Holdings: Kompendium der Grundlagen der Meßtechnik

Kompendium der Grundlagen der Meßtechnik:

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New Title:	Profos, Paul Grundlagen der Meßtechnik
Other Authors:	Profos, Paul (Editor)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Essen Vulkan-Verl. 1988
Edition:	2. Aufl.
Subjects:	Meßtechnik Meßgeräte Messtechnik Einführung
Online Access:	Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Item Description:	Literaturangaben
Physical Description:	XII, 310 S. graph. Darst.
ISBN:	3802721438

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adam_text	YYII TEIL 1: THEORETISCHE GRUNDLAGEN 1.1. GRUNDLEGENDE BEGRIFFE UND DEFINITIONEN 1.1.1. WESEN DES MESSENS; FUNDAMENTAL-VORAUSSETZUNGEN 3 1.1.2. NORMALE UND DEREN EINHEITEN 3 1.1.2.1. LAENGE 3 1.1.2.2. MASSE 4 1.1.2.3. ZEIT 4 1.1.2.4. TEMPERATUR 4 1.1.2.5. ELEKTRISCHE STROMSTAERKE 6 1.1.2.6. LICHTSTAERKE 6 1.1.2.7. STOFFMENGE 6 1.1.3. IDEALISIERTES BLOCKSCHEMA 6 1.1.4. MESSVERFAHREN 8 1.1.4.1. DIREKTE UND INDIREKTE MESSVERFAHREN 8 1.1.4.2. ANALOGE UND DIGITALE VERFAHREN 9 1.1.4.3. ZEITLICH KONTINUIERLICHE UND DISKONTINUIERLICHE VERFAHREN 10 1.1.4.4. AUSSCHLAGS-UND KOMPENSATIONSVERFAHREN 11 1.2. MESSFEHLER UND FEHLERURSACHEN 1.2.1. REPRAESENTATIVITAET, REPRAESENTATIVITAETSFEHLER 13 1.2.2. ALLGEMEINES BLOCKSCHEMA DES FEHLERBEHAFTETEN MESSSYSTEMS 13 1.2.2.1. FEHLER, KORREKTION 14 1.2.2.2. RUECKWIRKUNG DES MESSVORGANGES AUF DIE MESSGROESSE: BUERDE 14 1.2.2.3. SUPERPONIERENDE AEUSSERE STOERUNGEN 15 1.2.2.4. DEFORMIERENDE AEUSSERE STOERUNGEN 15 1.2.2.5. INNERE STOERUNGEN 15 1.2.3. FEHLER IM ZUSAMMENHANG MIT DEM MESSVORGANG 16 1.2.3.1. EINFLUSS DER EINSATZBEDINGUNGEN DER MESSEINRICHTUNG 16 1.2.3.2. SYSTEMATISCHE UND ZUFAELLIGE FEHLER 16 1.2.3.3. STATISCHE UND DYNAMISCHE FEHLER 17 1.2.4. FEHLER IM ZUSAMMENHANG MIT DER AUSWERTUNG VON MESSWERTEN .... 