Rückführbare Kalibrierung unter Temperatureinfluss

Zahlreiche Vibrationstests werden unter Temperatureinfluss durchgeführt, wobei Referenzbeschleunigungssensoren am Schwingungserreger und/oder am Prüfling angebracht werden. Diese werden damit Temperaturen ausgesetzt, die weit über oder unter Raumtemperatur liegen können, bei der die Sensoren üblicherweise kalibriert werden.

Eine Kalibrierung der Sensoren im Temperaturbereich der Applikation ist daher notwendig, um den Temperatureinfluss auf die Sensorempfindlichkeit korrigieren zu können, die sich bei verschiedenen Temperaturen erheblich verändern kann. Diese sollte aber auch den gesamten  Frequenzbereich der Applikation umfassen, um sicherzustellen, dass die Temperaturempfindlichkeit  sich nicht in Abhängigkeit von der Frequenz verändert. Ebenfalls muss eine Rückführbarkeit auf ein nationales Normal sichergestellt sein.

SPEKTRA hat ein Kalibrierverfahren entwickelt, das neben dem Temperaturbereich von -55°C bis 100°C vor allem auch den weiten Frequenzbereich von 10 Hz bis 10 kHz abdecken kann. Das Verfahren beruht auf einer Vergleichskalibrierung gegen einen Referenzbeschleunigungssensor gemäß ISO 16063-21, wobei hier der Schwingungserreger mit Referenzsensor in einen Temperaturschrank integriert wird. So kann nicht nur bei Raumtemperatur (ca. 23°C) sondern im gesamten, oben genannten, Temperaturbereich kalibriert werden.

Dazu musste ein Verfahren entwickelt werden, mit dem der Referenzsensor mittels einer geschickten Kombination von hochgenauer Primärkalibrierung bei Raumtemperatur und zusätzlichen Primär- und Vergleichskalibrierungen unter Temperatureinfluss kalibriert werden kann. Es wurde auch darauf geachtet, dass stets eine komplette Rückführbarkeit der Messkette auf das nationale Normal der PTB gewährleistet ist. Der Aufbau des Kalibriersystems berücksichtig insbesondere auch die schwierigen mechanischen Verhältnisse, die durch die notwendige thermische Barriere zwischen Tisch des Schwingungserregers und Referenzsensor entstehen und die den Frequenzbereich für solche ‚thermische Kalibrierungen‘ bisher auf wenige kHz eingrenzten.

In Zukunft wird der Umbau des Kalibriersystems, für eine direkte Primärkalibrierung der Referenzsensoren mittels Laservibrometer gemäß ISO 16063-11 im Temperaturschrank angestrebt. Dies sollte die Messunsicherheit der Kalibrierung noch einmal entscheidend verbessern.

 

Wir laden Sie herzlich ein, sich weitere Details dazu in unserem Beitrag zur IMEKO anzuhören. Die Konferenz findet vom 30.05. bis 01.06.2017 in Helsinki statt. Gern können Sie uns auch direkt kontaktieren und wir senden Ihnen Ende Mai die wissenschaftliche Abhandlung zu.

Oder Sie besuchen uns zur intec in Leipzig auf unserem Messestand H39 in Halle 3 und besprechen mit uns Ihre individuellen Fragen und Testanforderungen.

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