Verfügbarkeit: Mechanische Größen elektrisch gemessen

Mechanische Größen elektrisch gemessen: Grundlagen und Beispiele zur technischen Ausführung ; mit 5 Tabellen

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Bibliographische Detailangaben
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Renningen expert-Verl. 2006
Ausgabe:	6., verb. Aufl.
Schriftenreihe:	Kontakt & Studium 45
Schlagworte:	Mechanische Größe Elektrische Messtechnik Elektrische Messung
Online-Zugang:	Inhaltstext Ausführliche Beschreibung Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	Auf der Haupttitels. fälschlich als 5., völlig neu bearb. Aufl. bezeichnet. - Literaturverz. S. 245 - 250
Beschreibung:	255 S. Ill., graph. Darst.
ISBN:	3816924506

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adam_text	MECHANISCHE GROESSEN ELEKTRISCH GEMESSEN GRUNDLAGEN UND BEISPIELE ZUR TECHNISCHEN AUSFUEHRUNG DIPL.-ING. MICHAEL LAIBLE PROF. DR.-ING. ROBERT K. MUELLER DIPL.-PHYS. BERNHARD BILL DIPL.-ING. KLAUS GEHRKE 5., VOELLIG NEU BEARBEITETE AUF LAEGE MIT 214 BILDERN, 5 TABELLEN UND 68 LITERATURSTELLEN KONTAKT & STUDIUM BAND 45 HERAUSGEBER: PROF. DR.-ING. WILFRIED J. BARTZ TECHNISCHE AKADEMIE ESSLINGEN WEITERBILDUNGSZENTRUM DI ELMAR WIPPLER EXPERT VERTAG INHALTSVERZEICHNIS VORWORT 1 GRUNDLAGEN DES ELEKTRISCHEN MESSENS MECHANISCHER GROESSEN 1 M. LAIBLE 1.1 EINFUEHRUNG 1 1.1.1 GRUNDSAETZLICHES UEBER DAS MESSEN 1 1.1.2 WAS BEDEUTET MESSEN? 2 1.2 DIE MESSKETTE 3 1.3 DIE WICHTIGSTEN PRINZIPIEN ZUR UMWANDLUNG VON MECHANISCHEN GROESSEN IN ELEKTRISCHE SIGNALE 6 1.3.1 OHMSCHER WIDERSTAND 7 1.3.1.1 POTENTIOMETERAUFNEHMER 7 1.3.1.2 DEHNUNGSWIDERSTANDSEFFEKT 8 1.3.1.3 PIEZORESISTIVE AUFNEHMER 10 1.3.2 PIEZOELEKTRISCHE AUFNEHMER 11 1.3.3 INDUKTIVE AUFNEHMER 12 1.3.4 KAPAZITIVE AUFNEHMER 13 1.3.5 WEITERE SENSORPRINZIPIEN 14 1.4 VOR-UND NACHTEILE DES ELEKTRISCHEN MESSENS 14 1.5 WEITERE INFORMATIONEN 15 1.6 ELEKTRISCHE SCHALTUNGEN FUER AUFNEHMER 18 1.6.1 SPANNUNGSTEILERSCHALTUNG 18 1.6.2 WHEATSTONE SCHE BRUECKENSCHALTUNG 19 1.6.2.1 GRUNDLAGEN 19 1.6.2.2 ANWENDUNGSFORMEN DER WHEATSTONE-BRUECKE 22 1.6.2.3 VOR- UND NACHTEILE DER WHEATSTONE-BRUECKE 33 1.6.3 SPEISUNG MIT KONSTANTSTROM 34 1.6.4 MESSKETTEN MIT FREQUENZMESSUNG (SCHWINGKREIS) 35 1.6.5 LADUNGSVERSTAERKER 36 INHALTSVERZEICHNIS 