Da es keine Möglichkeit gab, Temperaturänderungen von einigen 100°C im Millisekundenbereich zu erzeugen - auch das Ein- und Ausschalten einer Glühlampe geschieht viel zu langsam - wurde stattdessen der Strahl einer Lampe periodisch unterbrochen. Dazu wurde das geradegebogene Flügelrad eines Ventilators auf einen regelbaren Elektromotor montiert und in den Strahlengang gebracht. Damit waren Unterbrechungen möglich mit einem Tastverhältnis von fast genau 50 % und Frequenzen von ca. 10 Hz bis weit über 1 kHz. Es wurden zwei verschiedene Projektionslampen verwendet, 6 V; 20 W und 24 V; 250 W. Damit konnten die Einflüsse von Temperatur und Intensität getrennt erfaßt werden.
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| Abb. 4-1: Projektionslampe mit Chopper |
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| Abb. 4-2: Meßaufbau |
Die Digitalanzeige am Pyrometer folgt mit drei Messungen je Sekunde diesen Änderungen nicht mehr und bildet einen Mittelwert. Der Stromausgang wurde über einen 470 Ω Widerstand auf ca. 0 ÷ 10V umgesetzt und einem Oszilloskop zugeführt. Abb.4-3 zeigt ein typisches Ausgangssignal. Man erkennt zwei unterschiedliche Verzögerungen, eine Totzeit von der Freigabe des Strahles bis zum Erscheinen des Ausgangssignales und die Anstiegszeit desselben. Die Anstiegszeit ist sowohl von der Temperatur als auch von der Intensität unabhängig und beträgt stets 2,4 ms von 10% bis 90% des Endwertes. Die Totzeit ist bei hinreichender Intensität ebenfalls unabhängig von der Temperatur und beträgt 2,5 ms bei Verwendung der 250W-Lampe. Mit der 20W-Lampe steigt sie zu niedrigen Temperaturen sehr stark an. Die Ursache ist dabei offenbar die stark absinkende Intensität, diese war jedoch einer direkten Messung nicht zugänglich.
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| Abb. 4-3: Typischer Signalverlauf mit Totzeit und Anstiegszeit |
Zur Bestimmung der Totzeit wurde die Frequenz der Unterbrechungen gesteigert. Das Ausgangssignal erreicht bis zur nächsten Unterbrechung nicht mehr den Endwert und wird zunehmend früher abgeschnitten. Die Periode der Frequenz, bei der es völlig unterdrückt wird, entspricht bei 50% Tastverhälnis der doppelten Totzeit. Abb. 4-4 verdeutlicht das Verfahren, und Abb. 4-5 zeigt den Verlauf der Totzeiten über der Temperatur.
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| Abb. 4-4: Verfahren der Totzeitbestimmung Signalverläufe bei 25, 50, 100 und 200 Hz |
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| Abb. 4-5: Intensitätsabhängigkeit der Totzeiten |
Das Ausgangssignal folgt bei hinreichender Intensität starken Temperaturänderungen also mit einer Verzögerung von insgesamt ca. 7,5 ms. Für die vorgesehene Anwendung ist das zu langsam. Nach Auskunft des Herstellers läßt sich diese Zeit auf ein Drittel, also ca. 2,5 ms reduzieren. Die Folge wäre - ebenfalls nach Herstellerauskunft - eine Überlagerung des Ausgangssignales mit einer Störung entsprechend etwa ±5°C. Verglichen mit dem aus anderen Urachen zu erwartenden Fehler ist das vernachlässigbar. Diese Änderung kann also empfohlen werden.
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