Holdings: Elektrische Meßtechnik

Elektrische Meßtechnik: Messung elektrischer und nichtelektrischer Größen ; mit 36 Tabellen

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Bibliographic Details
Main Author:	Schrüfer, Elmar 1931-2022 (Author)
Format:	Book
Language:	German
Published:	München [u.a.] Hanser 1995
Edition:	6., erw. Aufl.
Series:	Studienbücher der technischen Wissenschaften
Subjects:	Elektrische Messtechnik Lehrbuch
Online Access:	Inhaltsverzeichnis
Physical Description:	XII, 484 S. Ill., graph. Darst.
ISBN:	3446179550

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS GRUNDLAGEN . 1 1.1 UMFANG UND BEDEUTUNG DER ELEKTRISCHEN MESSTECHNIK . 1 1.2 MASSEINHEITEN . 3 1.2.1 INTERNATIONALES EINHEITENSYSTEM, SI-EINHEITEN . 4 1.2.2 EINHEITEN UND NATURKONSTANTEN . 7 1.2.3 DARSTELLUNG DER GRUNDEINHEITEN . 8 1.2.4 GROESSEN-UND ZAHLENWERTGLEICHUNGEN . 11 1.2.5 UMRECHNUNG NICHTKOHAERENTER EINHEITEN . 12 1.3 STATISCHES VERHALTEN DER MESSGERAETE . 12 1.4 STATISCHE MESSFEHLER UND MESSUNSICHERHEITEN . 14 1.4.1 VORAUSSETZUNGEN FUER EINE FEHLERFREIE MESSUNG . 14 1.4.2 SYSTEMATISCHE MESSFEHLER . 15 1.4.3 ZUFAELLIGE MESSFEHLER . 17 1.4.4 MESSUNSICHERHEIT BEI BEKANNTEN GARANTIEFEHLERGRENZEN . 26 1.5 DYNAMISCHES VERHALTEN DER MESSGERAETE . 28 1.5.1 VERZOEGERUNGSGLIED 1. ORDNUNG . 29 1.5.2 VERZOEGERUNGSGLIED 2. ORDNUNG . 37 1.5.3 WEITERE BEISPIELE FUER DAS ZEITVERHALTEN . 45 1.6 DYNAMISCHE MESSFEHLER . 48 1.6.1 FEHLERMOEGLICHKEITEN . . . 48 1.6.2 KORREKTUR DES DYNAMISCHEN FEHLERS . 51 1.7 STRUKTUREN VON MESSEINRICHTUNGEN . 53 1.7.1 KETTENSTRUKTUR . 53 1.7.2 PARALLELSTRUKTUR . 54 1.7.3 KREISSTRUKTUR . 57 1.8 DIE INFORMATIONSTRAGENDEN PARAMETER DER MESSSIGNALE . 58 1.9 ELEKTRISCHES MESSEN NICHTELEKTRISCHER GROESSEN . 61 1.9.1 PHYSIKALISCHE EFFEKTE ZUM ELEKTRISCHEN MESSEN NICHTELEKTRISCHER GROESSEN . 61 1.9.2 TECHNOLOGIEN ZUR SENSORFERTIGUNG . 61 1.9.3 SENSORNAHE SIGNALVERARBEITUNG . 67 2 MESSUNG VON STROM UND SPANNUNG; SPANNUNG UND STROMLIEFERNDE AUFNEHMER . . 69 2.1 ELEKTROMECHANISCHE MESSGERAETE UND IHRE ANWENDUNG . 69 2.1.1 MESSWERKE . 69 2.1.2 MESSUNG VON GLEICHSTROM UND GLEICHSPANNUNG . 76 2.1.3 MESSUNG VON WECHSELSTROM UND WECHSELSPANNUNG . 