2 GRUNDLAGEN UND ANWENDUNG DER DEHNUNGS- MESSSTREIFEN-TECHNIK 39 K. GEHRKE 2.1 EINLEITUNG 39 2.2 GRUNDLAGEN UND WIRKUNGSWEISE VON DMS 40 2.2.1 DAS HOOKE SCHE GESETZ 40 2.2.2 DIE DEHNUNG 41 2.2.3 DER THOMSON-VERSUCH 42 2.2.4 DIE ERFINDUNG DES DMS 43 2.2.5 FOLIEN-DMS 43 2.3 DIE WHEATSTONE-BRUECKE 45 2.3.1 DARSTELLUNG UND WIRKUNGSWEISE 46 2.3.2 ANWENDUNGSFORMEN 47 2.3.3 KOMPENSATION VON STOERGROESSEN 47 2.3.4 SELBSTKOMPENSIERENDE DMS 49 2.4 AUSFUEHRUNGSFORMEN VON DMS 51 2.5 AUSWAHL VON DMS 52 2.6 DIE INSTALLATION VON DMS 56 2.6.1 KALTHAERTENDE KLEBSTOFFE 56 2.6.2 HEISSHAERTENDE KLEBSTOFFE 57 2.6.3 WEITERE MATERIALIEN 58 2.7 ERMITTLUNG DER SPANNUNG AUS DER GEMESSENEN DEHNUNG 59 2.7.1 DER EINACHSIGE SPANNUNGSZUSTAND 59 2.7.2 DER ZWEIACHSIGE SPANNUNGSZUSTAND 61 3 AUFNEHMER MIT DEHNUNGSMESSSTREIFEN 65 K. GEHRKE 3.1 EINLEITUNG 65 3.2 BAUFORMEN VON AUFNEHMERN 66 3.2.1 KRAFTAUFNEHMER UND WAEGEZELLEN 66 3.2.2 DRUCKAUFNEHMER 72 3.2.3 DREHMOMENTAUFNEHMER 76 3.3 EIGENSCHAFTEN VON DMS-AUFNEHMERN 81 3.4 HINWEISE ZUM EINBAU VON AUFNEHMERN 85 3.4.1 STOERUNGEN FUER KRAFT- UND GEWICHTSMESSUNGEN 87 3.4.2 STOERUNGEN BEI DRUCKMESSUNGEN 90 3.4.3 STOERUNGEN BEI DREHMOMENTMESSUNGEN 92 INHALTSVERZEICHNIS 4 PIEZOELEKTRISCHE SENSOREN 95 B. BILL 4.1 EINLEITUNG 95 4.2 GRUNDLAGEN 96 4.2.1 DIE PIEZOELEKTRISCHEN EFFEKTE IN KRISTALLEN 96 4.2.2 MATERIALIEN FUER SENSORELEMENTE 99 4.2.3 AUFBEREITEN DER MESSGROESSE 101 4.3 SENSOREN FUER KRAEFTE UND MOMENTE 101 4.3.1 SENSOREN ZUM MESSEN EINER KRAFTKOMPONENTE 101 4.3.2 SENSOREN ZUM MESSEN MEHRER KRAFTKOMPONENTEN 104 4.3.3 SENSOREN ZUM MESSEN VON DREHMOMENT 105 4.3.4 ANWENDUNGSBEISPIELE 105 4.3.5 KALIBRIEREN VON KRAFTSENSOREN 107 4.4 DEHNUNGSSENSOREN 108 4.4.1 PRINZIPIELLER AUFBAU 108 4.4.2 ANWENDUNG 108 4.4.3 KALIBRIERUNG VON DEHNUNGSSENSOREN 108 4.5 DRUCKSENSOREN 109 4.5.1 PRINZIPIELLER AUFBAU VON DRUCKSENSOREN 109 4.5.2 DRUCKSENSOREN FUER ALLGEMEINE ANWENDUNGEN 110 4.5.3 NIEDERDRUCKSENSOREN 111 4.5.4 HOCHDRUCKSENSOREN 111 4.5.5 DRUCKSENSOREN FUER MESSUNGEN BEI HOHEN TEMPERATUREN 112 4.5.6 DRUCKSENSOREN ZUR MESSUNG DES WERKZEUGINNENDRUCKS 113 4.5.7 KALIBRIERUNG VON DRUCKSENSOREN 114 4.6 BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN 114 4.6.1 PRINZIPIELLER AUFBAU VON BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN 