Mechanische Größen, elektrisch gemessen: Grundlagen und Beispiele zur technischen Ausführung ; mit ... 5 Tabellen
Gespeichert in:
| Format: | Buch |
|---|---|
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Renningen
expert-Verl.
2014
|
| Ausgabe: | 8., aktualisierte und erw. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Kontakt & Studium
45 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Literaturverzeichnis Seite 259-263 |
| Beschreibung: | 271 S. Ill., graph. Darst. 21 cm |
| ISBN: | 9783816932154 3816932150 |
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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 POTENZIOMETERAUFNEHMER 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 13
1.4 VOR-UND NACHTEILE DES ELEKTRISCHEN MESSENS 14
1.5 WEITEREINFORMATIONEN 15
1.6 ELEKTRISCHE SCHALTUNGEN FUER
AUFNEHMER 18
1.6.1 SPANNUNGSTEILERSCHALTUNG 18
1.6.2 WHEATSTONE-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 37
1.6.3 SPEISUNG MIT KONSTANTSTROM 38
1.6.4 MESSKETTEN MIT FREQUENZMESSUNG (SCHWINGKREIS) 39
1.6.5 LADUNGSVERSTAERKER 40
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INHALTSVERZEICHNIS
2 GRUNDLAGEN UND ANWENDUNG DER DEHNUNGSMESS
STREIFEN-TECHNIK 43
K. GEHRKE
2.1 EINLEITUNG 43
2.2 GRUNDLAGEN UND WIRKUNGSWEISE VON
DMS 44
2.2.1 DAS HOOKESCHE GESETZ 44
2.2.2 DIE DEHNUNG 45
2.2.3 DER THOMSON-VERSUCH 46
2.2.4 DIE ERFINDUNG DES DMS 47
2.2.5 FOLIEN-DMS 47
2.3 DIE WHEATSTONE-BRUECKE 49
2.3.1 DARSTELLUNG UND
WIRKUNGSWEISE 50
2.3.2 ANWENDUNGSFORMEN 51
2.3.3 KOMPENSATION VON STOERGROESSEN 51
2.3.4 SELBSTKOMPENSIERENDE DMS 52
2.4 AUSFUEHRUNGSFORMEN VON DMS 55
2.5 AUSWAHL VON DMS 56
2.6 DIE INSTALLATION
VON DMS 60
2.6.1 KALTHAERTENDE KLEBSTOFFE 60
2.6.2 HEISS HAERTENDE KLEBSTOFFE 61
2.6.3 WEITERE MATERIALIEN 62
2.7 ERMITTLUNG DER SPANNUNG AUS
DER GEMESSENEN DEHNUNG 63
2.7.1 DER EINACHSIGE SPANNUNGSZUSTAND 63
2.7.2 DER ZWEIACHSIGE SPANNUNGSZUSTAND 65
3 AUFNEHMER MIT DEHNUNGSMESSSTREIFEN 69
K. GEHRKE
3.1 EINLEITUNG 69
3.2 BAUFORMEN VON
AUFNEHMERN 70
3.2.1 KRAFTAUFNEHMER UND WAEGEZELLEN 70
3.2.2 DRUCKAUFNEHMER 76
3.2.3 DREHMOMENTAUFNEHMER 80
3.3 EIGENSCHAFTEN VON
DMS-AUFNEHMERN 85
3.4 HINWEISE ZUM EINBAU VON
AUFNEHMERN 89