18 1.2.4.1. QUANTISIERUNG DER MESSWERTE, ABLESEFEHLER 18 1.2.4.2. ZEITLICHE DISKRETISIERUNG DURCH DIE AUSWERTUNG 18 1.2.4.3. FEHLER BEDINGT DURCH DIE AUSWERTEHYPOTHESEN 19 1.2.4.4. FEHLERFORTPFLANZUNG DURCH DIE AUSWERTUNG 19 1.2.5. FEHLERCHARAKTERISTIKEN VON MESSGERAETEN 20 1.2.5.1. NULLPUNKTUNEMPFINDLICHKEIT, ANSPRECHWERT, ANLAUFWERT 20 1.2.5.2. UMKEHRSPANNE, HYSTERESE, ELASTISCHE NACHWIRKUNG 20 1.2.5.3. AUFLOESUNG 21 1.2.5.4. NULLPUNKTSSTABILITAET 21 1.2.5.5. MESSUNSICHERHEIT, FEHLERGRENZEN 22 1.2.5.6. LINEARITAET, TOLERANZBAENDER 22 1.2.5.7. GUETEKLASSEN 23 HTTP://D-NB.INFO/880168552 VIII INHALTSVERZEICHNIS 1.3. STATISCHE MESSFEHLER 1.3.1. FEHLERARTEN 24 1.3.2. FEHLERERFASSUNG 24 1.3.2.1. ZUFAELLIGE FEHLER DER EINZELMESSUNG 24 1.3.2.2. ZUFAELLIGE FEHLER VON MITTELWERTEN 30 1.3.2.3. SYSTEMATISCHE FEHLER; EICHUNG 31 1.3.3. FEHLERFORTPFLANZUNG 32 1.3.3.1. SYSTEMATISCHE FEHLER 32 1.3.3.2. ZUFAELLIGE FEHLER 33 1.3.3.3. FEHLERGRENZEN 34 1.3.4. AUSWERTEVERFAHREN IM ZUSAMMENHANG MIT STATISTISCHEN FEHLERN ... 34 1.3.4.1. PRUEFUNG DER HYPOTHESE DER GAUSS-VERTEILUNG 34 1.3.4.2. AUSREISSER 36 1.3.4.3. UNTERSCHIEDE VON MITTELWERTEN ... 37 1.3.4.4. LINEARE REGRESSION 38 1.3.4.5. LINEARE KORRELATION 42 1.3.5. MOEGLICHKEITEN DER AUTOMATISCHEN FEHLERKORREKTUR 44 1.3.5.1. PRINZIP DER STOERGROESSENABSCHIRMUNG 44 1.3.5.2. PRINZIP DER FEHLERKOMPENSATION 45 1.3.5.3. PRINZIP DER RUECKFUEHRUNG 46 1.4. D YNAMISCHE MESSFEHLER 1.4.1. MESSEN ALS SIGNALUEBERTRAGUNGSPROZESS 48 1.4.2. SIGNALE UND IHRE MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG 48 1.4.2.1. KLASSIERUNG VON SIGNALEN 48 1.4.2.2. BESCHREIBUNG DETERMINISTISCHER SIGNALE IM ZEITBEREICH 49 1.4.2.3. BESCHREIBUNG STOCHASTISCHER SIGNALE IM ZEITBEREICH 51 1.4.2.4. BESCHREIBUNG PERIODISCHER SIGNALE IM FREQUENZBEREICH 53 1.4.2.5. BESCHREIBUNG APERIODISCHER SIGNALE IM FREQUENZBEREICH 56 1.4.2.6. BESCHREIBUNG STOCHASTISCHER SIGNALE IM FREQUENZBEREICH 59 1.4.2.7. BESCHREIBUNG VON SIGNALEN DURCH IMPULSREIHEN 61 1.4.3. UEBERTRAGUNGSVERHALTEN DES MESSSYSTEMS UND SEINE MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG 64 1.4.3.1. BESCHREIBUNG DES UEBERTRAGUNGSVERHALTENS DURCH DIE DIFFERENTIALGLEICHUNG 64 1.4.3.2. BESCHREIBUNG DES UEBERTRAGUNGSVERHALTENS DURCH ANTWORT FUNKTIONEN 65 1.4.3.3. BESCHREIBUNG DES UEBERTRAGUNGSVERHALTENS DURCH DIE UEBERTRAGUNGS FUNKTION BZW. DEN FREQUENZGANG 66 1.4.3.4. ZUSAMMENHANG DER BESCHREIBUNGSMITTEL DES UEBERTRAGUNGS VERHALTENS .. 