Druckmessung Absolutdruck oder Relativdruck im Vergleich

Das Wichtigste auf einen Blick

Drei Messarten mit unterschiedlicher Referenz

Absolutdrucksensoren messen gegen ein evakuiertes Referenzvolumen. Ihr Nullpunkt entspricht dem absoluten Vakuum und bleibt von Wetterlage und Aufstellhöhe unbeeinflusst. Der Messbereich umfasst den Umgebungsdruck von rund 1 bar absolut, deshalb beginnen typische Ausführungen bei 0 bis 100 mbar absolut. Für Vakuumprozesse, Dampfdruckkurven und die Dichtebestimmung von Gasen ist das die einzige belastbare Referenz.

Relativdrucksensoren beziehen ihren Messwert auf den atmosphärischen Druck. Die Referenz gelangt über eine Belüftungsöffnung oder eine Referenzkammer ins Gehäuse. Ein Messwert von 0 bar relativ bedeutet Umgebungsdruck, nicht Vakuum. Typische Messbereiche sind 0 bis 100 mbar für Füllstand, 0 bis 16 bar für Leitungsdruck und 0 bis 600 bar für Hydraulik.

Luftdruckschwankungen von etwa 30 mbar und Höhenunterschiede zwischen Aufstellort und Messstelle wirken bei Relativdruckmessung als Fehler. Unterhalb des Umgebungsdrucks zeigt der Sensor negative Werte, ein echtes Vakuum lässt sich damit nicht erfassen.

Differenzdrucksensoren vergleichen zwei Prozessdrücke miteinander. Sie erfassen Filterverschmutzung, Wirkdruckdurchfluss und den Füllstand geschlossener Behälter. Wichtig sind Überlastfestigkeit und die Korrektur des statischen Drucks, weil beide Kammern dem Anlagendruck ausgesetzt sind.

Produktfamilien von Endress+Hauser, WIKA, Siemens und ABB

Endress+Hauser führt die Cerabar-Baureihe für Absolut- und Relativdruck und die Deltabar-Baureihe für Differenzdruck. Cerabar M und Deltabar M decken Standardanwendungen ab, während Cerabar S und Deltabar S höhere Genauigkeiten bieten. Für hydrostatische Füllstandsmessung in offenen Becken dienen Ausführungen mit frontbündiger Membran.

WIKA bietet mit Typ A-10 und Typ S-10 kompakte Drucksensoren für Relativdruck, teilweise auch für Absolutdruck. Differenzdruckmanometer der Typen 732.14 und 733.14 arbeiten mit Doppelskala und eignen sich für Filter- und Pumpenüberwachung. Prozessmanometer folgen der Norm DIN EN 837-1.

Siemens bündelt seine Geräte in der SITRANS-P-Familie, darunter die Transmitter P320, P420 und P500 sowie der hochgenaue SITRANS P DS III. Tauchfähige Messumformer wie der SITRANS LH100 messen hydrostatischen Füllstand über den Relativdruck am Behälterboden; eine Übersicht der Druckmessumformer und Drucktransmitter von Siemens nennt die verfügbaren Varianten.

ABB ordnet seine Drucktransmitter der 2600T- und der 266-Baureihe zu. Die Modelle 266GS und 265GS messen Relativdruck, 266DSH und 266DRH sind Differenzdrucktransmitter mit einstellbarem Messbereich und integrierter Statikdruckkorrektur.

Genauigkeit, Normen und Prüfpflichten

Hersteller geben die Genauigkeit als Prozent vom Messbereich an, häufig bezogen auf die eingestellte Spanne. Standardtransmitter liegen bei etwa 0,5 %, hochgenaue Geräte erreichen 0,075 %.

Ein Sensor mit 0 bis 100 bar Messbereich und 0,5 % Genauigkeit hat damit eine Abweichung von bis zu 0,5 bar. Wer einen kleinen Messbereich auf ein großes Gerät legt, verliert Genauigkeit, weil der Prozentwert auf den Endwert bezogen bleibt.

Für Anzeigegeräte gilt DIN EN 837. Teil 1 regelt Rohrfedermanometer, Teil 3 Platten- und Kapselfedermanometer. Die Norm definiert Genauigkeitsklassen von 0,1 bis 4,0 und legt Skalen, Anschlüsse und Überlastgrenzen fest. Absolutdruck- und Differenzdruckmanometer werden nach denselben Grundsätzen gebaut und gekennzeichnet.

Prüfpflichten ergeben sich aus der Betriebssicherheitsverordnung, deren Anhang 2 Prüfungen vor Inbetriebnahme und wiederkehrende Prüfungen von Arbeitsmitteln beschreibt. Messgeräte im eichpflichtigen Verkehr fallen zusätzlich unter das Mess- und Eichgesetz. Für die Rückführung der Messwerte stehen Druckkalibratoren zur Verfügung, mit denen sich Nullpunkt, Spanne und Linearität von Absolut-, Relativ- und Differenzdrucksensoren prüfen lassen.

Häufige Fragen

Wann ist ein Absolutdrucksensor zwingend?

Wenn der Prozessdruck unter dem Umgebungsdruck liegt oder der Dampfdruck eines Stoffes bestimmt werden soll. Bei Vakuumdestillation, Kondensation und Gasdichtemessung liefert nur die Referenz auf das Vakuum verwertbare Werte.

Reicht für den Füllstand eines offenen Tanks ein Relativdrucksensor?

Ja. Der hydrostatische Druck am Behälterboden ist ein Relativdruck, weil der atmosphärische Druck auf der Flüssigkeitsoberfläche und an der Sensorrückseite wirkt. Die Belüftungsöffnung muss frei bleiben, sonst entsteht ein Messfehler.

Wie wirkt sich der Umgebungsdruck auf Relativdruckmessungen aus?

Ein Wetterwechsel verschiebt den Nullpunkt um bis zu etwa 30 mbar. Bei kleinen Messbereichen von 0 bis 100 mbar ist das ein relevanter Anteil des Messbereichs.

Welche Genauigkeit ist bei Drucktransmittern realistisch?

Standardtransmitter erreichen etwa 0,5 % vom Messbereich, hochgenaue Geräte 0,075 %. Entscheidend ist die Angabe auf die eingestellte Spanne, nicht auf den Endwert des Geräts.

Wann ist ein Differenzdrucksensor die bessere Wahl?

Wenn zwei Prozessdrücke gegeneinander gemessen werden, etwa vor und hinter einem Filter. Dann liegt der statische Druck in beiden Kammern, und ausgegeben wird nur die Differenz.