5.           Die Eichung
5.1             Problematik, Lösungsweg

Die gesamte Problematik der Eichung liegt darin, der durch die TF-MB gemessenen relativen Widerstandsänderung der Sonde –und nur der Sonde- eine genaue definierte Geschwindigkeit zuzuordnen. Man kann zwar versuchen, so genau es eben geht, eine definierte Geschwindigkeit herzustellen, allerdings nur bis zu einer bestimmten Fehlertoleranz. Jedoch nutzen wir mit dieser Kenntnis nicht die volle und wesentlich präzisere Möglichkeit der Geschwindigkeitsmessung durch die Δ/R/R-Bestimmung. Wenn wir unsere Messsonde in die Rohrmitte bringen, dann wird dadurch einem bekannten v eine von der TF-MB angezeigte relative Widerstandsänderung zugeordnet, und wir verfügen über eine erste Beziehung zwischen v und ΔR/R mit der Genauigkeit der vorherbestimmten Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit entnehmen wir den Rota-Datenblättern. Hier sind sie mit einer uns bekannten Genauigkeit in einer Tabellenform festgehalten. Werden Zwischenwerte benötigt, wird interpoliert; natürlich mit einem gewissen Fehler. Würde man jetzt versuchen, diese Werte untereinander auszugleichen, indem man mittelt, kann es passieren, dass man sich von dem den Werten entspringenden Bezugssystem entfernt. Wir benötigen daher ein uns bekanntes Bezugssystem. Vorgeschlagen wird, die Rotameterskalen als Bezugssystem zu verwenden. Die Funktion zwischen Rotameterskala und Geschwindigkeit ist uns näherungsweise bekannt. Siehe Diagramm 5. Sie ist in erster Näherung linear.
Ich bin nun folgendermaßen vorgegangen:
Zuerst habe ich mir für eine große Anzahl dicht zusammenliegender Rota-Skalenwerte die dazugehörigen Geschwindigkeiten aus Tab. 4 bzw. 5 herausgeholt, diese möglichst genau berechnet und (mit Interpolationsfehler) zugeordnet.
Siehe Tabelle 10 und 11.
Diese Geschwindigkeit ist hier gleichzeitig auch in vmax ausgedrückt. Zwischen benacharten Werten wurde nun die Differenz gebildet und auf den jeweiligen Skalenwert (Einheit mm) bezogen. Dies wurde nochmals durchgeführt. Dadurch hatte ich einen sogenannten Geschwindigkeitsgradient. Dieser müsste, wenn er fehlerfrei wäre, genau der Funktion der Rotameter folgen. Dies tat er nicht, was schon zu erkennen war. Daher wurde dieser Geschwindigkeitsgradient in Diagramm 11 gegen die Rotameteranzeige aufgetragen und dadurch versucht, die Funktion herauszufinden. Es ist ja nicht einleuchtend, warum die Steigung der Geschwindigkeit im Rotameter „Sprünge“ macht. Sie musste also einer estimmten konstruktiven physikalischen Funktion folgen. Diese Funktion wurde durch Mittelung gefunden und die neuen linearisierten Geschwindigkeitsgradienten notiert. Diese waren nun annähernd fehlerfrei und auf feste Werte (Skalenteile am Rotameter) bezogen.
Der Gedanke war nun folgender:
Die Widerstandsänderung Δ R/R, welche ja auch in Abhängigkeit von der Rotameteranzeige afgenommen wurde, ähnlich genau zu bestimmen, d. h. eng zusammenliegende Werte, welche genaunach dem Kompensationsverfahren ausgemessen werden können, untereinander zu linearisieren und auf das feste Bezugssystem Rotameteranzeige zu legen. So konnte nun über dieses Bezugssystem Geschwindigkeit - Δ R/R genau bestimmt werden.
Dementsprechend entstanden meine Eichtafeln.
Anhand dieser Eichtafeln kann ich nun sehr präzise einer Δ R/R-Änderung eine Geschwindigkeitsänderung zuordnen. In der Praxis kommt es ja fast ausschließlich darauf an, Geschwindigkeitsänderungen definiert zu erfassen. Ich bewege mich nun aufgrund meiner Eichtafeln auf der Funktion Geschwindigkeit  zu Δ R/R und bin vom Nullpunkt losgelöst, so dass eine Veränderung des Nullpunks nur eine sehr geringe Steigungsveränderung mit sich bringt.
In der Praxis sieht das folgendermaßen aus:
Einer bestimmten Geschwindigkeit ordne ich nun anhand der Rotameteranzeige oder der Grundeichung eine Geschwindigkeit zu, gering fehlerbehaftet, aber ab jetzt stelle ich Änderungen sehr präzise fest. Damit ich optimal messe, muß ich der Geschwindigkeit mit meinem Gradienten folgen.
Anhang der abschließenden Probemessung mit einem Gitter wird den Eichtafeln Präzision bescheinigt, da ich hier Geschwindigkeitsverteilung und –änderung mit einer Genauigkeit von wenigen Zehntel mm/sec., bezogen auf 30 cm/sec., feststellen kann (0,1%).

5.2             Sondeneichung
Die Eichung der Widerstandssonde erfolgte zweimal. Zuerst als Gesamteichung, dann im Kompensationsverfahren. Zugleich wurde die Empfindlichkeit der Sonde durch Zuschalten eines Rp verringert und dadurch auch noch stabiler. Für „beide“ Widerstandssonden wurde nun nach dem unter 5.1. beschriebenen Verfahren der Widerstandsgradient bestimmt. Anschließend ist der Steigungsgradient in den Auswertungstafeln enthalten.
Im folgenden wurde ausschließlich mit der Sonde –welcher der Rp zugeschaltet war- gemessen. Rs //Rp
Muss der wird eine neue Sonde gebaut, so muss sie nach dem Kompensationsverfahren genau ausgemessen werden und der Widerstandsgradient gebildet werden. Dieses bezieht man auf den in Tab. 10 bzw. 11 enthaltenen Geschwindigkeitsgradienten und erhält so den neuen Steigungsgradient, mit welchem sofort wieder Messungen ausgewertet werden können.