70 1.4.4. DYNAMISCHE EIGENSCHAFTEN FUNDAMENTALER MESSSYSTEME 71 1.4.4.1. MESSSYSTEM 1. ORDNUNG 71 1.4.4.2. MESSSYSTEM 2. ORDNUNG 74 1.4.4.3. MESSSYSTEM MIT TOTZEIT 80 1.4.5. DYNAMISCHE MESSFEHLER 81 1.4.5.1. DEFINITION DES DYNAMISCHEN MESSFEHLERS 81 1.4.5.2. BERECHNUNG DES DYNAMISCHEN MESSFEHLERS 82 1.4.5.3. DYNAMISCHE KENNGROESSEN VON MESSSYSTEMEN 85 1.4.5.4. KORREKTUR DYNAMISCHER MESSFEHLER 87 1.4.6. DYNAMISCHE STOERWIRKUNGEN 88 1.4.6.1. BERECHNUNG DER DURCH DYNAMISCHE STOERWIRKUNGEN HERVORGERUFENEN FEHLER 89 1.4.6.2. BEKAEMPFUNG DER DYNAMISCHEN STOERWIRKUNGEN 90 INHALTSVERZEICHNIS IX 1.5. GESETZLICHE GRUNDLAGEN DES MESSWESENS 1.5.1. EINLEITUNG 93 1.5.2. DAS INTERNATIONALE EINHEITENSYSTEM (SI) 93 1.5.2.1. BASISEINHEITEN 93 1.5.2.2. ABGELEITETE SI-EINHEITEN 94 1.5.3. GESETZLICHE VORSCHRIFTEN UEBER EINHEITEN IM MESSWESEN 96 1.5.3.1. GESETZLICHE SI-EINHEITEN 98 1.5.3.2. WEITERE GESETZLICHE EINHEITEN 99 1.5.3.3. GESETZLICHE EINHEITEN MIT EINGESCHRAENKTEM ANWENDUNGSBEREICH ... 100 1.5.3.4. TAFEL HAEUFIG VERWENDETER EINHEITEN 100 1.5.4. GESETZLICHE VORSCHRIFTEN DES MESS- UND EICHWESENS 107 TEIL 2: ALLGEMEINES ZUR GERAETETECHNIK 2.1. FUNDAMENTALE FUNKTIONEN EINES MESSSYSTEMS 2.1.1. BEGRIFF DES FUNKTIONSBLOCKES 113 2.1.2. WICHTIGE FUNKTIONSBLOECKE EINES MESSSYSTEMS 113 2.1.2.1. MESSGROESSENERFASSUNG 114 2.1.2.2. MESSGROESSENUMFORMUNG UND VERSTAERKUNG 114 2.1.2.3. RECHENOPERATIONEN 114 2.1.2.4. MESSWERTVERARBEITUNG 114 2.1.2.5. MESSWERTAUSGABE 114 2.1.3. RUECKWIRKUNGEN ZWISCHEN FUNKTIONSBLOECKEN 115 2.2. MESSGROESSENERFASSUNG 2.2.1. BEGRIFF DER MESSGROESSENERFASSUNG 118 2.2.1.1. ERFASSUNG EINER REPRAESENTATIVEN MESSGROESSE 118 2.2.1.2. MOEGLICHST FEHLERFREIE ERFASSUNG DIESER MESSGROESSE 118 2.2.1.3. PRIMAERE UMWANDLUNG DER MESSGROESSE 119 2.2.2. ARTEN DER MESSWERTERFASSUNG 120 2.2.3. PRIMAERE UMWANDLUNGSEFFEKTE UND MESSGROESSENAUFNEHMER 120 2.2.3.1. AUFNEHMER MIT MECHANISCHEM AUSGANG 120 2.2.3.2. AUFNEHMER MIT PNEUMATISCHEM AUSGANG 120 2.2.3.3. SENSOREN MIT ELEKTRONISCHEM ANALOGAUSGANG 121 2.2.3.3.1. AKTIVE SENSOREN 121 2.2.3.3.1.1. PIEZOELEKTRISCHE SENSOREN 121 2.2.3.3.1.2. ELEKTRODYNAMISCHE SENSOREN 123 2.2.3.3.1.3. WIEPAND-SENSOREN - 123 2.2.3.3.1.4. THERMOELEMENTE 125 2.2.3.3.1.5. FOTOELEMENTE 126 2.2.3.3.2. PASSIVE SENSOREN 126 2.2.3.3.2.1. SENSOREN MIT