Meßtechnik

ISBN-13: 9783540600954 / Niemiecki / Miękka / 1997 / 406 str.

Armin Schane

Opis

Das Buch behandelt wichtige Verfahren und Gerate der Messtechnik in kompakter Weise. Es ist gegliedert in Einfuhrung und statistische Grundlagen, Temperaturmessung, Druckmessung, Durchflussmessung, Messen von Dehnungen, Kraften und Drehmomenten, Messen von Zeit, Drehzahlen und Beschleunigungen, Messen von Langen, Messen elektrischer Messgrossen sowie Messwertumsetzung, -ubertragung und -verarbeitung. Eine Aufgabensammlung mit Losungen dient zur Vertiefung des Stoffes. Die vorliegende 2. Auflage ist durchgesehen und korrigiert.

Recenzje

"Aus der Flut zahlreicher Meßtechnik-Fachbücher hebt sich das vorliegende Werk positiv ab, da es nicht nach physikalischen Meßprinzipien gegliedert ist, sondern einen guten Überblick über die Messung der unterschiedlichsten Größen gibt. ... Aufgewertet wird das Buch durch zahlreiche Beispiele und Aufgaben mit Lösungsteil, die das Selbststudium erleichtern und auch erfahrene Ingenieure an neue Meßproblemstellungen heranführen." (Feinwerktechnik, Mikrotechnik u. Mikroelektronik)