114 4.6.2 ANWENDUNGSGEBIETE UND BAUFORMEN VON BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN 115 4.6.3 KALIBRIERUNG VON BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN 116 4.7 VERSTAERKER FUER PIEZOELEKTRISCHE SENSOREN 117 4.7.1 LADUNGSVERSTAERKER 117 4.7.1.1 ALLGEMEINES 117 4.7.1.2 ZEITKONSTANTE UND DRIFT 118 4.7.2 SENSOREN MIT SPANNUNGSAUSGANG 119 4.7.3 KUPPLER 120 INHALTSVERZEICHNIS 5 INDUKTIVE AUFNEHMER 121 M. LAIBLE 5.1 EINLEITUNG 121 5.2 AKTIVE INDUKTIVE AUFNEHMER 121 5.3 PASSIVE MEHRSPULENSYSTEME MIT KERN 122 5.3.1 WEGAUFNEHMER MIT TAUCHANKER 125 5.3.2 WEGTASTER 125 5.4 PASSIVE EINSPULENSYSTEME MIT KERN 126 5.5 BERUEHRUNGSFREIE WEGAUFNEHMER 127 5.5.1 BERUEHRUNGSFREIE AUFNEHMER FUER NIEDERFREQUENTE SPEISUNG 128 5.5.2 INDUKTIVE AUFNEHMER NACH DEM WIRBELSTROMPRINZIP 129 5.5.3 VOR- UND NACHTEILE BERUEHRUNGSFREIER SYSTEME 130 5.5.4 ANWENDUNGEN 130 5.6 MAGNETOSTRIKTIVE WEGAUFNEHMER 130 5.7 INDUKTIV-POTENTIOMETRISCHE AUFNEHMER 132 5.8 BESCHLEUNIGUNGSAUFNEHMER 133 5.9 AUFNEHMER MIT MAGNETOELASTISCHEM PRINZIP 134 5.10 WEITERE INDUKTIVE AUFNEHMER 135 5.11 EINBAUHINWEISE FUER WEGAUFNEHMER 136 6 KAPAZITIVE AUFNEHMER 139 M. LAIBIE 6.1 EINFUEHRUNG 139 6.2 BAUFORMEN 139 6.3 AUSFUEHRUNGEN KAPAZITIVER AUFNEHMER 143 7 WEITERE AUFNEHMERPRINZIPIEN 147 M. LAIBLE 7.1 EINFUEHRUNG 147 7.2 PIEZORESISTIVE SENSOREN 147 7.3 OPTISCHE SENSOREN 151 7.3.1 FASEROPTISCHE SENSOREN 151 7.3.2 LAENGENMESSUNG UEBER KORRELATIONSVERFAHREN 157 7.3.3 SENSOREN MIT TRIANGULATIONSPRINZIP 158 INHALTSVERZEICHNIS 8 MESSVERSTAERKER 161 M. LAIBLE 8.1 EINLEITUNG 161 8.2 GLEICHSPANNUNGSVERSTAERKER 162 8.3 TRAEGERFREQUENZVERSTAERKER 163 8.4 VERGLEICH DER VERFAHREN 166 8.4.1 OBERE GRENZFREQUENZ 166 8.4.2 IMPULSWIEDERGABE 168 8.4.3 TEMPERATUREINFLUSS AUF NULLPUNKT UND EMPFINDLICHKEIT 169 8.4.4 LINEARITAETSFEHLER 170 8.4.5 EINFLUESSE VON ELEKTROMAGNETISCHEN STOERUNGEN 171 8.4.5.1 EINFLUESSE AUF GLEICHSPANNUNGSVERSTAERKER 171 8.4.5.2 EINFLUESSE AUF TRAEGERFREQUENZVERSTAERKER 173 8.4.5.3 RESUEMEE 175 8.5 EMV-SCHUTZ 176 9 DIGITALE DATENERFASSUNG UND VERARBEITUNG 179 M. LAIBLE 9.1 EINLEITUNG 179 9.2 AUSFUEHRUNGEN DIGITALER MESSVERSTAERKER 179 9.2.1 PRINZIPIELLE FUNKTIONSWEISE 179 9.2.2 PARALLEL ARBEITENDE ANLAGEN 181 9.2.3 SEQUENTIELL ARBEITENDE ANLAGEN 183 9.3 SCHNITTSTELLEN 