84 2.1.4 MESSUNG DER LEISTUNG . 92 2.1.5 MESSUNG DER ELEKTRISCHEN ARBEIT . 99 2.2 KOMPENSATOREN . 100 2.2.1 GLEICHSPANNUNGSKOMPENSATION . 101 2.2.2 GLEICHSTROMKOMPENSATION . 102 2.2.3 SERVOMULTIPLIZIERER UND -DIVIDIERER . 103 2.3 MESSWERK UND KOMPENSATIONSSCHREIBER . 104 2.3.1 KONSTRUKTIONSMERKMALE . 104 VIII INHALTSVERZEICHNIS 2.3.2 AUSFUEHRUNGSFORMEN . 105 2.3.3 ANWENDUNGSBEREICHE DER VERSCHIEDENEN SYSTEME . 108 2.4 ELEKTRONENSTRAHL-OSZILLOSKOP . 109 2.4.1 ELEKTRONENSTRAHL-ROEHRE . 109 2.4.2 BAUGRUPPEN . 111 2.4.3 SPEZIAL-OSZILLOSKOPE . 118 2.4.4 BETRIEBSARTEN DES ELEKTRONENSTRAHL-OSZILLOSKOPS . 119 2.5 MESSVERSTAERKER . 121 2.5.1 EINFUEHRUNG . 121 2.5.2 NICHTINVERTIERENDER SPANNUNGSVERSTAERKER . 128 2.5.3 INVERTIERENDER STROMVERSTAERKER . 135 2.5.4 ANWENDUNGEN DES SPANNUNGSVERSTAERKERS . 140 2.5.5 ANWENDUNGEN DES STROMVERSTAERKERS . 142 2.5.6 NULLPUNKTFEHLER DES REALEN OPERATIONSVERSTAERKERS . 148 2.5.7 MODULATIONSVERSTAERKER . 155 2.6 ELEKTRODYNAMISCHE SPANNUNGLIEFERNDE AUFNEHMER . 161 2.6.1 WEG UND WINKELMESSUNG . 162 2.6.2 ANALOGE DREHZAHLMESSUNG . 164 2.6.3 HALL-SONDE . 165 2.6.4 INDUKTIONS-DURCHFLUSSMESSER . 169 2.7 THERMISCHE SPANNUNGLIEFERNDE AUFNEHMER . 171 2.7.1 THERMOELEMENT . 171 2.7.2 INTEGRIERTER SPERRSCHICHT-TEMPERATUR-SENSOR . 179 2.8 CHEMISCHE SPANNUNGLIEFERNDE AUFNEHMER UND SENSOREN . 180 2.8.1 GALVANISCHES ELEMENT . 180 2.8.2 PH-MESSKETTE MIT GLASELEKTRODE . 181 .8.3 LONENSENSITIVER FELDEFFEKT-TRANSISTOR . 184 2.8.4 GASSENSITIVER FELDEFFEKT-TRANSISTOR . 186 2.8.5 SAUERSTOFFMESSUNG MIT FESTKOERPER-IONENLEITER . 186 2.9 PIEZO UND PYROELEKTRISCHE LADUNGLIEFERNDE AUFNEHMER . 190 2.9.1 WIRKUNGSWEISE UND WERKSTOFFE . 190 2.9.2 PIEZOELEKTRISCHER KRAFTAUFNEHMER . 192 2.9.3 PYROELEKTRISCHER INFRAROT-SENSOR . 198 2.10 OPTISCHE AUFNEHMER UND SENSOREN . 201 2.10.1 PHOTOELEMENT UND PHOTODIODE . 202 2.10.2 PHOTOSENSOREN FUER POSITIONSMESSUNGEN UND ZUR BILDERZEUGUNG . . . 205 2.10.3 PHOTOZELLE . 207 2.10.4 PHOTOVERVIELFACHER . 208 2.11 AUFNEHMER FUER IONISIERENDE STRAHLUNG . 208 2.11.1 IONISATIONSKAMMER . 208 2.11.2 AUSLOESEZAEHLROHR . 212 2.11.3 SZINTILLATIONSZAEHLER . 215 2.11.4 HALBLEITER-STRAHLUNGSDETEKTOR . 