckmessung wichtig?
Die Messung des Relativdrucks ist in der Technik am weitesten verbreitet. Um sicherzustellen, dass die meisten Prozesse ordnungsgemäß ablaufen, ist es notwendig, ihren Wert kontinuierlich zu messen.
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Druckmessung
Was ist Relativdruck?
Bei der Relativdruckmessung ist die Bezugsgröße der umgebende Luftdruck p<sub>amb</sub>. Der Umgebungsdruck wird vom zu messenden Druck abgezogen. Dies geschieht über den sogenannten Relativdruckausgleich automatisch.
Wie funktionieren ein Relativdrucksensor und ein Relativdruckausgleich?
Der Ausgleich des relativen Drucks erfolgt durch einen Durchlass oder eine Öffnung, durch die der Umgebungsdruck die Rückseite der Sensormembran erreichen kann. So wirkt der Umgebungsdruck von beiden Seiten auf die Membrane und wird ausgeglichen. Es wird nur der Druck angezeigt, der den Umgebungsdruck übersteigt.
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Beim Relativdrucksensor wirkt auf die Rückseite der Membran stets der Umgebungsdruck p<sub>amb</sub> ein. Somit ist dieser stets der Nullpunkt des gemessenen Prozessdruckes p<sub>p</sub>. <p>p<sub>amb</sub> = Umgebungs-/Atmosphärendruck
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prel = pabs - pamb
Bezeichnung:
- prel – Relativdruck
- pabs – Absolutdruck
- pamb – atmosphärischer Druck oder Umgebungsdruck
Beispiele für die Relativdruckmessung
Bei etwa 90 % aller Druckmessungen handelt es sich um Relativdrücke, da in den meisten Anwendungen der Bezug des Prozessdrucks zum Umgebungsdruck relevant ist. So würde z. B. in einer hydrostatischen Füllstandsanzeige ohne Relativdruckausgleich ein schwankender Luftdruck zu einer falschen Anzeige führen. Bei den üblichen Schwankungen von ca. ±20 mbar würde sich der gemessene Füllstand bei Wasser um ca. ±20 cm ändern.
Ein klassisches Beispiel ist der Reifendruck: Ein Autoreifen wird gemäß Herstellerangaben mit einem Relativdruck von 2,5 barrel auf Meereshöhe befüllt. Im Reifen herrscht nun ein Absolutdruck von ca. 3,5 barabs. Auf einer Passstraße in 3000 m Höhe wirken durch den niedrigeren Atmosphärendruck nur noch ca. 0,7 barabs von außen ein. Der Reifen dehnt sich aus und seine Auflagefläche wird kleiner. Der Relativdruck im Reifen beträgt nun 2,8 barrel und müsste korrigiert werden. Der Absolutdruck liegt unverändert bei 3,5 barabs.
Was ist der Nullpunkt des Relativdrucks?
Die Relativdruckskala hat keinen festen Nullpunkt, sie bezieht sich immer auf den vorherrschenden Umgebungsdruck. Technisch gesehen, ist der Relativdruck ein Differenzdruck, da das Messergebnis stets die Differenz zweier Drücke darstellt.