Wegen der großen Bedeutung des e1ektrischen Messens nichte1ek tri scher Größen in der modernen Technik gibt es heute für die Lösung von fast a11en Meßaufgaben serienmäßige Geräte und Ein richtungen. Da es aber schon aus wirtschaft1ichen Gründen kei ne universa1e Meßeinrichtung für den gesamten vorkommenden Einsatzbereich geben kann, muß für jede Meßaufgabe aus der Vie1fa1t der mög1ichen Meßverfahren und Geräte ein anwendungs spezifisches Meßsystem zusammengeste11t werden. So werden z.B. für die Datenverarbeitung der anfa11enden Meßwerte in der Pra xis keine Universa1-Computer, sondern jewei1s spezie11e Meß wertana1ysengeräte eingesetzt. Voraussetzung für die günstigste Wah1 und den optima1en Ein satz der Meßverfahren und -geräte sind Kenntnisse über Aufbau, Wirkungsweise und Eigenschaften der Geräte für die verschie densten Einsatzbedingungen. Das vor1iegende Skriptum s011 sowoh1 dem Studenten a1s auch dem Ingenieur im Betrieb die nötigen Kenntnisse vermitte1n. Im Vordergrund steht die "Technik des Messens", d.h. die An wendung der Meßverfahren. Durch eine straffe G1iederung wird die tlbersicht erhöht und das umfangreiche Gebiet überschaubar gemacht. Mit Rücksicht auf die Fü11e des Stoffes werden Grund- 1agen der e1ektrischen Meßtechnik meist vorausgesetzt und nur dann wiederh01t und ergänzt, wenn dies der V011ständigkeit we gen 'notwendig ist. Am Anfang des Skriptums werden a1s a11gemein gU1tige Grund1a gen für die praktische Anwendung des e1ektrischen Messens nichte1ektrischer Größen die wichtigsten MeßfUh1erprinzipien mit ihren Meßscha1tungen mit kurzen Hinweisen auf deren spezi e11e Anwendung behande1t. Es f01gen die Meßkettenscha1tungen mit Einheitsmeßumformer, Anpaßscha1tungen mit den wichtigsten Meßverstärkerarten und eine tibersicht über Registriergeräte.

