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Feldmühlen als rückführbares Messmittel im elektrostatischen Feld

03.12.2021

Bisherige Herstellerangaben zur Messunsicherheit von Feldmühlen basieren auf ei-ner idealisierten Prüfkonfiguration, fester Messabstand und homogene Feldvertei-lung, welche die praktische Anwendung nicht widerspiegelt. Auf Grund dessen wurde eine modularer Messaufbau entwickelt, um die möglichen potentiellen Einflussfakto-ren klimatische Umgebungsbedingen, Abstandsabhängigkeit und Messobjektgröße sowie Messobjektgeometrien auf das Messverfahren der Feldmühle zu betrachten.

Des Weiteren wird die Wirkungsweise von Feldmühlen in elektrostatischen Feldern durch simulative Betrachtungen erörtert. Anhand dessen kann der Erfassungsbereich der Feldmühle mittels eines Messkegelstumpfs in Abhängigkeit des charakterisieren-den Messwinkels ermittelt werden. Zur messtechnischen Bestimmung des Messwin-kels wird eine Methode entwickelt. Zusätzlich können hieraus Bedingungen für opti-male Anwendungsbereiche und Grenzen der Feldmühlenmessung abgeleitet wer-den. Zur Berücksichtigung der indirekten Beeinflussung des Feldes durch die Feld-mühle und der Messobjekte wird die Korrektur von inhomogenen elektrostatischen Feldern betrachtet.

Hierfür werden Korrekturfaktoren für die Inhomogenitäten durch die Feldmühle und der Messobjekte ermittelt und angewendet. Auf Grundlage des-sen, erfolgt eine Messunsicherheitsbetrachtung (MUB) nach GUM. Die Ergebnisse der MUB für ideale und reale Anwendungsfälle werden dargestellt, wodurch es er-möglicht wird, die Feldmühle als rückführbares Messmittel einzusetzen.

Abb 1:    Messaufbau zur messtechnischen Charakterisierung (vgl. [1])

 

[1]    C. Schierding, „Eignung von Feldmühlen als rückführbares Messmittel im elekt-rostatischen Feld“, 
        Dissertation TU Braunschweig (unveröffentlicht, Dissertationsprüfung 2021 bestanden)