Meßtechnik:
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Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
Springer
1994
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Schriftenreihe: | Springer-Lehrbuch
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Beschreibung: | XIX, 351 S. Ill., graph. Darst. |
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MESSTECHNIK
MIT 184 ABBILDUNGEN
SPRINGER-VERLAG
BERLIN HEIDELBERG NEWYORK
LONDON PARIS TOKYO
HONGKONG BARCELONA BUDAPEST
INHALTSVERZEICHNIS
1 EINFUEHRUNG 1
1.1 DIE MESSAUFGABE 1
1.2 (KUNDBEGRIFFE DER MESSTECHNIK 2
1.3 FEHLERARTEN 6
1.3.1 FEHLERQUELLEN 6
1.3.2 FEHLERGROESSEN 9
1.4 FEHLERFORTPFLANZUNG BEI EINMAL GEMESSENEN MESSGROESSEN 10
1.5 WAHRSCHEINLICHE WERTE VON MESSGROESSEN BEI ZUFAELLIGEN FEHLERN 12
1.5.1 ARITHMETISCHES MITTEL UND ERWARTUNGSWERT 12
1.5.2 HAEUFIGKEITSVERTEILUNGEN 14
1.5.3 WAHRSCHEINLICHKEITSVERTEILUNGEN 15
1.5.4 NORMALVERTEILUNG 16
1.5.5 POISSON-VERTEILUNG UND BINOMIALVERTEILUNG 17
1.5.6 SCHAETZWERTE STATISTISCHER PARAMETER UND VERTRAUENSGRENZEN ... 19
1.5.7 SIGNIFIKANZUNTERSUCHUNGEN 22
1.6 FEHLERFORTPFLANZUNG BEI MESSREIHEN 23
1.7 REGRESSIONSRECHNUNG 25
1.7.1 ALLGEMEINES 25
1.7.2 LINEARE REGRESSION 28
1.7.3 GENAUIGKEIT VON REGRESSIONSMODELLEN 31
1.7.4 NICHTLINCARC REGRESSIONSANSAETZE 33
2 TEMPERATURMESSUNG 35
2.1 ALLGEMEINES 35
2.2 ELEKTRISCHE WIDERSTANDSTHERMOMETER 37
2.2.1 DER MESSEFFEKT 37
2.2.2 EINSATZBEREICHE VON WIDERSTANDSTHERMOMETERN 41
2.2.3 BAUFORMEN ELEKTRISCHER WIDERSTANDSTHERMOMETER 43
2.2.4 MESSSCHALTUNGEN FUER ELEKTRISCHE WIDERSTANDSTHERMOMETER .... 44
2.3 THERMOELEMENTE ALS TEMPERATURFUEHLER 53
2.3.1 DER MESSEFFEKT 53
2.3.2 MESSANORDNUNGEN, EINSATZBEREICHE UND GRUNDWERTE VON THERMO
ELEMENTEN 56
2.3.3 BAUFORMEN VON THCRMOELEMENT-MCSSCINSAETZEN 60
INHALTSVERZEICHNIS VII
2.3.4 MCSSSCHALTUNGEN FUER THERMOELEMENTE 61
2.4 STRAHLUNGSTHERMOMETER 65
2.4.1 MESSEFFEKTE 65
2.4.2 MESSVERFAHREN 67
3 DRUCKMESSUNG 73
3.1 EINFUEHRUNG 73
3.1.1 ALLGEMEINES 73
3.1.2 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN 73
3.2 UNMITTELBARE DRUCKMESSUNG 78
3.2.1 DRUCKMCSSFUEHLER FUER DIE DRUCKMESSUNG IN STROEMENDEN FLUIDS . . 78
3.2.2 U-ROHR-MANOMETCR 80
3.3 MITTELBARE DRUCKMESSUNG 83
3.3.1 SCHWIMMERDRUCKMESSGERAETE 83
3.3.2 GEFAESSWAAGE 84
3.3.3 DCFORMATIONS-DRUCKMESSGERAETE 85
3.3.4 DRUCKMESSGERAETE MIT DEHNUNGSMESSSTREIFEN 88
3.3.5 PIEZOELEKTRISCHE DRUCKMESSGERAETE 90
4 DURCHFIUSSMESSUNG 97
4.1 UEBERSICHT 97
4.2 WIRKDRUCKVERFAHREN 98
