Messtechnik. Rainer Parthier
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- Fabian Winter
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1 Rainer Parthier Messtechnik Grundlagen und Anwendungen der elektrischen Messtechnik für alle technischen Fachrichtungen und Wirtschaftsingenieure 5., erweiterte Auflage Mit 131 Abbildungen und 31 Tabellen STUDIUM VIEWEG+ TEUBNER
2 VII 1 Messen; Voraussetzungen und Durchführung Messgröße, Maßeinheit SI-Einheitensystem : Normale 5' 1.4 Kontrollfragen und Übungsaufgaben 6 2 Messsignale Klassifizierung von Messsignalen Wandlung von Messsignalen Analog-Digital-Wandlung Kontrollfragen und Übungsaufgaben 14 3 Charakterisierung von Messsignalen Signälformen von Messsignalen Kenngrößen von Einzelimpulsen und periodischen sinusförmigen Signalverläufen Mittelwerte periodischer Signale Linearer Mittelwert und Gleichrichtwert ; Quadratischer Mittelwert und Effektivwert Weitere Parameter periodischer Signale Kenngrößen von nichtsinusförmigen periodischen Signalen Logarithmische Übertragungsverhältnisse Kontrollfragen und Übungsaufgaben 33 4 Messmethoden ' Ausschlagmethode Differenzmethode (Methode der unvollständigen Kompensation) Kompensationsmethode Kontrollfragen 37 5 Messeinrichtung Wechselwirkung zwischen Grundfunktion und Grundstruktur einer Messeinrichtung Statische und dynamische Kenngrößen von Messeinrichtungen Statische Kenngrößen von Messeinrichtungen Dynamische Kenngrößen von Messeinrichtungen Zeitverhalten linearer Übertragungsglieder Analyse des Zeitverhaltens mit Differentialgleichungen 43
3 VIII Analyse des Zeitverhaltens mit Testfunktionen Untersuchung des Frequenzverhaltens von Messeinrichtungen Kontrollfragen und Übungsaufgaben 50 6 Bewertung von Messergebnissen Grundbegriffe Fortpflanzung bekannter systematischer Abweichungen Behandlung unbekannter systematischer Abweichungen Behandlung zufälliger Abweichungen Aufnahme und Analyse einer Messreihe Analyse normalverteilter Messreihen Auswertung von endlichen Messreihen Fortpflanzung von Unsicherheiten Bericht des Messergebnisses ' Messgeräteabweichungen Fehlergrenzen Fortpflanzung von Abweichungen von Messgeräten 81 Beispiel Kontrollfragen 83 7 Fehlertypen in Messeinrichtungen * Die Auswirkung des additiven und multiplikativen Fehlers Abweichung infolge der Quantisierung Angabe der Genauigkeit bei Messgeräten Kontrollfragen und Übungsaufgaben \ 91 8 Messung elektrischer Größen ; Erreichbare Messgenauigkeiten Messung von Stromstärke und Spannung Leistungsmessung Messung von Wirkwiderständen (ohmsche Widerstände) Messung mittels Strom-/Spannungsmessung Messung mittels Brückenschaltung Messung an Kondensator und Spule Bestimmung der Kapazität eines Kondensators mittels Strom-/Spannungsmessung Bestimmung der Induktivität einer Spule mittels Strom-/Spannungsmessung Bestimmung von Kapazität und Induktivität mittels einer Brückenschaltung Frequenz- und Zeitmessung Frequenzmessung 113
4 IX Zeitmessung Kontrollfragen und Übungsaufgaben Messung nichtelektrischer physikalischer Größen Messkette Messsignalaufnahme Multiplexen Verstärken Analog-Digital-Wandlung Kenngrößen von ADW ADW nach dem Prinzip der sukzessiven Approximation Dual-Slope-Wandler Parallel-AD-Wandler Vergleich der vorgestellten ADW Verarbeitung und Ausgeben Sensoren Klassifizierung und Grundstruktur von Sensoren Sensoren zur Messung geometrischer Größen Inkrementale Sensoren Code-Lineale Potentiometrische Sensoren Induktive Sensoren Transformatorische induktive Sensoren zur Winkelmessung Kapazitive Sensoren Sensoren zur Kraftmessung Kraftmessung mit Dehnungsmessstreifen Piezoelektrische Kraftsensoren (Piezosensoren) Messung mechanischer Schwingungen Sensoren zur Temperaturmessung Temperaturmessung mit Widerstandssensoren Thermoelementsensoren Feuchtemessung Fadenhygrometer Kapazitiver Feuchtemesser Resistiver Feuchtesensor Durchflussmessung Durchflussmessung mit Drosselgeräten Durchflussmessung mit Ultraschall ' Weitere Durchflussmessverfahren 183
5 9.4 Kontrollfragen und Übungsaufgaben Automatisierte Messsysteme Hardwarekonfigurationen von automatisierten Messsystemen Instrumentierte Computer Add in-variante Add on-variante USB-basierte Messsysteme Messsysteme mit Busschnittstelle Messsystem mit seriellem Bus Messsystem mit parallelem Bus Software zur Steuerung und Visualisierung Kontrollfragen,..208 Antworten und Lösungen zu den Kontrollfragen und Übungsaufgaben 209 Symbole und Abkürzungen 220 Literaturverzeichnis 223 Sachwortverzeichnis : 226
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