3.4.1 STOERUNGEN FUER KRAFT- UND
GEWICHTSMESSUNGEN 91
3.4.2 STOERUNGEN BEI
DRUCKMESSUNGEN 94
3.4.3 STOERUNGEN BEI
DREHMOMENTMESSUNGEN 96
INHALTSVERZEICHNIS
4 PIEZOELEKTRISCHE SENSOREN 99
B. BILL
4.1 EINLEITUNG 99
4.2 GRUNDLAGEN 100
4.2.1 DIE PIEZOELEKTRISCHEN EFFEKTE
IN KRISTALLEN 100
4.2.2 MATERIALIEN FUER SENSORELEMENTE 103
4.2.3 AUFBEREITEN DER MESSGROESSE 105
4.3 SENSOREN FUER KRAEFTE
UND MOMENTE 105
4.3.1 SENSOREN ZUM MESSEN
EINER KRAFTKOMPONENTE 105
4.3.2 SENSOREN ZUM
MESSEN MEHRERER KRAFTKOMPONENTEN 108
4.3.3 SENSOREN ZUM
MESSEN VON DREHMOMENT 109
4.3.4 ANWENDUNGSBEISPIELE 109
4.3.5 KALIBRIEREN VON KRAFTSENSOREN 111
4.4 DEHNUNGSSENSOREN 112
4.4.1 PRINZIPIELLER AUFBAU 112
4.4.2 ANWENDUNG 112
4.4.3 KALIBRIERUNG VON DEHNUNGSSENSOREN 113
4.5 DRUCKSENSOREN 113
4.5.1 PRINZIPIELLER AUFBAU VON
DRUCKSENSOREN 113
4.5.2 DRUCKSENSOREN FUER ALLGEMEINE ANWENDUNGEN 114
4.5.3 NIEDERDRUCKSENSOREN 115
4.5.4 HOCHDRUCKSENSOREN 116
4.5.5 DRUCKSENSOREN FUER MESSUNGEN BEI
HOHEN TEMPERATUREN 116
4.5.6 DRUCKSENSOREN ZUR MESSUNG
DES WERKZEUGINNENDRUCKS 117
4.5.7 KALIBRIERUNG VON DRUCKSENSOREN 118
4.6 BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN 119
4.6.1 PRINZIPIELLER AUFBAU VON BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN 119
4.6.2 ANWENDUNGSGEBIETE UND
BAUFORMEN VON BESCHLEUNIGUNGS
SENSOREN 120
4.6.3 KALIBRIERUNG VON
BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN 121
4.7 VERSTAERKER FUER PIEZOELEKTRISCHE SENSOREN 122
4.7.1 LADUNGSVERSTAERKER 122
4.7.1.1 ALLGEMEINES 122
4.7.1.2 ZEITKONSTANTE UND
DRIFT 123
4.7.2 SENSOREN MIT SPANNUNGSAUSGANG 124
4.7.3 KUPPLER 125
4.8 LITERATUR 125
INHALTSVERZEICHNIS
5 INDUKTIVE AUFNEHMER 127
M. LAIBLE
5.1 EINLEITUNG 127
5.2 AKTIVE INDUKTIVE
AUFNEHMER 127
5.3 PASSIVE MEHRSPULENSYSTEME MIT
KERN 128
5.3.1 WEGAUFNEHMER MIT TAUCHANKER 131
5.3.2 WEGTASTER 131
5.4 PASSIVE EINSPULENSYSTEME MIT KERN 132
5.5 BERUEHRUNGSFREIE WEGAUFNEHMER 133
5.5.1 BERUEHRUNGSFREIE AUFNEHMER FUER NIEDERFREQUENTE SPEISUNG 134
5.5.2 INDUKTIVE AUFNEHMER NACH
DEM WIRBELSTROMPRINZIP 135
5.5.3 VOR-UND NACHTEILE BERUEHRUNGSFREIER SYSTEME 136
5.5.4 ANWENDUNGEN 136
5.6 MAGNETOSTRIKTIVE WEGAUFNEHMER 136
5.7 INDUKTIV-POTENZIOMETRISCHE AUFNEHMER 138