OHMSCHEN WIDERSTAENDEN 126 2.2.3.3.2.2. SENSOREN NACH INDUKTIVEM PRINZIP 135 2.2.3.3.2.3. SENSOREN NACH KAPAZITIVEM PRINZIP 138 2.2.3.4. SENSOREN MIT INTEGRIERTER SIGNALELEKTRONIK UND DIGITALAUSGANG 141 2.3. MESSGROESSENUMFORMUNG UND MESSWERTVERSTAERKUNG 2.3.1. GRUNDLAGEN 142 2.3.1.1. ZIELSETZUNG UND BEDEUTUNG 142 2.3.1.2. BEGRIFFE 142 2.3.2. VERKNUEPFUNG VON EINGANGS- UND AUSGANGSGROESSE EINES MESSGROESSEN UMFORMERS DURCH PHYSIKALISCHE UND PHYSIKALISCH-CHEMISCHE EFFEKTE 143 X INHALTSVERZEICHNIS 2.3.2.1. VERKNUEPFUNGSMATRIX 143 2.3.2.2. UMKEHR DER WANDELUNGSRICHTUNG 145 2.3.2.3. SPEZIELLE ANWENDUNGEN 147 2.3.3. UMFORMUNG NICHTELEKTRISCHER SIGNALE IN ELEKTRISCHE 148 2.3.3.1. MECHANISCHE GROESSEN 148 2.3.3.2. THERMISCHE GROESSEN 153 2.3.3.3. AKUSTISCHE GROESSEN 154 2.3.4. UMFORMUNG ELEKTRISCHER SIGNALE 156 2.3.4.1. UMFORMUNG DER GROESSENART ELEKTRISCHER SIGNALE 156 2.3.4.2. UMFORMUNG EINES ELEKTRISCHEN SIGNALS IN EINE ANDERE SIGNALART .... 157 2.4. RECHENOPERATIONEN 2.4.1. ANALOGE RECHENVERFAHREN 160 2.4.1.1. ADDITION, SUBTRAKTION 160 2.4.1.1.1. ELEKTRONISCHE ADDITION UND SUBTRAKTION 160 2.4.1.1.2. PNEUMATISCHE VERFAHREN DER ADDITION UND SUBTRAKTION 162 2.4.1.2. MULTIPLIKATION, DIVISION 162 2.4.1.2.1. ELEKTRONISCHE VERFAHREN 162 2.4.1.2.2. PNEUMATISCHE VERFAHREN 163 2.4.1.3. POTENZIEREN, RADIZIEREN 165 2.4.1.3.1. ELEKTRONISCHE VERFAHREN 165 2.4.1.3.2. PNEUMATISCHE VERFAHREN 167 2.4.1.4. DIFFERENTIATION, INTEGRATION 168 2.4.1.4.1. ELEKTRONISCHE VERFAHREN 168 2.4.1.4.2. PNEUMATISCHE VERFAHREN 169 2.4.2. DIGITALE RECHENVERFAHREN 170 2.4.2.1. DIGITALE ADDITION UND SUBTRAKTION 171 2.4.2.1.1. ADDITION UND SUBTRAKTION NACH DEM ZAEHLVERFAHREN 171 2.4.2.1.2. ADDITION UND SUBTRAKTION MITTELS LOGISCHER VERKNUEPFUNGSGLIEDER ... 171 2.4.2.1.3. MULTIPLIKATION UND DIVISION MITTELS ZAEHLVERFAHREN 175 2.4.2.1.4. MULTIPLIKATION UND DIVISION MITTELS LOGISCHER VERKNUEPFUNGEN 175 2.5. MESSSIGNALVERARBEITUNG 2.5.1. ALLGEMEINES 179 2.5.1.1. AUFGABEN UND BEDEUTUNG DER MESSSIGNALVERARBEITUNG 179 2.5.1.2. ENTWICKLUNGSTREND 180 2.5.1.3. SIGNALANPASSUNG 180 2.5.2. SIGNALVERARBEITUNG DURCH EINZWECKGERAETE 183 2.5.2.1. UEBERSICHT UEBER AUFGABEN UND LOESUNGSMOEGLICHKEITEN 183 2.5.2.2. GERAETE ZUR MESSUNG VON AMPLITUDENVERTEILUNGEN 184 2.5.2.2.1. ALLGEMEINES 184 2.5.2.2.2. ANWENDUNGEN 184 2.5.2.2.3. BEGRIFFE UND DEFINITIONEN . 