Angewandte Elektrische Meßtechnik

Inhalt
Grundlagen: Definitionen, Geräte, Verfahren.- 1 Strukturen der elektrischen Meßtechnik.- 1.1 Die Meßkette.- 1.2 Meßglied- und Meßketten-Koeffizient.- 1.3 Geeignete elektrische Größen.- 1.4 Parallel- und Kreisstruktur.- 1.5 Messen Steuern Regeln Rechnen.- 2 Fehler.- 2.1 Fehler-Definitionen.- 2.1.1 Systematische Fehler.- 2.1.2 Zufällige Fehler.- 2.2 Fehlerangabe in der Praxis.- 2.3 Fehler bei linearen Übertragungsgliedern.- 2.4 Fehlerfortpflanzung.- 2.4.1 Allgemeine Angaben.- 2.4.2 Einige Anwender-Regeln.- 3 Klassische Meßwerke.- 3.1 Prinzipieller Aufbau.- 3.2 Typische Betriebs-Verhaltensweisen.- 3.3 Allgemeine Angaben zu den Meßwerken.- 3.4 Drehspulsysteme.- 3.4.1 Das Drehspulmeßwerk.- 3.4.2 Drehspul-Integrations-Systeme.- 3.4.3 Sondertypen.- 3.5 Das Dreheisen-Meßwerk.- 3.6 Das elektrodynamische Meßwerk (Wattmeter).- 3.7 Elektrizitätszähler.- 4 Schreiber.- 4.1 Linien-Schreiber.- 4.2 Punktdrucker.- 4.3 X-Y-Schreiber und Plotter.- 4.4 Matrix- und Kamm-Drucker.- 5 Verstärker und Funktionsbausteine.- 5.1 Einfaches Verstärker-Ersatzbild.- 5.2 Operations-Verstärker.- 5.2.1 Eigenschaften und invertierende Grundschaltung.- 5.2.2 Nicht invertierende Grundschaltungen.- 5.2.3 Summier- und Differenz-Verstärker.- 5.2.4 Integrierer und Differenzierer.- 5.3 Einige Anwendungen für den Operationsverstärker.- 5.3.1 Instrumentierungsverstärker.- 5.3.2 Schreiben der Hystereseschleife.- 5.3.3 Spannungsgesteuerter Oszillator, Funktionsgenerator.- 5.4 Zur Praxis der Operationsverstärker.- 5.4.1 Frequenzgang und Anstiegszeit.- 5.4.2 Offset- und Eingangsgrößen.- 5.5 Multiplizierer-und Funktionsbausteine.- 5.5.1 Multiplizierer.- 5.2.2 Quadrierer.- 5.2.3 Radizierer.- 6 Elektronenstrahl-Oszilloskop.- 6.1 Gerätekonzept und Oszillographen-Röhre.- 6.2 Zustandekommen des Schriebs, Triggerung.- 6.3 Mehrkanal-y-Verstärker.- 6.4 Blockschaltbild zum Oszilloskop.- 6.5 Erweiterungen.- 6.5.1 Frequenzkompensierter Tastteiler.- 6.5.2 Verzögerte Zeitbasis/Doppel-Zeitbasis.- 6.5.3 Digital-Speicher.- 7 Analog-Digital-Umsetzung.- 7.1 Analoge und digitale Signaldarstellung.- 7.2 Grundprinzip der Digital-Analog-Umsetzer.- 7.3 Umsetzer-Netzwerke.- 7.4 Grundprinzip der Analog-Digital-Umsetzer.- 7.5 AD-Umsetzung über DA-Umsetzer.- 7.6 Integrierende AD-Umsetzer-Verfahren.- 7.6.1 Freilaufender Umsetzer.- 7.6.2 Das Dual-Slope-Verfahren.- 7.6.3 Getaktete Ladungsbilanz.- 7.7 Rasche AD-Umsetzer.- Messen elektrischer Größen.- 8 Messen von Spannung und Strom.- 8.1 Einfluß der Innenwiderstände.- 8.2 Meßbereichserweiterung.- 8.2.1 Spannungsbereiche.- 8.2.2 Strombereiche.- 8.2.3 Angezapfte Vorwiderstände und Nebenschlüsse.- 8.3 Gleichspannungskompensation.- 8.4 Selbstabgleichende Verfahren.- 8.4.1 Motor-Kompensatoren.- 8.4.2 Elektronische Kompensatoren.- 8.5 Messen bei Wechselspannung.- 8.5.1 Einfache Gleichrichterschaltungen.- 8.5.2 Gleichrichter mit Operationsverstärker.- 8.5.3 Kalibrieren von Meßwerken bei Wechselspannung.- 8.6 Sonderverfahren der Strommessung.- 8.6.1 Stromwandler und Stromzangen.- 8.6.2 Messen mit Hall-Wandlern.- 8.7 Digital-Multimeter.- 9 Messen von Leistung und Arbeit.- 9.1 Elektronische Wattmeter und Elektrizitätszähler.- 9.2 Leistungsmessung im Drehstromsystem.- 9.3 Blindleistungsmessung.- 10 Messen von Ohmwiderständen und Impedanzen.- 10.1 Verfahren mit Volt- und Amperemeter.- 10.2 Ohmmeter mit Operationsverstärker.- 10.3 Die Brückenschaltung.- 10.4 Einengungswiderstände und Universalbrücke.- 10.5 Brückenverstärker.- 10.6 Messen von Impedanzen.- 10.6.1 Brückenabgleich bei Wechselspannung.- 10.6.2 Einfache kapazitive Brücke.- 10.6.3 Induktive Brücken.- 10.6.4 Eine Vergleichsbrücke.- 11 Messen von Frequenz, Zeit und Phasenlage.