216 3 MESSUNG VON OHMSCHEN WIDERSTAENDEN; WIDERSTANDSAUFNEHMER . 219 3.1 STROM-UND SPANNUNGSMESSUNG . 219 3.1.1 GLEICHZEITIGE MESSUNG VON SPANNUNG UND STROM . 219 3.1.2 VERGLEICH MIT EINEM REFERENZWIDERSTAND . 220 3.2 VERWENDUNG EINER KONSTANTSTROMQUELLE . 221 INHALTSVERZEICHNIS IX 3.3 BRUECKENSCHALTUNGEN . 226 3.3.1 ABGLEICH-WIDERSTANDSMESSBRUECKE . 226 3.3.2 AUSSCHLAG-WIDERSTANDSMESSBRUECKE . 229 3.4 VERSTAERKER FUER BRUECKENSCHALTUNGEN . 237 3.4.1 SUBTRAHIERER MIT INVERTIERENDEM VERSTAERKER . 237 3.4.2 SUBTRAHIERER MIT ELEKTROMETERVERSTAERKER . 238 3.4.3 TRAEGERFREQUENZ-BRUECKE UND -MESSVERSTAERKER . 240 3.5 WIDERSTANDSAUFNEHMER ZUR LAENGEN UND WINKELMESSUNG . 243 3.6 WIDERSTANDS-TEMPERATURFUEHLER . 244 3.6.1 METALL-WIDERSTANDSTHERMOMETER . 244 3.6.2 HEISSLEITER . 249 3.6.3 KALTLEITER . 252 3.6.4 SILIZIUM-WIDERSTANDSTEMPERATURSENSOR . 254 3.6.5 FEHLERMOEGLICHKEITEN BEI DER ANWENDUNG VON ELEKTRISCHEN BERUEH RUNGSTHERMOMETERN . 256 3.7 INDIREKTE ANWENDUNG DER WIDERSTANDSTHERMOMETER FUER KONZENTRATIONSMES SUNGEN . : . 257 3.7.1 LICL-FEUCHTEGEBER . 258 3.7.2 GASANALYSE NACH DEM WAERMELEITVERFAHREN . 260 3.7.3 GASANALYSE NACH DEM WAERMETOENUNGSVERFAHREN . 261 3.7.4 THERMOMAGNETISCHE SAUERSTOFFANALYSE . 262 3.7.5 GASAUFBEREITUNG . 263 3.8 GASSENSOREN MIT HALBLEITENDEN METALLOXIDEN . 263 3.9 LICHTEMPFINDLICHER WIDERSTAND . . . 265 3.10 MAGNETISCH STEUERBARER WIDERSTAND . 266 3.11 DEHNUNGSMESSSTREIFEN . 268 3.11.1 PRINZIP . 268 3.11.2 METALL-DEHNUNGSMESSSTREIFEN . 269 3.11.3 HALBLEITER-DEHNUNGSMESSSTREIFEN . 271 3.11.4 STOERGROESSEN . 271 3.11.5 ANWENDUNG DER DMS ZUR SPANNUNGSANALYSE . 272 3.12 LINEARISIEREN DER WIDERSTANDSAUFNEHMER-KENNLINIEN . 276 3.12.1 LINEARISIEREN DURCH EINEN VOR UND/ODER PARALLELWIDERSTAND . 277 3.12.2 MESSUNG DES SPANNUNGSABFALLS AN DIFFERENTIAL WIDERSTANDSAUFNEHMERN . 280 3.12.3 DIFFERENTIAL-WIDERSTANDSAUFNEHMER IN EINER HALBBRUECKE . 281 4 MESSUNG VON BLIND UND SCHEINWIDERSTAENDEN; INDUKTIVE UND KAPAZITIVE AUFNEHMER 282 4.1 STROM-UND SPANNUNGSMESSUNG . 283 4.1.1 MESSUNG DER EFFEKTIVWERTE . 283 4.1.2 VERGLEICH MIT REFERENZELEMENT . 284 4.1.3 GETRENNTE ERMITTLUNG DES BLIND UND WIRKWIDERSTANDS . 