Einführung in die elektrische Messtechnik

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1 Einführung in die elektrische Messtechnik Mit 180 Abbildungen und 8 Tabellen Teubner B. G.Teubner Stuttgart Leipzig Wiesbaden

2 Inhaltsverzeichnis 1 Allgemeine Grundlagen Aufgaben der Messtechnik Normen und Begriffe Normen und Vorschriften Begriffsdefinitionen Messtechnische Tätigkeiten Messmethoden Einheiten und Normale Maßsysteme Das Einheitensystem SI Darstellung der Einheiten Normale und Kalibrierkette 24 2 Messabweichung und Messunsicherheit Arten von Messabweichungen Systematische Messabweichungen Bekannte und unbekannte systematische Abweichungen Fortpflanzung systematischer Messabweichungen Zufällige Messabweichungen Beschreibung statistischer Größen Stichprobe einer Messgröße Fortpflanzung zufälliger Abweichungen Messunsicherheit und vollständiges Messergebnis 43 3 Eigenschaften elektrischer Messgeräte Statisches Verhalten Dynamisches Verhalten Beschreibung dynamischer Systeme Messsystem 1. Ordnung Messsystem 2. Ordnung Mehrgliedrige, lineare Systeme Angaben zur Genauigkeit elektrischer Messgeräte Fehlergrenze und Grenzwerte der Messabweichungen... 66

3 6 Inhaltsverzeichnis Angabe der Fehlergrenzen 68 4 Elcktromechanische und digitale Messgeräte Elektromechanische Messgeräte Drehspulmesswerk Dreheisenmesswerk Elektrodynamisches Messwerk Weitere elektromechanische Messwerke Symbole für direkt wirkende, elektrische Messgeräte Digitale Messgeräte Abtastung und Quantisierung Digitalvoitmeter und allgemeines digitales Messgerät 84 5 Messung von Strom und Spannung Gleichstrom-und Gleichspannungsmessung Grundschaltungen Messbereichserweiterung Überlastschutz Wechselstrom-und Wechselspannungsmessung Beschreibung periodisch zeitabhängiger Größen Messgleichrichter Effektivwertmessung Messwandler Multimeter Messung von ohmschen, Blind-und Scheinwiderständen Ohmsche Widerstandsmessung Strom-und Spannungsmessung Verwendung einer Konstantstromquelle Abgleich-Widerstandsmessbrücken Ausschlag-Widerstandsmessbrücken Blind-und Scheinwiderstandsmessung Beschreibung realer passiver Bauelemente Strom-und Spannungsmessung Wechselspannungs-Messbrücken Resonanzverfahren 152

4 haltsverzeichnis 7 Lcistungs-und Energiemessung Leistungsbegriffe und Dreiphasensystem Wirk-, Blind-und Scheinleistung Symmetrisches Dreiphasensystem Elektrodynamischer Leistungsmesser Leistungsmessung im Gleichstromkreis Leistungsmessung im Wechselstromkreis Leistungsmessung im Drehstromsystem Elektronische Leistungsmesser Digitaler Leistungsmesser Analogmultiplizierende Leistungsmesser und TDM Leistungsmesser mit Hall-Sensoren Messung der elektrischen Energie Induktionszähler Elektronische Elektrizitätszähler 182 Oszilloskope Analoges Elektronenstrahloszilloskop Elektronenstrahlröhre Baugruppen des Elektronenstrahloszilloskops Analoges Speicheroszilloskop und Sampling-Oszilloskop Digitaloszilloskop Aufbau und Funktion Spezielfe Betriebsarten von Digitaloszilloskopen Messanwendungen Tastköpfe Passiver Spannungs-Tastkopf Weitere Tastköpfe 214 Zeit-und Frequenzmessung Gatter, Speicher und Zähler Logische Verknüpfungen und Gatter Speicherelemente Zähler Digitale Zeitmessung Messung eines Zeitintervalls Messung der Periodendauer Der Zeitsignalsender DCF Digitale Frequenzmessung Direkte Zählung Umkehrverfahren 238

5 8 Inhaltsverzeichnis 9.5 Analoge Zeit- und Frequenzmessung Spektrumanalyse Grundlagen der Spektrumanalyse Fourier-Reihe Darstellung des Spektrums Selektive Signalmessung Festfrequenz-Analysatoren Analysatoren mit abstimmbaren Filtern FFT-Analysatoren Eigenschaften von Spektrumanalysatoren Netzwerkanalyse 264 Literaturverzeichnis 266 Sachwortverzeichnis 270