4.2.1 STROEMUNGSMECHANISCHE GRUNDLAGEN 100
4.2.2 DURCHFLUSSGLCICHUNG UNTER VEREINFACHENDEN ANNAHMEN 103
4.2.3 ANPASSUNG DER DURCHFLUSSGLEIEHUNG AN REALE VERHAELTNISSE .... 104
4.2.4 DUESEN 108
4.2.5 BLENDEN 117
4.2.6 VERGLEICH UNTERSCHIEDLICHER WIRKDRUCKVERFAHREN 122 .
4.3 VOLUMETRISCHE MESSGERAETE 125
4.3.1 UNMITTELBARES MESSEN VON VOHIMENSTROEMEN 127
4.3.2 MITTELBARES MESSEN VON VOLUMENSTROEMEN 134
4.4 VERSCHIEDENE ZUR STROEMUNGSGESCHWINDIGKEIT PROPORTIONALE MESSEFFEKTE .
138
4.4.1 INDUKTIVE DURCLIFLUSSMESSER 139
4.4.2 ULTRASCLIALL-DURCHFLUSSMESSER 140
4.4.3 WIRBELSTROM-DURCH FLU SSMESSER 143
4.4.4 OPTISCHE MESSVERFAHREN 145
4.5 UNMITTELBARE MESSUNG VON MASSENSTROEMEN 150
4.5.1 THERMISCHE VERFAHREN 150
4.5.2 GYROSKOPISCHE MESSVERFAHREN 151
5 MESSEN VON DEHNUNGEN, KRAEFTEN, DREHMOMENTEN UND LEISTUNGEN 155
5.1 DEHNUNGSMESSUNGEN 155
5.1.1 ELASTISCHE DEHNUNG FESTER KOERPER 155
5.1.2 DEHNUNGSMESSSTREIFEN 156
5.1.3 KAPAZITIVE DEHNUNGSSENSOREN 165
5.1.4 ELEKTRISCHE SENSOREN FUER LAENGENAENDERUNGEN 165
VIII
INHALTSVERZEICHNIS
5.2 KRAFTMESSUNGEN 167
5.2.1 KRAFTMESSFUEHLER MIT DEHNUNGSMESSSTREIFEN 167
5.2.2 INDUKTIVE KRAFTMESSFUEHLER 169
5.3 DREHMOMENT- UND LEISTUNGSRNESSUNG 170
5.3.1 DYNAMIK DER DREHBEWEGUNG 170
5.3.2 MESSEN DER VERFORMUNG ELASTISCHER KOERPER ALS MASS FUER DREHMO
MENTE 175
5.3.3 MESSBREMSCTI 179
5.3.4 LEISTUNGSMESSUNG 183
6 MESSEN VON ZEIT, DREHZAHLEN UND BESCHLEUNIGUNGEN 185
6.1 MESSEN DER ZEIT 185
6.2 MESSEN VON DREHZAHLEN 187
6.2.1 DIREKTE DRCHZAHLMESSUNG 187
6.2.2 INDIREKTE DRCHZAHLMESSUNG 188
6.3 MESSEN VON BESCHLEUNIGUNGEN 191
6.3.1 BESCHLEUNIGUNGSMESSGERAETE MIT MECHANISCHEN SCHWINGERN .... 192
(I.3.2 BESCHLEUNIGUNGSMESSGERAETE MIT ELEKTRISCHEN SENSOREN 193
7 MESSEN VON LAENGEN 197
7.1 MESSEN KLEINER LAENGEN ODER WEGE 197
7.1.1 MESSSYSTEME MIT PNEUMATISCHER HILFSENERGIE 197
7.1.2 MESSSYSTEME MIT ELEKTRISCHER HILFSENERGIE 199
7.2 STANDMEASUNG 203
7.2.1 STANDMESSVERFAHREN MIT SCHWIMMERN 204
7.2.2 HYDROSTATISCHE UND PNEUMATISCHE STANDMESSVERFAHREN 205
7.2.3 ELEKTRISCHE STANDMESSVERFAHREN 207
7.2.4 STANDMESSUNG MIT ULTRASCHALL 208
7.3 LAENGEN- UND POSITIONSMESSUNGEN IN DER FERTIGUNGSTECHNIK 209
7.3.1 DIGITALE LAENGEN- UND DREHWINKELMESSVERFAHREN 209
7.3.2 LASEROPTISCHE ABTAST VERFAHREN 210
7.3.3 [NTERFEROMETRISCHE LAENGENMESSUNGEN 212
7.3.4 LAENGENMESSUNGEN AN BEWEGTEN MESSOBJEKTEN 214
8 MESSEN ELEKTRISCHER GROESSEN 217
8.1 EINHEITEN 217
8.2 MESSEN KONSTANTER ODER LANGSAM VERAENDERLICHER ELEKTRISCHER GROESSEN .