285 4.1.4 MESSUNG EINES PHASENWINKELS . 286 4.1.5 STROMMESSUNG IN EINEM FREMDERREGTEN SCHWINGKREIS . 288 4.2 WECHSELSTROM-ABGLEICHBRUECKE . 289 4.2.1 PRINZIP . 289 4.2.2 KAPAZITAETSMESSBRUECKE NACH WIEN . 290 4.2.3 INDUKTIVITAETSMESSBRUECKE NACH MAXWELL . 292 4.2.4 INDUKTIVITAETSMESSBRUECKE NACH MAXWELL-WIEN . 292 4.2.5 PHASENSCHIEBERBRUECKE . 293 X INHALTSVERZEICHNIS 4.3 WECHSELSTROM-AUSSCHLAGBRUECKE . 293 4.4 INDUKTIVE AUFNEHMER . 295 4.4.1 TAUCHANKER-AUFNEHMER ZUR LAENGEN UND WINKELMESSUNG . 295 4.4.2 QUERANKER-AUFNEHMER ZUR LAENGEN UND WINKELMESSUNG . 298 4.4.3 KURZSCHLUSSRING-SENSOR . 300 4.4.4 ANWENDUNG DER INDUKTIVEN LAENGEN UND WINKELGEBER . 300 4.4.5 INDUKTIVER SCHLEIFENDETEKTOR ZUR ERFASSUNG VON FAHRZEUGEN . 302 4.4.6 MAGNETOELASTISCHE KRAFTMESSDOSE . 302 4.5 KAPAZITIVE AUFNEHMER . 303 4.5.1 AENDERUNG DES PLATTENABSTANDS . 303 4.5.2 AENDERUNG DER PLATTENFLAECHE . 304 4.5.3 GEOMETRISCHE AENDERUNG DES DIELEKTRIKUMS . 306 4.5.4 AENDERUNG DER DIELEKTRIZITAETSZAHL DURCH FEUCHTIGKEIT ODER TEMPERATUR 308 4.6 VERGLEICH DER INDUKTIVEN UND DER KAPAZITIVEN LAENGENAUFNEHMER . 309 4.6.1 ENERGIE DES MAGNETISCHEN UND DES ELEKTRISCHEN FELDES . 310 4.6.2 GROESSTE DER BRUECKENSCHALTUNG ENTNEHMBARE LEISTUNG . 311 4.6.3 STEUERLEISTUNG ZUM VERSTELLEN DER AUFNEHMER . 312 5 DIGITALE MESSTECHNIK ; KODIERTE UND INKREMENTALE MESSWERTGEBER . 314 5.1 BINAERE SIGNALE UND IHRE LOGISCHEN VERKNUEPFUNGEN . 314 5.1.1 BINAERE SIGNALE . 314 5.1.2 LOGISCHE VERKNUEPFUNGEN BINAERER SIGNALE . 315 5.1.3 GATTER . 318 5.2 DARSTELLUNG, ANZEIGE UND AUSGABE NUMERISCHER MESSWERTE . 320 5.2.1 DUALES ZAHLENSYSTEM . 320 5.2.2 BINAERCODES FUER DEZIMALZAHLEN . 321 52.3 CODE-UMSETZER . 323 5.2.4 ZIFFERNANZEIGEN . 324 5.2.5 VERGLEICH DER ZIFFERN MIT DER SKALENANZEIGE . 325 5.2.6 UMSETZUNG EINES DIGITALEN SIGNALS IN EINE SPANNUNG; DIGITAL/ANALOG UMSETZER . 326 5.3 BISTABILE KIPPSTUFEN . 327 5.3.1 ASYNCHRONES RS-SPEICHERGLIED . 327 5.3.2 TAKTGESTEUERTES RS-SPEICHERGLIED . 329 5.3.3 TAKTFLANKENGESTEUERTES D-SPEICHERGLIED . 330 5.3.4 TAKTFLANKENGESTEUERTES JK-SPEICHERGLIED . 330 5.3.5 TAKTFLANKENGESTEUERTES T-SPEICHERGLIED . 331 5.4 ZAEHLER . 332 5.4.1 ASYNCHRONER VORWAERTS-DUALZAEHLER . 