186 9.3.1 SCHNITTSTELLEN FUER DEN LABOREINSATZ 187 9.3.1.1 IEEE 488 187 9.3.1.2 COMX MIT RS-485 187 9.3.1.3 COMX (RS-232) 188 9.3.1.4 DRUCKERSCHNITTSTELLE LPT 188 9.3.1.5 USB 189 9.3.1.6 FIREWIRE 189 9.3.2 FELDBUSSYSTEME 189 9.3.2.1 ETHERNET (TCP/IP) 190 9.3.2.2 DIN-MESSBUS 191 9.3.2.3 CAN, CANOPEN UND DEVICENET 191 9.3.2.4 PROFIBUS 192 9.3.2.5 INTERBUS 193 INHALTSVERZEICHNIS 9.3.2.6 MODBUS BZW. 3964R-RK512 (SIEMENS) 194 9.3.2.7 WEITERE BUSSYSTEME 194 9.4 SOFTWARE FUER DIE MESSTECHNIK 195 9.5 DIGITALE MESSWERTERFASSUNG 197 9.5.1 WELCHE MESSRATE IST RICHTIG? 198 9.5.2 FILTERUNG VON SIGNALEN 199 10 ABGLEICH VON MESSKETTEN 203 M. LAIBLE 10.1 EINLEITUNG 203 10.2 MESSUNGEN MIT DEHNUNGSMESSSTREIFEN 205 10.2.1 DIE SHUNT-KALIBRIERUNG 205 10.2.2 DER ABGLEICH DURCH EINGABE DER KENNWERTE 208 10.2.3 DIE BERUECKSICHTIGUNG VON K-FAKTOREN 209 10.3 MESSUNGEN MIT DMS-AUFNEHMERN 209 10.3.1 DER ABGLEICH DURCH DIREKTE BELASTUNG DES AUFNEHMERS 209 10.3.2 DER ABGLEICH MIT SHUNT-KALIBRIERUNG 213 10.3.3 DER ABGLEICH MIT EINEM KALIBRIERGERAET 214 10.3.4 DER ABGLEICH DURCH EINGABE DER KENNWERTE 214 10.4 MESSUNGEN MIT INDUKTIVEN AUFNEHMERN 215 10.5 BESONDERHEITEN BEIM ABGLEICH 215 10.5.1 DER ABGLEICH VON TRAEGERFREQUENZ-MESSVERSTAERKERN 216 10.5.1.1 NULLABGLEICH C 217 10.5.1.2 REFERENZPHASENABGLEICH 218 10.6 ZUSAMMENFASSUNG 220 11 DURCHFUEHREN VON MESSUNGEN 221 M. LAIBLE 11.1 EINLEITUNG 221 11.2 AUFGABENSTELLUNG 221 11.3 PLANUNG 222 11.3.1 ALLGEMEINES 222 11.3.2 TEMPERATUR ALS STOERGROESSE 224 11.3.2.1 AUSWIRKUNGEN VON TEMPERATURAENDERUNGEN 224 11.3.2.2 KOMPENSATION DES TEMPERATUREINFLUSSES 224 11.3.2.3 TEMPERATURMESSUNG 226 11.3.3 DOKUMENTATION 229 INHALTSVERZEICHNIS 11.3.4 LETZTE FRAGEN 229 11.4 VORBEREITUNG DER MESSUNG 230 11.5 PRAKTISCHE DURCHFUEHRUNG 230 12 BERECHNUNG DER MESSUNSICHERHEIT 231 M. LAIBLE 12.1 EINLEITUNG 231 12.2 MESSABWALCHUNG UND MESSUNSICHERHEIT 233 12.2.1 ZUFAELLIGE MESSABWEICHUNG E R 233 12.2.2 MESSUNSICHERHEIT AUFGRUND ZUFAELLIGER EINFLUESSE 234 12.2.3 SYSTEMATISCHE MESSABWEICHUNG E S 235 12.2.3.1 BEKANNTE SYSTEMATISCHE MESSABWEICHUNG E SB 235 12.2.3.2 UNBEKANNTE SYSTEMATISCHE MESSABWEICHUNG E S U 236 12.2.4 MESSUNSICHERHEIT AUFGRUND UNBEKANNTER SYSTEMATISCHER ABWEICHUNGEN 239 12.2.5 ERMITTLUNG DER GESAMTEN MESSUNSICHERHEIT 240 12.2.6 GRAFISCHE ERLAEUTERUNG DER ZUSAMMENHAENGE 240 12.2.7 ANGABE DES VOLLSTAENDIGEN MESSERGEBNISSES 241 12.3 BEISPIEL 241 12.3.1 ZUFAELLIGE MESSABWEICHUNGEN 242 12.3.2 BEKANNTE SYSTEMATISCHE MESSABWEICHUNG (KORREKTION) 242 12.3.3 UNBEKANNTE SYSTEMATISCHE ABWEICHUNGEN 243 12.3.4 BERECHNUNG UND ANGABE DES VOLLSTAENDIGEN MESSERGEBNISSES .. 