5.8 MAGNETORESISTIVE AUFNEHMER 139
5.9 BESCHLEUNIGUNGSAUFNEHMER 140
5.10 AUFNEHMER MIT MAGNETOELASTISCHEM
PRINZIP 141
5.11 WEITERE INDUKTIVE AUFNEHMER 143
5.12 EINBAUHINWEISE FUER WEGAUFNEHMER 144
6 KAPAZITIVE AUFNEHMER 147
M. LAIBLE
6.1 EINFUEHRUNG 147
6.2 BAUFORMEN 147
6.3 AUSFUEHRUNGEN KAPAZITIVER AUFNEHMER 151
7 WEITERE AUFNEHMERPRINZIPIEN 155
M. LAIBLE
7.1 EINFUEHRUNG 155
7.2 PIEZORESISTIVE SENSOREN 155
7.3 OPTISCHE SENSOREN 159
7.3.1 FASEROPTISCHE SENSOREN 159
7.3.2 LAENGENMESSUNG UEBER KORRELATIONSVERFAHREN 165
7.3.3 SENSOREN MIT
TRIANGULATIONSPRINZIP 166
INHALTSVERZEICHNIS
8 MESSVERSTAERKER 169
M. LAIBLE
8.1 EINLEITUNG 169
8.2 GLEICHSPANNUNGSVERSTAERKER 170
8.3 TRAEGERFREQUENZVERSTAERKER 171
8.4 VERGLEICH DER VERFAHREN 174
8.4.1 OBERE GRENZFREQUENZ 175
8.4.2 IMPULSWIEDERGABE 176
8.4.3 TEMPERATUREINFLUSS AUF NULLPUNKT UND
EMPFINDLICHKEIT 177
8.4.4 LINEARITAETSFEHLER 179
8.4.5 EINFLUESSE VON ELEKTROMAGNETISCHEN
STOERUNGEN 179
8.4.5.1 EINFLUESSE AUF GLEICHSPANNUNGSVERSTAERKER 180
8.4.5.2 EINFLUESSE AUF TRAEGERFREQUENZVERSTAERKER 182
8.4.5.3 RESUEMEE 184
8.5 EMV-SCHUTZ 184
9 DIGITALE DATENERFASSUNG UND VERARBEITUNG 189
M. LAIBLE
9.1 EINLEITUNG 189
9.2 AUSFUEHRUNGEN DIGITALER MESSVERSTAERKER 189
9.2.1 PRINZIPIELLE FUNKTIONSWEISE 189
9.2.2 PARALLEL ARBEITENDE ANLAGEN 191
9.2.3 SEQUENZIELL ARBEITENDE ANLAGEN 193
9.3 SCHNITTSTELLEN 195
9.3.1 SCHNITTSTELLEN FUER
DEN LABOREINSATZ 197
9.3.1.1 IEEE 488 197
9.3.1.2 COMX MIT RS-485 197
9.3.1.3 COMX (RS-232) 198
9.3.1.4 DRUCKERSCHNITTSTELLE LPT 198
9.3.1.5 USB 198
9.3.1.6 FIREWIRE 199
9.3.1.7 ETHERNET (TCP/IP) 199
9.3.2 FELDBUSSYSTEME 200
9.3.2.1 DIN-MESSBUS 201
9.3.2.2 CAN, CANOPEN UND
DEVICENET 201
9.3.2.3 HART 202
9.3.2.4 PROFIBUS 202
INHALTSVERZEICHNIS
9.3.2.5 INTERBUS 203
9.3.2.6 MODBUS BZW. 3964R-RK512
(SIEMENS) 204
9.3.2.7 WEITERE BUSSYSTEME 205
9.4 SOFTWARE FUER DIE
MESSTECHNIK 205
9.5 DIGITALE MESSWERTERFASSUNG 207
9.5.1 WELCHE MESSRATE IST RICHTIG? 208
9.5.2 FILTERUNG VON SIGNALEN 210
10 ABGLEICH VON MESSKETTEN 215
M. LAIBLE
10.1 EINLEITUNG 215
10.2 MESSUNGEN MIT DEHNUNGSMESSSTREIFEN 217
10.2.1 DIE SHUNT-KALIBRIERUNG 217
10.2.2 DER ABGLEICH DURCH EINGABE
DER KENNWERTE 219