332 5.4.2 ASYNCHRONER RUECKWAERTS-DUALZAEHLER . 333 5.4.3 UMSCHALTUNG DER ZAEHLRICHTUNG . 334 5.4.4 SYNCHRONER VORWAERTS-DUALZAEHLER . 335 5.4.5 SYNCHRONER VORWAERTS-BCD-ZAEHLER . 336 5.4.6 SYNCHRONER RINGZAEHLER . 337 5.4.7 SKALENANZEIGE EINER ZAEHLGROESSE . 338 5.5 REGISTER . 339 5.5.1 PARALLELREGISTER . 339 5.5.2 SCHIEBEREGISTER ZUR PARALLEL/SERIEN-UMSETZUNG . 340 5.5.3 SCHIEBEREGISTER ZUR SERIEN/PARALLEL-UMSETZUNG . 341 INHALTSVERZEICHNIS XI 5.6 UMSCHALTER . 343 5.6.1 MULTIPLEXER FUER BINAERE SIGNALE . 343 5.6.2 UMSCHALTER MIT RELAISKONTAKTEN FUER ANALOGE SIGNALE . 343 5.6.3 UMSCHALTER MIT FELDEFFEKTTRANSISTOREN FUER ANALOGE SIGNALE . 344 5.6.4 ABTAST UND HALTEKREIS . 345 5.7 DIREKTVERGLEICHENDE A/D-UMSETZER FUER ELEKTRISCHE SPANNUNGEN . 346 5.7.1 KOMPARATOR . 346 5.7.2 KOMPARATOR MIT HYSTERESE . 347 5.7.3 A/D-UMSETZER MIT PARALLELEN KOMPARATOREN . 349 5.7.4 INKREMENTALER A/D-STUFENUMSETZER . 350 5.7.5 INKREMENTALER A/D-NACHLAUFUMSETZER . 351 5.7.6 A/D-UMSETZER MIT SUKZESSIVER ANNAEHERUNG AN DEN MESSWERT . 352 5.8 A/D-UMSETZER FUER MECHANISCHE GROESSEN ; KODIERTE UND INKREMENTALE LAENGEN UND WINKELGEBER . 354 5.8.1 ENDLAGENSCHALTER . 355 5.8.2 KODIERTE LAENGEN UND WINKELGEBER . 356 5.8.3 INKREMENTALE LAENGEN UND WINKELGEBER . 358 5.8.4 VERGLEICH DER KODIERTEN UND INKREMENTALEN LAENGENGEBER . 361 6 ZEIT UND FREQUENZMESSUNG; FREQUENZANALOGE MESSWERTGEBER UND WANDLER . 362 6.1 DIGITALE ZEITMESSUNG . 362 6.1.1 MESSUNG EINES ZEITINTERVALLS . . . 362 6.1.2 MESSUNGEINERPERIODENDAUER . 363 6.1.3 MESSUNG EINES PHASENWINKELS . 364 6.1.4 NORMALFREQUENZ-UND ZEITZEICHENSENDER . 365 6.2 DIGITALE FREQUENZMESSUNG . 366 6.2.1 MESSUNG EINER FREQUENZ ODER IMPULSRATE . 366 6.2.2 MESSUNG DES VERHAELTNISSES ZWEIER FREQUENZEN ODER DREHZAHLEN . . . 367 6.2.3 MESSUNG DER DIFFERENZ ZWEIER FREQUENZEN ODER DREHZAHLEN . 367 6.2.4 UNIVERSALZAEHLER . 367 6.3 ANALOGE MESSUNG EINES ZEITINTERVALLS ODER EINER FREQUENZ . 369 6.3.1 MESSUNG EINES ZEITINTERVALLS; T/U-UMFORMUNG . 369 6.3.2 MESSUNG EINER FREQUENZ ODER IMPULSRATE ; F/U-UMFORMUNG . 370 6.3.3 IMPULSBREITEN-MULTIPLIZIERER . 372 6.4 SPANNUNG/ZEIT UND SPANNUNG/FREQUENZ-UMSETZER . 