244 LITERATURVERZEICHNIS 245 INDEX 251
adam_txt	MECHANISCHE GROESSEN ELEKTRISCH GEMESSEN GRUNDLAGEN UND BEISPIELE ZUR TECHNISCHEN AUSFUEHRUNG DIPL.-ING. MICHAEL LAIBLE PROF. DR.-ING. ROBERT K. MUELLER DIPL.-PHYS. BERNHARD BILL DIPL.-ING. KLAUS GEHRKE 5., VOELLIG NEU BEARBEITETE AUF LAEGE MIT 214 BILDERN, 5 TABELLEN UND 68 LITERATURSTELLEN KONTAKT & STUDIUM BAND 45 HERAUSGEBER: PROF. DR.-ING. WILFRIED J. BARTZ TECHNISCHE AKADEMIE ESSLINGEN WEITERBILDUNGSZENTRUM DI ELMAR WIPPLER EXPERT VERTAG INHALTSVERZEICHNIS VORWORT 1 GRUNDLAGEN DES ELEKTRISCHEN MESSENS MECHANISCHER GROESSEN 1 M. LAIBLE 1.1 EINFUEHRUNG 1 1.1.1 GRUNDSAETZLICHES UEBER DAS MESSEN 1 1.1.2 WAS BEDEUTET MESSEN? 2 1.2 DIE MESSKETTE 3 1.3 DIE WICHTIGSTEN PRINZIPIEN ZUR UMWANDLUNG VON MECHANISCHEN GROESSEN IN ELEKTRISCHE SIGNALE 6 1.3.1 OHMSCHER WIDERSTAND 7 1.3.1.1 POTENTIOMETERAUFNEHMER 7 1.3.1.2 DEHNUNGSWIDERSTANDSEFFEKT 8 1.3.1.3 PIEZORESISTIVE AUFNEHMER 10 1.3.2 PIEZOELEKTRISCHE AUFNEHMER 11 1.3.3 INDUKTIVE AUFNEHMER 12 1.3.4 KAPAZITIVE AUFNEHMER 13 1.3.5 WEITERE SENSORPRINZIPIEN 14 1.4 VOR-UND NACHTEILE DES ELEKTRISCHEN MESSENS 14 1.5 WEITERE INFORMATIONEN 15 1.6 ELEKTRISCHE SCHALTUNGEN FUER AUFNEHMER 18 1.6.1 SPANNUNGSTEILERSCHALTUNG 18 1.6.2 WHEATSTONE'SCHE BRUECKENSCHALTUNG 19 1.6.2.1 GRUNDLAGEN 19 1.6.2.2 ANWENDUNGSFORMEN DER WHEATSTONE-BRUECKE 22 1.6.2.3 VOR- UND NACHTEILE DER WHEATSTONE-BRUECKE 33 1.6.3 SPEISUNG MIT KONSTANTSTROM 34 1.6.4 MESSKETTEN MIT FREQUENZMESSUNG (SCHWINGKREIS) 35 1.6.5 LADUNGSVERSTAERKER 36 INHALTSVERZEICHNIS 2 GRUNDLAGEN UND ANWENDUNG DER DEHNUNGS- MESSSTREIFEN-TECHNIK 39 K. GEHRKE 2.1 EINLEITUNG 39 2.2 GRUNDLAGEN UND WIRKUNGSWEISE VON DMS 40 2.2.1 DAS HOOKE'SCHE GESETZ 40 2.2.2 DIE DEHNUNG 41 2.2.3 DER THOMSON-VERSUCH 42 2.2.4 DIE ERFINDUNG DES DMS 43 2.2.5 FOLIEN-DMS 43 2.3 DIE WHEATSTONE-BRUECKE 45 2.3.1 DARSTELLUNG UND WIRKUNGSWEISE 46 2.3.2 ANWENDUNGSFORMEN 47 2.3.3 KOMPENSATION VON STOERGROESSEN 47 2.3.4 