10.2.3 DIE BERUECKSICHTIGUNG VON
K-FAKTOREN 220
10.3 MESSUNGEN MIT DMS-AUFNEHMERN 221
10.3.1 DER ABGLEICH DURCH
DIREKTE BELASTUNG DES AUFNEHMERS 221
10.3.2 DER ABGLEICH MIT
SHUNT-KALIBRIERUNG 225
10.3.3 DER ABGLEICH MIT
EINEM KALIBRIERGERAET 226
10.3.4 DER ABGLEICH DURCH EINGABE
DER KENNWERTE BZW. VERWENDEN
DER ELEKTRONIKFUNKTIONEN 227
10.4 MESSUNGEN MIT INDUKTIVEN
AUFNEHMERN 229
10.5 BESONDERHEITEN BEIM
ABGLEICH 229
10.5.1 DER ABGLEICH VON TRAEGERFREQUENZ-MESSVERSTAERKERN 230
10.5.1.1 NULLABGLEICH C 230
10.5.1.2 REFERENZPHASENABGLEICH 232
10.6 ZUSAMMENFASSUNG 234
11 DURCHFUEHREN VON MESSUNGEN 235
M. LAIBLE
11.1 EINLEITUNG 235
11.2 AUFGABENSTELLUNG 235
11.3 PLANUNG 236
11.3.1 ALLGEMEINES 236
11.3.2 TEMPERATUR ALS STOERGROESSE 238
11.3.2.1 AUSWIRKUNGEN VON TEMPERATURAENDERUNGEN 238
11.3.2.2 KOMPENSATION DES TEMPERATUREINFLUSSES 238
11.3.2.3 TEMPERATURMESSUNG 240
INHALTSVERZEICHNIS
11.3.3 DOKUMENTATION 243
11.3.4 LETZTE FRAGEN 243
11.4 VORBEREITUNG DER MESSUNG 244
11.5 PRAKTISCHE DURCHFUEHRUNG 244
12 BERECHNUNG DER MESSUNSICHERHEIT 245
M. LAIBLE
12.1 EINLEITUNG 245
12.2 MESSABWEICHUNG UND MESSUNSICHERHEIT 247
12.2.1 ZUFAELLIGE MESSABWEICHUNG E
R
247
12.2.2 MESSUNSICHERHEIT AUFGRUND ZUFAELLIGER EINFLUESSE 248
12.2.3 SYSTEMATISCHE MESSABWEICHUNG E
S
249
12.2.3.1 BEKANNTE SYSTEMATISCHE MESSABWEICHUNG E
S B
249
12.2.3.2 UNBEKANNTE SYSTEMATISCHE MESSABWEICHUNG
E
SU
250
12.2.4 MESSUNSICHERHEIT AUFGRUND UNBEKANNTER SYSTEMATISCHER
ABWEICHUNGEN 253
12.2.5 ERMITTLUNG DER GESAMTEN
MESSUNSICHERHEIT 254
12.2.6 GRAFISCHE ERLAEUTERUNG DER ZUSAMMENHAENGE 254
12.2.7 ANGABE DES
VOLLSTAENDIGEN MESSERGEBNISSES 255
12.3 BEISPIEL 255
12.3.1 ZUFAELLIGE MESSABWEICHUNGEN 256
12.3.2 BEKANNTE SYSTEMATISCHE MESSABWEICHUNG
(KORREKTION) 256
12.3.3 UNBEKANNTE SYSTEMATISCHE ABWEICHUNGEN 257
12.3.4 BERECHNUNG UND
ANGABE DES VOLLSTAENDIGEN
MESSERGEBNISSES .. 258
LITERATURVERZEICHNIS 259
INDEX 265
AUTORENVERZEICHNIS 271
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| discipline | Maschinenbau / Maschinenwesen Physik Mess-/Steuerungs-/Regelungs-/Automatisierungstechnik Mess-/Steuerungs-/Regelungs-/Automatisierungstechnik / Mechatronik |
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