Prüfprozesse
Ze Lee, 31.05.2024
Reaktionszeitmessung für den ersten Prototyp des Temperatursensors
Versuchsbeschreibung
Der erste Prototyp des Temperatursensors wurde auf die Reaktionszeit getestet, mit der er auf Temperaturwechsel reagiert. Hierzu wurde die Messschaltung auf einem Steckbrett aufgebaut, die Spannung wurde über die NI-Messkatte des Pumpenprüfstands erfasst und mithilfe von MATLAB ausgewertet. Bei dem Versuch wurde der Temperatursensor in eine Tasse mit kaltem Wasser getaucht, die Messung in MATLAB® gestartet und dann wurde der Prüfling schlagartig einer Temperaturänderung ausgesetzt, indem er in eine Tasse mit heißem Wasser getaucht wurde. Die Messzeit wurde sinnvoll auf 45 s festgelegt. Ebenso wurde nach dem gleichen Prinzip die entgegengesetzte Richtung untersucht, in der der Sensor schlagartig von einem hohen Temperaturniveau, einer niedrigen Temperatur ausgesetzt. Die entstandenen Messdaten wurden mit Hilfe von MATLAB® geplottet, die Kurve geglättet und anschließend die Zeitkonstante der Sprungantwort ausgewertet. Diese wird auch als T65-Zeit bezeichnet und entspricht dem Zeitwert, bei dem der Sensor 65% des Endwertes erreicht hat.
Zielsetzung
Zielvorgabe von dem neuen Temperatursensor ist es, in etwa die Zeiten eines AVS-Römer Temperatursensors und eines in einer vorangegangenen Projektarbeit konstruierten Temperatursensors [122] von 0,459 s bzw. 1,470 s zu erreichen.
Testergebnis
Bei dem Versuch wurden 6 Messungen je Temperaturwechselrichtung durchgeführt. Bei der Zeitanalyse zeigte sich, dass der Sensor auf einen Temperaturwechsel von heiß nach kalt mit einer gemittelten Reaktionszeit von 2,48 s reagiert hat, während auf einen Temperaturwechsel von kalt nach heiß mit einer durchschnittlichen Reaktionszeit von 4,22 s.
| Messung | Zeitkonstante, τ (heiß nach kalt) [s] | Zeitkonstante, τ (kalt nach heiß) [s] |
|---|---|---|
| 1 | 3,22 | 4,65 |
| 2 | 2,67 | 3,89 |
| 3 | 2,20 | 4,13 |
| 4 | 2,23 | 4,22 |
| 5 | 2,27 | 3,82 |
| 6 | 2,28 | 4,63 |
| Mittelwert | 2,48 | 4,22 |
Reaktionszeitmessung für den zweiten Prototyp des Temperatursensors
Versuchsbeschreibung
Der zweite Prototyp des Temperatursensors wurde nach dem gleichen Prinzip des ersten Versuchs auf die Reaktionszeit getestet. Die Messzeit wurde auf 20 s angepasst, da der Endwert ohne die Messinghülse schneller erreicht wurde.
Am Aufbau des Temperatursensors selbst fällt das Einkleben des NTCs in eine Messinghülse weg. Stattdessen wird eine Schicht Harz auf die Messstelle und ein Schrumpfschlauch um den Bereich zwischen der Messstelle und der Vergleichsstelle herum aufgebracht. Für den Versuch wird der Sensor bis zur Stelle des Schrumpfschlauchendes ins heiße und kalte Wasser abwechselnd eingetaucht.
Zielsetzung
Zielvorgabe von dem neuen Temperatursensor ist es, in etwa die Zeiten eines AVS-Römer Temperatursensors und eines in einer vorangegangenen Projektarbeit konstruierten Temperatursensors [122] von 0,459 s bzw. 1,470 s zu erreichen.
Testergebnis
Bei dem zweiten Versuch wurden 5 Messungen je Temperaturwechselrichtung durchgeführt. Bei der Zeitanalyse zeigte sich, dass der Sensor auf einen Temperaturwechsel von heiß nach kalt mit einer gemittelten Reaktionszeit von 1,58 s reagiert hat, während auf einen Temperaturwechsel von kalt nach heiß mit einer durchschnittlichen Reaktionszeit von 1,20 s.
| Messung | Zeitkonstante, τ (heiß nach kalt) [s] | Zeitkonstante, τ (kalt nach heiß) [s] |
|---|---|---|
| 1 | 1,92 | 0,94 |
| 2 | 1,49 | 1,27 |
| 3 | 1,50 | 1,21 |
| 4 | 1,48 | 1,30 |
| 5 | 1,49 | 1,28 |
| Mittelwert | 1,58 | 1,20 |
Armin Rohnen, 06.05.2024
Für die eigenentwicklungen des Temperatursensors, der Drucksensoren und des Dosierventils müssen Prüfprozesse entwickelt werden. Für diese Prüfprozesse wird der Pumpenprüfstand eingesetzt.