SELBSTKOMPENSIERENDE DMS 49 2.4 AUSFUEHRUNGSFORMEN VON DMS 51 2.5 AUSWAHL VON DMS 52 2.6 DIE INSTALLATION VON DMS 56 2.6.1 KALTHAERTENDE KLEBSTOFFE 56 2.6.2 HEISSHAERTENDE KLEBSTOFFE 57 2.6.3 WEITERE MATERIALIEN 58 2.7 ERMITTLUNG DER SPANNUNG AUS DER GEMESSENEN DEHNUNG 59 2.7.1 DER EINACHSIGE SPANNUNGSZUSTAND 59 2.7.2 DER ZWEIACHSIGE SPANNUNGSZUSTAND 61 3 AUFNEHMER MIT DEHNUNGSMESSSTREIFEN 65 K. GEHRKE 3.1 EINLEITUNG 65 3.2 BAUFORMEN VON AUFNEHMERN 66 3.2.1 KRAFTAUFNEHMER UND WAEGEZELLEN 66 3.2.2 DRUCKAUFNEHMER 72 3.2.3 DREHMOMENTAUFNEHMER 76 3.3 EIGENSCHAFTEN VON DMS-AUFNEHMERN 81 3.4 HINWEISE ZUM EINBAU VON AUFNEHMERN 85 3.4.1 STOERUNGEN FUER KRAFT- UND GEWICHTSMESSUNGEN 87 3.4.2 STOERUNGEN BEI DRUCKMESSUNGEN 90 3.4.3 STOERUNGEN BEI DREHMOMENTMESSUNGEN 92 INHALTSVERZEICHNIS 4 PIEZOELEKTRISCHE SENSOREN 95 B. BILL 4.1 EINLEITUNG 95 4.2 GRUNDLAGEN 96 4.2.1 DIE PIEZOELEKTRISCHEN EFFEKTE IN KRISTALLEN 96 4.2.2 MATERIALIEN FUER SENSORELEMENTE 99 4.2.3 AUFBEREITEN DER MESSGROESSE 101 4.3 SENSOREN FUER KRAEFTE UND MOMENTE 101 4.3.1 SENSOREN ZUM MESSEN EINER KRAFTKOMPONENTE 101 4.3.2 SENSOREN ZUM MESSEN MEHRER KRAFTKOMPONENTEN 104 4.3.3 SENSOREN ZUM MESSEN VON DREHMOMENT 105 4.3.4 ANWENDUNGSBEISPIELE 105 4.3.5 KALIBRIEREN VON KRAFTSENSOREN 107 4.4 DEHNUNGSSENSOREN 108 4.4.1 PRINZIPIELLER AUFBAU 108 4.4.2 ANWENDUNG 108 4.4.3 KALIBRIERUNG VON DEHNUNGSSENSOREN 108 4.5 DRUCKSENSOREN 109 4.5.1 PRINZIPIELLER AUFBAU VON DRUCKSENSOREN 109 4.5.2 DRUCKSENSOREN FUER ALLGEMEINE ANWENDUNGEN 110 4.5.3 NIEDERDRUCKSENSOREN 111 4.5.4 HOCHDRUCKSENSOREN 111 4.5.5 DRUCKSENSOREN FUER MESSUNGEN BEI HOHEN TEMPERATUREN 112 4.5.6 DRUCKSENSOREN ZUR MESSUNG DES WERKZEUGINNENDRUCKS 113 4.5.7 KALIBRIERUNG VON DRUCKSENSOREN 114 4.6 BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN 114 4.6.1 PRINZIPIELLER AUFBAU VON BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN 114 4.6.2 ANWENDUNGSGEBIETE UND BAUFORMEN VON BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN 115 4.6.3 KALIBRIERUNG VON BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN 116 4.7 VERSTAERKER FUER PIEZOELEKTRISCHE SENSOREN 117 4.7.1 LADUNGSVERSTAERKER 117 4.7.1.1 ALLGEMEINES 117 4.7.1.2 ZEITKONSTANTE UND DRIFT 118 4.7.2 SENSOREN MIT SPANNUNGSAUSGANG 119 4.7.3 KUPPLER 120 INHALTSVERZEICHNIS 5 INDUKTIVE