184 2.5.2.2.4. GRAPHISCHE ERMITTLUNG EINER AMPLITUDENVERTEILUNG 185 2.5.2.2.5. MESSVERFAHREN 186 2.5.2.2.6. SPEZIELLE VERTEILUNGEN IM AMPLITUDENBEREICH 188 2.5.2.2.7. VERBUNDVERTEILUNGEN 189 2.5.2.2.8. FEHLER BEI DER BESTIMMUNG VON VERTEILUNGEN 190 2.5.2.3. GERAETE ZUR BESTIMMUNG VON MITTELWERTEN 191 2.5.2.3.1. ZEITMITTELWERTE 191 2.5.2.3.2. ENSEMBLEMITTELWERTE 198 2.5.2.3.3. VERBUNDMITTELWERTE 201 XI 201 205 205 206 206 207 207 208 209 210 210 210 211 214 216 216 217 218 219 220 220 221 222 227 227 229 231 233 233 234 234 235 235 236 237 237 240 244 246 246 247 247 248 249 249 249 250 250 252 252 MITTELWERTFUNKTIONEN (KORRELATIONSFUNKTIONEN) FILTER ALLGEMEINES ANWENDUNGSBEREICHE, AUFGABEN UND EINSATZ IDEALE, IDEALISIERTE UND REALE FILTERFUNKTIONEN GRENZFREQUENZ UND BANDBREITE FILTERKOMBINATIONEN FILTERTYPEN PASSIVE UND AKTIVE FILTER FILTERREALISATIONEN FREQUENZANALYSE ALLGEMEINES FILTERMETHODEN RECHENMETHODEN (FFT) MESSSIGNAL-VERARBEITUNG MIT PROZESSRECHNERN UEBERSICHT MESSSIGNAL-ANPASSUNG SIGNALUEBERTRAGUNG ABTASTUNG OEFFNUNGSZEIT MULTIPLEXER QUANTISIERUNG ANALOG/DIGITAL-WANDLER ANTI-ALIASING-FILTER PROZESSRECHNER-HARDWARE RECHNERTYPEN PERIPHERIEGERAETE PROGRAMMIERUNG EINES PROZESSRECHNERS PROGRAMMIERSPRACHEN DAS BETRIEBSSYSTEM ANWENDERPROGRAMME BIBLIOTHEKSPROGRAMME / UTILITIES MOEGLICHKEITEN DER SIGNALVERARBEITUNG MIT PROZESSRECHNERN . . . VORAUSSETZUNGEN UND GRENZEN DES PROZESSRECHNER-EINSATZES . . UEBERPRUEFUNG UND KORREKTUR VON MESSIGNALEN SPEZIELLE MESSVERFAHREN UND MOEGLICHKEITEN BEIM PROZESSRECHNER EINSATZ SIGNALANALYSE, DIGITALE FILTERUNG, RECHENVERFAHREN UEBERWACHUNG, STEUERUNG UND REGELUNG VON PROZESSEN AUSGABEGERAETE ANALOGE AUSGABEGERAETE ANZEIGENDE GERAETE FALLBUEGELSCHREIBER MESSWERK-LINIENSCHREIBER KOMPENSATIONSSCHREIBER DIGITALE AUSGABEGERAETE ZAHLENANZEIGER MECHANISCHE ZAHLENANZEIGER OPTISCHE ZAHLENANZEIGER ELEKTRONISCHE ZAHLENANZEIGER DIGITAL-ANALOG-UMSETZER (DAU) DIGITAL-ANALOG-UMSETZER MIT GESTUFTEM SPANNUNGSTEILER XII INHALTSVERZEICHNIS 2.6.2.2.2. DIGITAL-ANALOG-UMSETZER MIT GESTUFTEN TEILSTROEMEN 252 