373 6.4.1 U/T-IMPULSBREITEN-UMSETZER . 373 6.4.2 U/T-ZWEIRAMPEN-UMSETZER . 376 6.4.3 U/F-SAEGEZAHN-UMSETZER . 379 6.4.4 U/F-UMSETZER NACH DEM LADUNGSBILANZVERFAHREN . 380 6.4.5 SYNCHRONER U/F-UMSETZER NACH DEM LADUNGSBILANZVERFAHREN . 382 6.4.6 DELTA-SIGMA-UMSETZER . 384 6.5 KENNGROESSEN FUER ANALOG/DIGITAL-UMSETZER . 387 6.6 MESSUNGEN MIT DEM ANALOG/DIGITAL-UMSETZER . 393 6.6.1 ZEITDISKRETE MESSUNG ; ABTASTTHEOREM . 393 6.6.2 SIGNALRAUSCHEN . 394 6.6.3 DIGITAL-MULTIMETER . 395 6.6.4 OSZILLOSKOP . 396 6.6.5 MESSWERTVERARBEITUNG MIT DEM PERSONAL-COMPUTER . 399 XII INHALTSVERZEICHNIS 6.7 ASTABILE KIPPSCHALTUNGEN ALS FREQUENZUMSETZER . 401 6.7.1 ASTABILE KIPPSCHALTUNG AUS RC-GLIED UND KOMPARATOR . 401 6.7.2 ASTABILE KIPPSCHALTUNG MIT INTEGRATIONSVERSTAERKER UND KOMPARATOR . 403 6.7.3 KIPPSCHALTUNG MIT WIDERSTANDSMESSBRUECKE . 406 6.7.4 KIPPSCHALTUNG MIT STABILISIERTEN HILFSSPANNUNGEN . 407 6.7.5 U/F-UMSETZER FUER KLEINE SIGNALE . 409 6.8 HARMONISCHE OSZILLATOREN ALS FREQENZUMSETZER . 410 6.8.1 ERZEUGUNGUNGEDAEMPFTERSCHWINGUNGEN . 411 6.8.2 LC-OSZILLATOR . 412 6.8.3 RC-OSZILLATOR . 415 6.9 FREQUENZ-ODER IMPULSRATENLIEFERNDE AUFNEHMER . 418 6.9.1 SCHWINGQUARZ ALS FREQUENZNORMAL . 418 6.9.2 SCHWINGQUARZ ALS TEMPERATURFUEHLER . 426 6.9.3 SCHWINGSAITEN-FREQUENZUMSETZER . 427 6.9.4 STIMMGABEL-FREQUENZUMSETZER . 428 6.9.5 DREHZAHLAUFNEHMER . 430 7 MESSUNG MECHANISCHER GROESSEN . 433 7.1 DRUCK UND DIFFERENZDRUCKMESSUNG MIT FEDERMESSWERKEN . 433 7.1.1 DIREKTANZEIGENDE MANOMETER . 434 7.1.2 FEDERMESSWERKE MIT ELEKTRISCHEM ABGRIFF . 434 7.1.3 DIFFERENZDRUCK-MESSUMFORMER MIT INNENLIEGENDEM ELEKTRISCHEN ABGRIFF . 439 7.1.4 ANWENDUNG DER DRUCK UND DIFFERENZDRUCKMESSGERAETE ZUR FUELL STANDSMESSUNG . 441 7.2 DURCHFLUSSMESSUNG . 442 7.2.1 DURCHFLUSSMESSUNG MIT DROSSELMESSGERAETEN . 443 7.2.2 WIRBELFREQUENZ-DURCHFLUSSMESSER . 448 7.2.3 THERMISCHER MASSENSTROMMESSER . 449 7.2.4 CORIOLIS-MASSENSTROMMESSER . 453 7.2.5 ULTRASCHALL-DURCHFLUSSMESSUNG . 455 7.3 SCHWINGUNGSMESSUNG . 460 7.3.1 RELATIVE SCHWINGUNGSMESSUNG . 461 7.3.2 ABSOLUTE SCHWINGUNGSMESSUNG . 464 LITERATURVERZEICHNIS . 472 SACHWORTVERZEICHNIS . 479
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