AUFNEHMER 121 M. LAIBLE 5.1 EINLEITUNG 121 5.2 AKTIVE INDUKTIVE AUFNEHMER 121 5.3 PASSIVE MEHRSPULENSYSTEME MIT KERN 122 5.3.1 WEGAUFNEHMER MIT TAUCHANKER 125 5.3.2 WEGTASTER 125 5.4 PASSIVE EINSPULENSYSTEME MIT KERN 126 5.5 BERUEHRUNGSFREIE WEGAUFNEHMER 127 5.5.1 BERUEHRUNGSFREIE AUFNEHMER FUER NIEDERFREQUENTE SPEISUNG 128 5.5.2 INDUKTIVE AUFNEHMER NACH DEM WIRBELSTROMPRINZIP 129 5.5.3 VOR- UND NACHTEILE BERUEHRUNGSFREIER SYSTEME 130 5.5.4 ANWENDUNGEN 130 5.6 MAGNETOSTRIKTIVE WEGAUFNEHMER 130 5.7 INDUKTIV-POTENTIOMETRISCHE AUFNEHMER 132 5.8 BESCHLEUNIGUNGSAUFNEHMER 133 5.9 AUFNEHMER MIT MAGNETOELASTISCHEM PRINZIP 134 5.10 WEITERE INDUKTIVE AUFNEHMER 135 5.11 EINBAUHINWEISE FUER WEGAUFNEHMER 136 6 KAPAZITIVE AUFNEHMER 139 M. LAIBIE 6.1 EINFUEHRUNG 139 6.2 BAUFORMEN 139 6.3 AUSFUEHRUNGEN KAPAZITIVER AUFNEHMER 143 7 WEITERE AUFNEHMERPRINZIPIEN 147 M. LAIBLE 7.1 EINFUEHRUNG 147 7.2 PIEZORESISTIVE SENSOREN 147 7.3 OPTISCHE SENSOREN 151 7.3.1 FASEROPTISCHE SENSOREN 151 7.3.2 LAENGENMESSUNG UEBER KORRELATIONSVERFAHREN 157 7.3.3 SENSOREN MIT TRIANGULATIONSPRINZIP 158 INHALTSVERZEICHNIS 8 MESSVERSTAERKER 161 M. LAIBLE 8.1 EINLEITUNG 161 8.2 GLEICHSPANNUNGSVERSTAERKER 162 8.3 TRAEGERFREQUENZVERSTAERKER 163 8.4 VERGLEICH DER VERFAHREN 166 8.4.1 OBERE GRENZFREQUENZ 166 8.4.2 IMPULSWIEDERGABE 168 8.4.3 TEMPERATUREINFLUSS AUF NULLPUNKT UND EMPFINDLICHKEIT 169 8.4.4 LINEARITAETSFEHLER 170 8.4.5 EINFLUESSE VON ELEKTROMAGNETISCHEN STOERUNGEN 171 8.4.5.1 EINFLUESSE AUF GLEICHSPANNUNGSVERSTAERKER 171 8.4.5.2 EINFLUESSE AUF TRAEGERFREQUENZVERSTAERKER 173 8.4.5.3 RESUEMEE 175 8.5 EMV-SCHUTZ 176 9 DIGITALE DATENERFASSUNG UND VERARBEITUNG 179 M. LAIBLE 9.1 EINLEITUNG 179 9.2 AUSFUEHRUNGEN DIGITALER MESSVERSTAERKER 179 9.2.1 PRINZIPIELLE FUNKTIONSWEISE 179 9.2.2 PARALLEL ARBEITENDE ANLAGEN 181 9.2.3 SEQUENTIELL ARBEITENDE ANLAGEN 183 9.3 SCHNITTSTELLEN 186 9.3.1 SCHNITTSTELLEN FUER DEN LABOREINSATZ 187 9.3.1.1 IEEE 488 187 9.3.1.2 COMX MIT RS-485 187 9.3.1.3 COMX (RS-232) 188 9.3.1.4 DRUCKERSCHNITTSTELLE LPT 188 9.3.1.5 USB 189 9.3.1.6 FIREWIRE 189 9.3.2 FELDBUSSYSTEME 189 9.3.2.1 ETHERNET (TCP/IP) 190 9.3.2.2 DIN-MESSBUS 191 9.3.2.3 CAN, CANOPEN UND DEVICENET 191 9.3.2.4 PROFIBUS 192 9.3.2.5 INTERBUS 193 INHALTSVERZEICHNIS 9.3.2.6 MODBUS BZW. 3964R-RK512 (SIEMENS) 194 9.3.2.7 WEITERE BUSSYSTEME 194 9.4 SOFTWARE FUER DIE MESSTECHNIK 195 9.5 DIGITALE MESSWERTERFASSUNG 197 9.5.1 WELCHE MESSRATE IST RICHTIG? 