2.6.2.2.3. DIGITAL-ANALOG-UMSETZER MIT WIDERSTANDSKETTENLEITER 253 2.6.2.3. MESSWERTDRUCKER 253 2.6.2.4. DATENSICHTGERAETE 255 2.7. AUTOMATISIERUNG VON MESSVORGAENGEN 2.7.1. BEGRIFFSDEFINITIONEN 259 2.7.2. AUFGABEN UND ZIELE DER AUTOMATISIERUNG 259 2.7.3. MITTEL DER AUTOMATISIERUNG 260 2.7.3.1. UEBERSICHT 260 2.7.3.2. MECHANISIERUNG 260 2.7.3.3. MULTIPLEXER 262 2.7.3.4. AUTOMATISCHE MESSBEREICHSWAHL 262 2.7.3.5. ANALOG-DIGITAL-UND DIGITAL-ANALOG-UMSETZER 262 2.7.3.6. SIGNALVERLAUFSANALYSE 262 2.7.3.7. STEUERUNGEN 263 2.7.3.8. AUSSCHLUSS VON STOERGROESSEN WIRKUNGEN 263 2.7.3.9. SELBSTKONTROLLE 263 2.7.3.10. RECHNERGESTUETZTE AUTOMATISIERUNG 264 2.7.3.10.1. MODELLGESTUETZTE MESSVERFAHREN, PROZESSIDENTIFIKATION 264 2.7.3.10.2. BEDIENUNGSUNTERSTUETZUNG 264 2.7.4. ANWENDUNGSBEISPIELE 265 2.7.4.1. VERFAHRENSMESSTECHNIK 265 2.7.4.1.1. MESSUMFORMER MIT MIKROPROZESSOR ZUR FUELLSTANDSMESSUNG 265 2.7.4.1.2. TEMPERATURFRONTMESSUNG MITTELS BEOBACHTER 267 2.7.4.2. PHYSIKALISCHE ANALYSENMESSTECHNIK 267 2.7.4.2.1. BETRIEBSANALYSATOR 268 2.7.4.2.2. BETRIEBSGASCHROMATOGRAPH 268 2.7.4.3. FERTIGUNGSMESSTECHNIK 268 2.7.4.4. FAHRZEUGTECHNIK 269 2.7.4.5. ROBOTIK 269 2.8. DIE ZUVERLAESSIGKEIT VON MESSSYSTEMEN 2.8.1. DIE WICHTIGSTEN GROESSEN DER ZUVERLAESSIGKEITSRECHNUNG UND IHRE ZUSAMMENHAENGE 272 2.8.2. DIE ZUVERLAESSIGKEIT VON BAUELEMENTEN 275 2.8.2.1. DIE AUSFALLRATE 275 2.8.2.2. DIE EXPONENTIELLE VERTEILUNG DER UEBERLEBENSWAHRSCHEINLICHKEIT .... 276 2.8.2.3. AUSFALLGLIEDERUNGEN 277 2.8.2.4. BEANSPRUCHUNGEN 279 2.8.2.5. ZUVERLAESSIGKEITSPRUEFUNGEN 280 2.8.3. EINIGE GRUNDLAGEN DER VERKNUEPFUNG VON WAHRSCHEINLICHKEITEN .... 280 2.8.4. ZUVERLAESSIGKEIT VON GERAETEN UND SYSTEMEN 281 2.8.4.1. DIE ZUVERLAESSIGKEIT EINFACHER SCHALTUNGEN 284 2.8.4.2. DIE ZUVERLAESSIGKEIT REDUNDANTER SCHALTUNGEN 284 2.8.4.3. REPARATUR UND INSPEKTION 286 2.8.4.4. METHODEN ZUR BERECHNUNG DER ZUVERLAESSIGKEIT VERNASCHTER SYSTEME 287 2.8.5. ZUVERLAESSIGKEIT VON RECHNERN 289 2.8.5.1. ZUVERLAESSIGKEIT DER HARDWARE 289 2.8.5.2. ZUVERLAESSIGKEIT DER SOFTWARE 290 2.8.5.2.1. KONSTRUKTIVE MASSNAHMEN 291 2.8.5.2.2. ANALYTISCHE MASSNAHMEN 291 2.8.5.2.3. SOFTWAREZUVERLAESSIGKEITSMODELLE 292
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