- 11.1 Umsetzen zwischen Sinus- und Rechteck.- 11.2 Direktzeigende Frequenzmessung.- 11.3 Zählende Frequenz- und Zeitmessung.- 11.4 Bausteine zur elektronischen Phasenmessung.- 11.4.1 Direktzeigende Phasenmessung.- 11.4.2 Digitale Phasenmessung.- 11.4.3 Die phase locked loop, PLL.- 11.5 Verfahren mit Oszilloskop.- Messen nicht-elektrischer Größen: BASIS-Sensoren.- 12 Die elektrischen Zweipole als Sensoren.- 12.1 Widerstände als Sensoren.- 12.1.1 Potentiometer.- 12.1.2 Sondereinrichtungen.- 12.1.3 Mechanisch beanspruchte elektrische Leiter.- 12.1.4 Dehnungsmeßstreifen DMS.- 12.2 Zur Auswertung von Widerstandssensoren.- 12.2.1 Grundsätzliche Möglichkeiten.- 12.2.2 DMS in Brücken.- 12.2.3 Gegenbrückenschaltung.- 12.2.4 Elektronisch abgleichbare Brücke.- 12.2.5 Eine verstärkerentkoppelte Brücke.- 12.3 Spulen und Kondensatoren als Sensoren.- 12.3.1 Induktive Aufnehmer.- 12.3.2 Auswerte-Schaltungen.- 12.3.3 Die trägerfrequente Meßkette.- 12.3.4 Kapazitive Aufnehmer.- 12.3.5 Auswerteschaltungen für Kapazitäten.- 13 Einige weitere Basis-Sensoren.- 13.1 Piezoelektrischer Effekt.- 13.2 Schwingende Saiten.- 13.3 Taktile Sensoren.- 14 Magnetische Sensoren.- 14.1 Galvanomagnetische Effekte.- 14.1.1 Hall-Sensoren.- 14.1.2 Feldplatten.- 14.2 Magnetoresistive Sensoren.- 14.3 Wiegand-Effekt.- Messen nicht-elektrischer Größen: Messen mechanischer Größen.- 15 Messen mechanischer Größen mit Federkörpern.- 15.1 Spannung und Dehnung.- 15.1.1 Darstellen von Spannungszuständen.- 15.1.2 Dehnungszustände.- 15.1.3 Hauptspannungsmessung mit DMS-Rosetten.- 15.2 Federkörper zum Messen von Kraft und Druck.- 15.3 Drehmomentmessung.- 15.3.1 Drehmomentmessung mit DMS.- 15.3.2 Berührungslose Übertragung.- 16 Messen von Länge und Winkel.- 16.1 Inkrementale Verfahren.- 16.2 Codierte Verfahren.- 16.3 Drehmelder.- 16.3.1 Grundprinzip.- 16.3.2 Momenten-Drehmelder.- 16.3.3 Steuer-Drehmelder.- 16.3.4 Linear-Induktosyn.- 16.3.5 Resolver-Digital-Umsetzer.- 16.4 Initiatoren.- 16.4.1 Induktive Näherungsschalter.- 16.4.2 Lichtschranken.- 16.4.3 Weitere Initiatoren.- 17 Messen von Geschwindigkeit und Beschleunigung.- 17.1 Drehzahlmessung.- 17.2 Erfassen der Drehrichtung.- 17.3 Geschwindigkeitsmessung.- 17.4 Messen von Beschleunigungen.- Messen verfahrenstechnischer Größen.- 18 Temperaturmessung.- 18.1 Widerstandsthermometer.- 18.2 Thermoelemente.- 18.2.1 Thermoeffekt.- 18.2.2 Das Vergleichsstellen-Problem.- 18.3 NTC-Widerstände.- 18.4 PTC-Widerstände.- 18.5 Silizium-Temperatursensoren (spreading resistance).- 18.6 PTAT-Sensoren.- 18.7 Quarz-Temperatur-Sensoren.- 18.8 Dynamik und Linearisierung.- 19 Füllstandsmessung.- 19.1 Messen mit Schwimmern.- 19.2 Füllstandsmessung über Druck-Kriterium.- 19.3 Messen mit Sonden.- 19.4 Laufzeitmessungen.- 20 Durchflußmessung.- 20.1 Das Wirkdruckverfahren.- 20.2 Durchflußturbinen.- 20.3 Durchflußmessung mit Ultraschall.- 20.4 Magnetisch-induktive Strömungsmessung.- 20.5 Weitere Meßverfahren für Durchfluß.- 21 Feuchte-Messung.- 21.1 Feuchte und Feuchte-Meßmethoden.- 21.2 Fadenhygrometer.- 21.3 Lithium-Chlorid-Feuchtefühler.- 21.4 Feuchtemessung über Impedanzen.- 21.4.1 Kapazitive Feuchtesensoren.- 21.4.2 Resistive Feuchtefühler.- Meßpraxis.- 22 Störungen.- 22.1 Offset, Drift, Rauschen.- 22.2 Störungen von außen.- 22.3 Schirmung und Guard-Technik.- 22.4 Erdschleifen.- 23 Meßwert-Aufbereitung und Auswertung.- 23.1 Hardware-Konfigurationen.- 23.1.1 Messen Speichern Rechnen.- 23.1.2 Signalabtastung.- 23.2 Linearisierung.- 23.2.1 Zum Prinzip.- 23.2.2 Analoge Linearisierung.- 23.2.3 Digitale Linearisierung.- 23.3 Glättung und Filterung.- 23.3.1 Darstellung und Interpolation.- 23.3.2 Ausgleich und Glättung.- 23.3.3 Filterung.- Sachwortverzeichnis.