Ratgeber

Digitalmanometer: Druckmessgeräte für Ihren Betrieb

Manometer sind ein wichtiger Bestandteil pneumatischer und hydraulischer Anlagen. Sie werden überall dort eingesetzt, wo die Messung des Drucks relevant ist, und sind in vielen Bereichen zu finden, etwa als Prüfgeräte in der Industrie oder in der Medizin. Digital-Manometer bieten dabei viele Vorteile. In unserem Ratgeber erfahren Sie, wie die Druckmessgeräte funktionieren.


Was genau ist eigentlich Druck?

In der Physik versteht man unter Druck die Kraft, die pro Flächeneinheit senkrecht auf eine Bezugsfläche wirkt. Druck ist aber nicht mit Kraft zu verwechseln. Während die Kraft angibt, wie stark ein Körper auf einen anderen Körper wirkt, handelt es sich beim Druck um die Wirkung einer Kraft auf eine bestimmte Fläche. Druck kann dabei sowohl in Flüssigkeiten und Gasen als auch im Inneren von Festkörpern sowie an Oberflächen auftreten. Nach dem Internationalen Einheitensystem wird der Druck in Pascal angegeben. Dabei entspricht 1 Pascal der Kraft von einem Newton auf eine Fläche von einem Quadratmeter. In Deutschland wird zur Messung des Drucks meist die Einheit Bar verwendet, diese ist allerdings kein Bestandteil des Internationalen Einheitensystems.


Wie funktionieren Digitalmanometer?

Bei einem Digital-Manometer erfolgt die Druckmessung mit einem Drucksensor, dafür wird häufig ein piezoresistiver Sensor verwendet. Dem Sensor liegt die Technologie der Wheatstoneschen Messbrücke zugrunde. Das Widerstandsmaterial des piezoresistiven Sensors befindet sich in einer Membran aus Silizium. Liegt an dieser Membran nun ein Druck an, ändert der Piezowiderstand seinen Wert. Bei einer Messung wird die Widerstandsänderung durch den im Sensor integrierten Mikrochip in die physikalische Größe Druck umgewandelt. Piezoresistive Sensoren zeichnen sich durch eine hohe Genauigkeit und eine hohe Empfindlichkeit aus. Sie sind zudem besonders widerstandsfähig gegen Überdruck und können einen breiten Messbereich abdecken.

Die Messung des Drucks kann auch mit einem piezoelektrischen Sensor erfolgen, bei dem der sogenannte piezoelektrische Effekt ausgenutzt wird. Dabei werden durch den Druck, der auf den Sensor wirkt, die Ionen innerhalb des Piezokristalls verschoben. Aus dieser Ladungsverschiebung resultiert eine Spannungsdifferenz, die ausgelesen und in die physikalische Größe Druck umgerechnet werden kann. Entsprechende Drucksensoren benötigen keine Spannungsversorgung. Sie sind unempfindlich gegenüber hohen Temperaturen und so reaktionsschnell, dass auch kurze Druckspitzen zuverlässig erfasst werden. Neben piezoresistiven und piezoelektrischen Sensoren gibt es einige andere Drucksensoren, zum Beispiel kapazitive oder induktive Sensoren.


Vorteile eines Digitalmanometers

Im Vergleich zu einem mechanischen Manometer bieten Digital-Manometer viele Vorteile: Die digitalen Messgeräte weisen eine sehr hohe Genauigkeit auf. Zudem sind durch die digitale Anzeige der Messwerte Ablesefehler selbst bei schlechten Lichtbedingungen nahezu ausgeschlossen. Displays mit Hintergrundbeleuchtung sind ebenfalls verfügbar. Dazu kommt, dass bei digitalen Manometern weder Materialermüdung noch eine Verformung des Messelements bei Überdruck auftreten kann. Daraus ergibt sich selbst bei hohen Lastwechseln eine hohe Langzeitbeständigkeit. Darüber hinaus sind, je nach Modell, bei einem Digital-Manometer verschiedene elektrische Schnittstellen realisierbar. Minimale und Maximale Messwerte lassen sich auf Knopfdruck anzeigen. Ebenso ist die Aufzeichnung von Messwerten über einen längeren Zeitraum möglich.


Kaufkriterien für Digitalmanometer

Beim Kauf eines Digitalmanometers ist der Druckbereich, in dem das Manometer eingesetzt werden soll, von essenzieller Bedeutung. In einigen Anwendungsszenarien ist es nicht weiter relevant, ob die Abweichung der Messergebnisse bei ±0,25 Prozent oder bei ±1,0 Prozent liegt. Es gibt aber Bereiche, in denen schon kleine Messabweichungen gravierende Folgen haben können. Vergewissern Sie sich daher, dass die Genauigkeitsklasse dem Verwendungszweck angepasst ist. Abhängig von den vorherrschenden Umweltbedingungen kann es nötig sein, ein Digitalmanometer zu kaufen, das eine bestimmte Schutzklasse (zum Beispiel IP 65) aufweist. Zu achten ist auch auf den Anschluss, den das Digitalmanometer haben soll. Verbreitet sind Schraubgewinde (außen oder innen) und Anschlüsse in Schneid-Klemmtechnik. Legen Sie außerdem Wert auf Qualität: Nur von einem hochwertigen Digital-Manometer können Sie zuverlässige Messungen und eine gute Haltbarkeit erwarten.


Unser Praxistipp: Normen bei der Druckmessung beachten

Gerade in der Verfahrens- und Prozesstechnik gilt es auf die Normen bei der Druckmessung zu achten. Gültige europäische Normen sind: DIN EN 472 (Druckmessgeräte), DIN EN 837-1 (Druckmessgeräte mit Rohrfedern), DIN EN 837-2 (Auswahl und Einbauempfehlungen), DIN EN 837-3 (Druckmessgeräte mit Platten- und Kapselfedern). In den USA gelten die Normen B40.100-2005 und PTC 19.2-2010.


FAQ – häufig gestellte Fragen zu Manometern

Wie unterscheiden sich Absolut-, Differenz- und Relativdruck voneinander? 

Der Absolutdruck bezieht sich auf den Bezugsdruck Null, der im luftleeren Weltraum herrscht. Der Differenzdruck stellt die Differenz zwischen zwei Drücken dar. Beim Relativdruck handelt es sich um die Differenz zwischen absolutem Druck und dem vorherrschenden Atmosphärendruck. 

Welche Genauigkeitsklassen gibt es bei Manometern? 

Bei Manometern gibt es verschiedene Genauigkeitsklassen wie beispielsweise 0,1, 0,25, 0,6, 1, 1,6, 2,5 und 4. Die Ziffern geben dabei an, wie groß die Abweichung des Messwertes im gesamten Messbereich sein darf. Ein 20-bar-Manometer der Genauigkeitsklasse 1 darf über den gesamten Messbereich eine Abweichung von ± 1% aufweisen. Liegt die Genauigkeitsklasse bei 0,25, beträgt die maximale Abweichung ± 0,25% und so weiter. 

Warum besitzen manche Zeigermanometer eine Flüssigkeitsfüllung?

Die Flüssigkeit dämpft den Ausschlag des Zeigers bei dynamisch schwankenden Drücken oder wenn das Manometer an einem Ort installiert ist, wo es starken Vibrationen ausgesetzt ist.

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