Spis treści

1 Einführung.- 1.1 Die Meßaufgabe.- 1.2 Grundbegriffe der Meßtechnik.- 1.2.1 Begriffe und Benennungen.- 1.2.2 Normale.- 1.2.3 SI-System.- 1.2.4 Meßeffekte.- 1.2.5 Statistische Parameter von Meßprozessen.- 1.3 Fehlerarten.- 1.3.1 Fehlerquellen.- 1.3.2 Fehlergrößen.- 1.4 Fehlerfortpflanzung bei einmal gemessenen Meßgrößen.- 1.5 Wahrscheinliche Werte von Meßgrößen bei zufälligen Fehlern.- 1.5.1 Arithmetisches Mittel und Erwartungswert.- 1.5.2 Häufigkeitsverteilungen.- 1.5.3 Wahrscheinlichkeitsverteilungen.- 1.5.4 Normalverteilung.- 1.5.5 Poisson-Verteilung und Binomialverteilung.- 1.5.6 Schätzwerte statistischer Parameter und Vertrauensgrenzen.- 1.5.7 Signifikanzuntersuchungen.- 1.6 Fehlerfortpflanzung bei Meßreihen.- 1.7 Regressionsrechnung.- 1.7.1 Allgemeines.- 1.7.2 Lineare Regression.- 1.7.3 Genauigkeit von Regressionsmodellen.- 1.7.4 Nichtlineare Regressionsansätze.- 2 Temperaturmessung.- 2.1 Allgemeines.- 2.2 Elektrische Widerstandsthermometer.- 2.2.1 Der Meßeffekt.- 2.2.2 Einsatzbereiche von Widerstandsthermometern.- 2.2.3 Bauformen elektrischer Widerstandsthermometer.- 2.2.4 Meßschaltungen für elektrische Widerstandsthermometer.- 2.3 Thermoelemente als Temperaturfühler.- 2.3.1 Der Meßeffekt.- 2.3.2 Meßanordnungen, Einsatzbereiche und Grundwerte von Thermoelementen.- 2.3.3 Bauformen von Thermoelement-Meßeinsätzen.- 2.3.4 Meßschaltungen für Thermoelemente.- 2.4 Strahlungsthermometer.- 2.4.1 Meßeffekte.- 2.4.2 Meßverfahren.- 3 Druckmessung.- 3.1 Einführung.- 3.1.1 Allgemeines.- 3.1.2 Physikalische Grundlagen.- 3.2 Unmittelbare Druckmessung.- 3.2.1 Druckmeßfühler für die Druckmessung in strömenden Fluids.- 3.2.2 U-Rohr-Manometer.- 3.3 Mittelbare Druckmessung.- 3.3.1 Schwimmerdruckmeßgeräte.- 3.3.2 Gefäßwaage.- 3.3.3 Deformations-Druckmeßgeräte.- 3.3.4 Druckmeßgeräte mit Dehnungsmeßstreifen.- 3.3.5 Piezoelektrische Druckmeßgeräte.- 4 Durchflußmessung.- 4.1 Übersicht.- 4.2 Wirkdruckverfahren.- 4.2.1 Strömungsmechanische Grundlagen.- 4.2.2 Durchflußgleichung unter vereinfachenden Annahmen.- 4.2.3 Anpassung der Durchflußgleichung an reale Verhältnisse.- 4.2.4 Düsen.- 4.2.5 Blenden.- 4.2.6 Vergleich unterschiedlicher Wirkdruckverfahren.- 4.3 Volumetrische Meßgeräte.- 4.3.1 Unmittelbares Messen von Volumenströmen.- 4.3.2 Mittelbares Messen von Volumenströmen.- 4.4 Verschiedene zur Strömungsgeschwindigkeit proportionale Meßeffekte.- 4.4.1 Induktive Durchflußmesser.- 4.4.2 Ultraschall-Durchflußmesser.- 4.4.3 Wirbelstrom-Durchflußmesser.- 4.4.4 Optische Meßverfahren.- 4.5 Unmittelbare Messung von Massenströmen.- 4.5.1 Thermische Verfahren.- 4.5.2 Gyroskopische Meßverfahren.- 5 Messen von Dehnungen, Kräften, Drehmomenten und Leistungen.- 5.1 Dehnungsmessungen.- 5.1.1 Elastische Dehnung fester Körper.- 5.1.2 Dehnungsmeßstreifen.- 5.1.3 Kapazitive Dehnungssensoren.- 5.1.4 Elektrische Sensoren für Längenänderungen.- 5.2 Kraftmessungen.- 5.2.1 Kraftmeßfühler mit Dehnungsmeßstreifen.- 5.2.2 Induktive Kraftmeßfühler.- 5.2.3 Kraftmessungen mittels schwingender Saiten.- 5.3 Drehmoment- und Leistungsmessung.- 5.3.1 Dynamik der Drehbewegung.- 5.3.2 Messen der Verformung elastischer Körper als Maß für Drehmomente.- 5.3.3 Meßbremsen.- 5.3.4 Leistungsmessung.- 6 Messen von Zeit, Drehzahlen und Beschleunigungen.- 6.1 Messen der Zeit.- 6.2 Messen von Drehzahlen.- 6.2.1 Direkte Drehzahlmessung.- 6.2.2 Indirekte Drehzahlmessung.- 6.3 Messen von Beschleunigungen.- 6.3.1 Beschleunigungsmeßgeräte mit mechanischen Schwingern.