Autorentext

Prof. Dr.-Ing. Roman Thiel, Darmstadt

Klappentext

Inhalt

Einführung.- 1.1. Meßgrößenübersicht.- 1.2. Meßkette.- 1.3. Definitionen.- 2. Meßfühler.- 2.1. Übersicht über passive und aktive MeßfühlerPrinzipien.- 2.2. Ohmsche Widerstands-Meßfühler.- 2.2.1. Prinzip.- 2.2.2. Anwendungsbeispiele.- 2.2.3. Spannungsteiler-Meßschaltungen.- 2.2.4. Widerstands-Meßbrückenschaltungen.- 2.2.5. Meßschaltungen mit ohmschen Meßfühlern.- 2.2.5.1. Strommeßmethode.- 2.2.5.2. Spannungsteiler mit Spannungsmesser.- 2.2.5.3. Kompensationsschaltung.- 2.2.5.4. Meßbrücken mit Ausschlagmethode.- 2.2.5.5• Quotienten-Meßschaltung.- 2.2.5.6. Widerstandsmessung mit Operationsverstärker.- 2.2.5.7. Frequenzanaloges Meßbrückenverfahren.- 2.2.5.8. Digitale Widerstandsmessung mit Stufenumsetzer.- 2.3. Induktive Meßfühler.- 2.3.1. Prinzip.- 2.3.2. Ausführungsarten.- 2.3.3. Transformatorische Meßfühler.- 2.3.3.1. Differentialtransformator.- 2.3.3.2. Drehmelder.- 2.3.4. Wechselstrom-Meßbrücke für Drosselanordnungen.- 2.4. Kapazitive Meßfühler.- 2.4.1. Prinzip.- 2.4.2. Ausführungsarten.- 2.4.3. Meßschaltungen für kapazitive Meßfühler.- 2.4.3.1. Amplitudenmodulation.- 2.4.3.2. Frequenzmodulation.- 2.5. Aktive elektrodynamische Meßfühler.- 2.5.1. Prinzip.- 2.5.2. Ausführung für Translation.- 2.5.3. Ausführung für Rotation.- 2.6. Piezoelektrische Meßfühler.- 2.6.1. Wirkungsweise.- 2.6.2. Meßschaltung.- 2.6.3. Zeitkonstante.- 2.6.4. Meßfrequenzbereich.- 2.7. Aktive Meßfühler in der Thermodynamik, Optik und Chemie.- 3. Meßkettenschaltungen.- 3.1. Übersicht.- 3.2. Einheitsmeßumformer.- 3.2.1. Definition.- 3.2.2. Weg/Strom-Einheitsmeßumformer.- 3.2.3. Kraft/Strom-Einheitsmeßumformer.- 3.3. Anpasser.- 3.3.1. Meßfrequenzbereiche.- 3.3.2. Kompensator.- 3.3.3. Modulations-Meßverstärker.- 3.3.4. Trägerfrequenz-Meßverstärker.- 3.3.5 Gleichspannungs-Meßbrückenverstärker.- 3.3.6 Vergleich von Trägerfrequenz- mit Gleichspannungs-Meßverstärker.- 3.3.7 Ladungs-Me ßverstärker.- 3.3.8 Wechselspannungs-Meßverstärker.- 3.3.9 Meßkabel.- 3.4. Ausgabegeräte.- 3.5. Automatische Meßdatenerfassung.- 3.5.1. Meßwert-Erfassungsanlagen.- 3.5.2. Bus-System in Meßwert-Erfassungsanlagen.- 3.5.3. Multiplexer.- 3.6. Fernmessung und Telemetrie.- 3.6.1. Fernmeßanlagen.- 3.6.2. Analoge Fernmeßverfahren mit Informationsumsetzung in Amplituden-Strukturen.- 3.6.3. Analoge Fernmeßverfahren mit Informationsumsetzung in Frequenz-Struktur.- 3.6.4. Analoge Impulsverfahren.- 3.6.5. Frequenzmultiplex-Verfahren.- 3.6.6. Zeitmultiplex-Verfahren.- 3.6.7. Zeitmultiplex-Verfahren mit Pulsphasenmodulation PPM.- 3.6.8. Zeitmultiplex-Verfahren mit digitaler Puls-Code-Modulation PCM.- 4.Elektronische Meßdatenverarbeitung.- 4.1. Rechengeräte.- 4.1.1. Verknüpfungsgeräte.- 4.1.2. Funktionsgeräte.- 4.1.3. Zeitgeräte.- 4.2. Amplitudenmeßgeräte.- 4.2.1. Begrenzer und Grenzwertschalter.- 4.2.2. Spitzenwertmessung.- 4.2.3. Linearer Mittelwert einer Zeitfunktion.- 4.2.4. Statistische Analysen.- 4.3. Frequenzgeräte.- 4.3.1. Frequenzanalyse.- 4.3.2. Korrelationsanalyse.- 5. Meßketten-Schaltungsarten und Störspannungen.- 5.1. Meßkettenglieder.- 5.1.1. Anpassungsbedingungen der Meßkettenglieder.- 5.1.2. Geerdete und isolierte Meßquellen-, Meßverstärker- und Ausgabegeräte-Arten.- 5.1.3. Meßglieder-Kombinationen.- 5.2. Störspannungen in der Meßkette.- 5.2.1. Interne elektrische Langzeitstörungen.- 5.2.2. Interne kurzzeitige Störungen.- 5.2.3. Externe elektrische Störungen.- 5.2.4. Erdspannungen.- 5.2.5. Gegentakt- und Serien-Störspannungen.- 5.2.6. Gleichtakt-Störspannungen.- 6. Empfindlichkeit, Auflösung und Fehler.- 6.1. Meßkettenempfindlichkeit.- 6.1.1. Aufnehmer-Empfindlichkeit.- 6.1.2. Meßketten-Gesamtempfindlichkeit.- 6.1.3. Auswertung von Messungen.- 6.2. Auflösung.- 6.3. Meßfehler.- 6.3.1. Definitionen.- 6.3.2. Fehlerquellen und Fehlerarten.- 6.3.3. Kennlinien-Linearitätsfehler.- 6.3.4. Temperatureinflußfehler.- 6.3.5. Hysteresis und Umkehrspanne.- 6.3.6. Zeitverhalten.- 6.3.7. Rauschen.- 6.3.8. Einfluß der Betriebsspannung.- 6.3.9. Fehlerangaben für digitale Meßverfahren.- 6.4. Zuve…