198 9.5.2 FILTERUNG VON SIGNALEN 199 10 ABGLEICH VON MESSKETTEN 203 M. LAIBLE 10.1 EINLEITUNG 203 10.2 MESSUNGEN MIT DEHNUNGSMESSSTREIFEN 205 10.2.1 DIE SHUNT-KALIBRIERUNG 205 10.2.2 DER ABGLEICH DURCH EINGABE DER KENNWERTE 208 10.2.3 DIE BERUECKSICHTIGUNG VON K-FAKTOREN 209 10.3 MESSUNGEN MIT DMS-AUFNEHMERN 209 10.3.1 DER ABGLEICH DURCH DIREKTE BELASTUNG DES AUFNEHMERS 209 10.3.2 DER ABGLEICH MIT SHUNT-KALIBRIERUNG 213 10.3.3 DER ABGLEICH MIT EINEM KALIBRIERGERAET 214 10.3.4 DER ABGLEICH DURCH EINGABE DER KENNWERTE 214 10.4 MESSUNGEN MIT INDUKTIVEN AUFNEHMERN 215 10.5 BESONDERHEITEN BEIM ABGLEICH 215 10.5.1 DER ABGLEICH VON TRAEGERFREQUENZ-MESSVERSTAERKERN 216 10.5.1.1 NULLABGLEICH C 217 10.5.1.2 REFERENZPHASENABGLEICH 218 10.6 ZUSAMMENFASSUNG 220 11 DURCHFUEHREN VON MESSUNGEN 221 M. LAIBLE 11.1 EINLEITUNG 221 11.2 AUFGABENSTELLUNG 221 11.3 PLANUNG 222 11.3.1 ALLGEMEINES 222 11.3.2 TEMPERATUR ALS STOERGROESSE 224 11.3.2.1 AUSWIRKUNGEN VON TEMPERATURAENDERUNGEN 224 11.3.2.2 KOMPENSATION DES TEMPERATUREINFLUSSES 224 11.3.2.3 TEMPERATURMESSUNG 226 11.3.3 DOKUMENTATION 229 INHALTSVERZEICHNIS 11.3.4 LETZTE FRAGEN 229 11.4 VORBEREITUNG DER MESSUNG 230 11.5 PRAKTISCHE DURCHFUEHRUNG 230 12 BERECHNUNG DER MESSUNSICHERHEIT 231 M. LAIBLE 12.1 EINLEITUNG 231 12.2 MESSABWALCHUNG UND MESSUNSICHERHEIT 233 12.2.1 ZUFAELLIGE MESSABWEICHUNG E R 233 12.2.2 MESSUNSICHERHEIT AUFGRUND ZUFAELLIGER EINFLUESSE 234 12.2.3 SYSTEMATISCHE MESSABWEICHUNG E S 235 12.2.3.1 BEKANNTE SYSTEMATISCHE MESSABWEICHUNG E SB 235 12.2.3.2 UNBEKANNTE SYSTEMATISCHE MESSABWEICHUNG E S U 236 12.2.4 MESSUNSICHERHEIT AUFGRUND UNBEKANNTER SYSTEMATISCHER ABWEICHUNGEN 239 12.2.5 ERMITTLUNG DER GESAMTEN MESSUNSICHERHEIT 240 12.2.6 GRAFISCHE ERLAEUTERUNG DER ZUSAMMENHAENGE 240 12.2.7 ANGABE DES VOLLSTAENDIGEN MESSERGEBNISSES 241 12.3 BEISPIEL 241 12.3.1 ZUFAELLIGE MESSABWEICHUNGEN 242 12.3.2 BEKANNTE SYSTEMATISCHE MESSABWEICHUNG (KORREKTION) 242 12.3.3 UNBEKANNTE SYSTEMATISCHE ABWEICHUNGEN 243 12.3.4 BERECHNUNG UND ANGABE DES VOLLSTAENDIGEN MESSERGEBNISSES . 244 LITERATURVERZEICHNIS 245 INDEX 251
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