- 6.3.2 Beschleunigungsmeßgeräte mit elektrischen Sensoren.- 7 Messen von Längen.- 7.1 Messen kleiner Längen oder Wege.- 7.1.1 Meßsysteme mit pneumatischer Hilfsenergie.- 7.1.2 Meßsysteme mit elektrischer Hilfsenergie.- 7.2 Standmessung.- 7.2.1 Standmeßverfahren mit Schwimmern.- 7.2.2 Hydrostatische und pneumatische Standmeßverfahren.- 7.2.3 Elektrische Standmeßverfahren.- 7.2.4 Standmessung mit Ultraschall.- 7.3 Längen- und Positionsmessungen in der Fertigungstechnik.- 7.3.1 Digitale Längen- und Drehwinkelmeßverfahren.- 7.3.2 Laseroptische Abtastverfahren.- 7.3.3 Interferometrische Längenmessungen.- 7.3.4 Längenmessungen an bewegten Meßobjekten.- 7.3.5 Messen mikrogeometrischer Kenngrößen.- 8 Messen elektrischer Größen.- 8.1 Einheiten.- 8.2 Messen konstanter oder langsam veränderlicher elektrischer Größen.- 8.2.1 Messen von Gleichströmen.- 8.2.2 Messen von Gleichspannungen.- 8.2.3 Messen elektrischer Leistungen bei Gleichströmen.- 8.3 Messen rasch veränderlicher elektrischer Größen.- 8.3.1 Wechselspannungen und Wechselströme.- 8.3.2 Mittelwerte der Meßgrößen in Wechselstrom- und Drehstromnetzen [65], [173], [10].- 8.3.3 Messen der Momentanwerte schnell veränderlicher elektrischer Größen.- 9 Umformung, Übertragung und Verarbeitung von Meßsignalen.- 9.1 Meßumformer.- 9.2 Übertragung von Meßsignalen.- 9.2.1 Übertragung analoger und digitaler Nachrichten.- 9.2.2 Übertragung elektrischer Signale durch Leitungen.- 9.2.3 Meßwertübertragung über Lichtwellenleiter.- 9.2.4 Drahtlose Meßwertübertragung.- 9.2.5 Bussysteme.- 9.3 Meßwertverarbeitung.- 9.3.1 Analoge Meßwertverarbeitung.- 9.3.2 Digitale Rechenschaltungen.- 9.3.3 Digitale Rechenanlagen.- 10 Anhang: Aufgaben und Lösungen.- 10.1 Statistische Grundlagen.- 10.1.1 Erwartungswert einer Meßgröße.- 10.1.2 Fehlerfortpflanzung bei einmal gemessenen Meßgrößen.- 10.1.3 Statistische Kenngrößen, Fehlerfortpflanzung.- 10.1.4 Regressionsrechnung.- 10.1.5 Vertrauensbereich von Regressionskoeffizienten.- 10.2 Temperaturmessung.- 10.2.1 Wheatstonesche Brückenschaltung.- 10.3 Druckmessung.- 10.3.1 Bernoullische Gleichung.- 10.4 Durchflußmessung.- 10.4.1 Kontraktionszahl einer Meßblende.- 10.4.2 Gasströmung durch eine Venturidüse.- 10.4.3 Gasströmung durch eine Düse bei zeitveränderlichem Eintrittsdruck.- 10.4.4 Durchflußmessung und Flüssigkeitsstandregelung an einer Verdampferanlage.- 10.5 Dehnungen, Kräfte, Drehmomente,Leistungen.- 10.5.1 Meßschaltung für Dehnungsmeßstreifen.- 10.5.2 Kompensations-Dehnungsmeßstreifen zur Kompensation des Ternperatureinflusses.- 10.5.3 Dehnungsmessungen mittels Dehnungsmeßstreifen.- 10.5.4 Messen mechanischer Leistungen.- 10.6 Drehzahlmessungen.- 10.6.1 Stroboskopisches Meßprinzip.- 10.7 Wegmessung.- 10.7.1 Kapazitive Wegmessung.- 10.8 Messen elektrischer Größen.- 10.8.1 Meßbereichsumschaltung bei einem Strommeßgerät.- 10.9 Signalverarbeitung.- 10.9.1 Analoges Filter.- 10.9.2 Umwandlung binär codierter Meßwerte in Dezimalzahlen.

Blurb

Das Buch behandelt wichtige Verfahren und Geräte der Meßtechnik in kompakter Weise. Es ist gegliedert in Einführung und statistische Grundlagen, Temperaturmessung, Druckmessung, Durchflußmessung, Messen von Dehnungen, Kräften und Drehmomenten, Messen von Zeit, Drehzahlen und Beschleunigungen, Messen von Längen, Messen elektrischer Meßgrößen sowie Meßwertumsetzung, -übertragung und -verarbeitung. Eine Aufgabensammlung mit Lösungen dient zur Vertiefung des Stoffes. Die vorliegende 2. Auflage ist durchgesehen und korrigiert.