. 217
8.2.1 MESSEN VON GLEICHSTROEMEN 218
8.2.2 MESSEN VON GLEICHSPANNUNGEN 220
8.2.3 MESSEN ELEKTRISCHER LEISTUNGEN BEI GLEICHSTROEMEN 221
8.3 MESSEN RASCH VERAENDERLICHER ELEKTRISCHER GROESSEN 223
8.3.1 WECHSELSPANNUNGEN UND WECHSELSTROEME 223
8.3.2 MITTELWERTE DER MESSGROESSEN IN WECHSELSTROM- UND DREHSTROMNET
ZEN [51], [138], [7] 226
8.3.3 MESSEN DER MOMENTANWERTE SCHNELL VERAENDERLICHER ELEKTRISCHER
GROESSEN 232
INHALTSVERZEICHNIS
IX
9 UMFORMUNG, UEBERTRAGUNG UND VERARBEITUNG VON MESSSIGNALEN 239
9.1 MESSUMFORMER 239
9.2 UEBERTRAGUNG VON MESSSIGNALEN 245
9.2.1 UEBERTRAGUNG ANALOGER UND DIGITALER NACHRICHTEN 245
9.2.2 UEBERTRAGUNG ELEKTRISCHER SIGNALE DURCH LEITUNGEN 248
9.2.3 MESSWERTUEBERTRAGUNG UEBER LICHTWELLENLEITER 253
9.2.4 DRAHTLOSE MESSWERTUEBERTRAGUNG 255
9.2.5 BUSSYSTEME 259
9.3 MESSWERTVERARBEITUNG 262
9.3.1 ANALOGE MESSWERTVERARBEITUNG 263
9.3.2 DIGITALE RECHENSCHALTUNGEN 269
9.3.3 DIGITALE RECHENANLAGEN 275
10 ANHANG: AUFGABEN UND LOESUNGEN 293
10.1 STATISTISCHE GRUNDLAGEN 293
10.1.1 ERWARTUNGSWERT EINER MESSGROESSE 293
10.1.2 FEHLERFORTPFLANZUNG BEI EINMAL GEMESSENEN MESSGROESSEN 294
10.1.3 STATISTISCHE KENNGROESSEN, FEHLERFORTPFLANZUNG 296
10.1.4 REGRESSIONSRECHNUNG 298
10.1.5 VERTRAUENSBEREICH VON REGRESSIONSKOEFFIZIENTEN 299
10.2 TEMPERATURMESSUNG 301
10.2.1 WHEATSTONESCHE BRUECKENSCHALTUNG 301
10.3 DRUEKMESSUNG 302
10.3.1 BERNOULLISCHE GLEICHUNG 302
10.4 DURCHFLUSSMESSUNG 304
10.4.1 KONTRAKTIONSZAHL EINER MESSBLENDE 304
10.4.2 GASSTROEMUNG DURCH EINE VENTURIDUESE 306
10.4.3 GAESTROEMTTNG DURCH EINE DUESE BEI ZEITVERAENDERLICHEIN
FINTRITTSDRUCK308
10.4.4 DURCHFLUSSMESSUNG UND FLUESSIGKEITSSTANDREGELUNG AN EINER VER-
DAINPFCRANLAGE 313
10.5 DEHNUNGEN, KRAEFTE, DREHMOMENTE,LEISTUNGEN 315
10.5.1 MESSSCHALTUNG FUER DEHNUNGSMESSSTREIFEN 315
10.5.2 KOINPENSATIONS-DEHNUNGSMESSSTREIFEN ZUR KOMPENSATION DES TEM
PERATUREINFLUSSES 319
10.5.3 DEHNUNGSMESSUNGEN MITTELS DEHNUNGSMESSSTREIFEN 321
10.5.4 MESSEN MECHANISCHER LEISTUNGEN 322
10.6 DREHZAHLMESSUNGEN 324
10.6.1 STROBOSKOPISCHES MESSPRINZIP 324
10.7 WEGMESSUNG 325
10.7.1 KAPAZITIVE WEGMESSUNG 325
10.8 MESSEN ELEKTRISCHER GROESSEN 328
10.8.1 MCSSBCREICHSUMSCHALTUNG BEI EINEM STROMMESSGERAET 328
10.9 SIGNAL VERARBEITUNG 330
10.9.1 ANALOGES FILTER 330
10.9.2 UMWANDLUNG BINAER CODIERTER MESSWERTE IN DEZIMALZAHLEN .... 331
X INHALTSVERZEICHNIS
LITERATURVERZEICHNIS 335
SACHVERZEICHNIS 343
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