Meßtechnik in Der Versorgungstechnik

ISBN-13: 9783540611967 / Angielski / Miękka / 1997 / 431 str.

Alfred Karbach;Arbeitskreis Der Dozenten Fa1/4r Regelungstechnik; A. Karbach

Opis

Gebaudeautomation ist ohne fortschrittliche Messtechnik nicht moglich. Dieses Buch liefert die Grundlagen zur Messtechnik, die der Versorgungstechniker kennen muss. Die Autoren sind alle in der Praxis oder praxisorientierten Ausbildung tat

Spis treści

1 Allgemeine Meßtechnik.- 1.1 Grundsätzliches.- 1.2 Grundbegriffe des Messens.- 1.2.1 Internationales Einheitensystem (SI), Begriffe des Normes, Eichen, Justieren, Kalibrieren.- 1.2.2 Das Meßgerät als System, der Begriff der Übertragung.- 1.3 Meßfehler.- 1.3.1 Statische Fehler, empirische Beschreibung und Klassifizierung.- 1.3.2 Statische Fehler mit systematischen Fehlerursachen.- 1.3.3 Statische Fehler mit zufälligen Fehlerursachen.- 1.3.4 Dynamische Fehler.- 1.3.5 Fehlerkennwerte in der Praxis.- 1.4 Lineare Regression.- 1.5 Filterung.- 1.5.1 Analoge Filterung.- 1.5.2 Digitale Filterung.- 1.6 Anzeige und Registrierung der Meßergebnisse.- 1.6.1 Anzeige.- 1.6.2 Registrierung.- 2 Temperaturmessung.- 2.1 Einleitung.- 2.1.1 Wärmeübertragung.- 2.1.2 Messung der Raumtemperatur.- 2.1.3 Messung in Rohrleitungen.- 2.1.4 Messung im Luftkanal.- 2.1.5 Messung der Außentemperatur.- 2.2 Anwendungsbereiche von Temperaturmeßgeräten.- 2.3 Mechanische Berührungsthermometer.- 2.3.1 Flüssigkeits-Glasthermometer.- 2.3.2 Flüssigkeits-und Dampfdruck-Federthermometer.- 2.3.3 Metall-Ausdehnungsthermometer.- 2.4 Elektrische Temperaturmessung.- 2.4.1 Widerstandsthermometer.- 2.4.1.1 Platin- 100-Sensor, Pt-100 nach DIN IEC 751.- 2.4.1.2 Nickel- 100-Sensor, Ni-100 nach DIN 43760.- 2.4.1.3 Nickel-1000- und Platin- 1000-Sensoren.- 2.4.1.4 Mittelwertbildung mit Widerstandssensoren.- 2.4.2 Halbleiter-Sensoren.- 2.4.3 Elektronische Temperatursensoren.- 2.4.4 Thermoelemente.- 2.4.5 Sekundenthermometer.- 2.4.6 Quarz-Temperatursensoren.- 2.5 Temperatur-Meßfarben.- 2.6 Strahlungspyrometer.- 2.7 Thermografie.- 3 Kraft und Druckmessung.- 3.1 Kraftmeßtechnik.- 3.1.1 Federkörper-Krafitmeßtechnik.- 3.1.2 Piezoelektrische Krafltmeßtechnik.- 3.1.3 Drehmomentmeßtechnik.- 3.1.4 Wägetechnik.- 3.2 Dehnungsmeßtechnik.- 3.2.1 Mechanische und optische Dehnungsmeßgeräte.- 3.2.2 Dehnungsmeßstreifen (DMS).- 3.2.2.1 Meßprinzip von Dehnmeßstreifen.- 3.3 Flüssigkeitsstand und Druck.- 3.3.1 Verfahren zur Bestimmung des Flüssigkeitsstandes.- 3.3.1.1 Schwimmer und Tastplatten.- 3.3.1.2 Elektrische Verfahren.- 3.3.1.3 Hydrostatische und pneumatische Verfahren.- 3.3.2 Druckmessung.- 4 Messung von Strömungsgeschwindigkeit, Durchfluß und Massenstrom.- 4.1 Allgemeines.- 4.2 Gasförmige Medien.- 4.2.1 Pitot-und Staurohr.- 4.2.2 Schalenkreuz-und Flügelradanemometer.- 4.2.3 Thermisches Anemometer.- 4.2.4 Laser-Doppler-Anemometer.- 4.3 Strömungsgeschwindigkeit, Durchfluß, Massenstrom.- 4.3.1 Volumenzähler.- 4.3.2 Wirkdruckverfahren.- 4.3.3 Induktive Durchflußmesser.- 4.3.4 Ultraschall-Strömungsmesser.- 5 Schallmessung.- 5.1 Schall und Schallfeld.- 5.1.1 Schallkenngrößen.- 5.1.1.1 Schalldruck.- 5.1.1.2 Schalleistung.- 5.1.2 Schallausbreitung.- 5.1.2.1 Elementare Schallstrahler.- 5.1.2.2 Kolbenstrahler.- 5.1.2.3 Stehende Schallwellen.- 5.1.2.4 Nahfeld und Fernfeld.- 5.1.2.5 Freies Schallfeld und diffuses Schallfeld.- 5.1.3 Schalldruckpegel.- 5.1.3.1 Bewertung von Schalldruckpegeln.- 5.1.3.2 Mittelung von Schalldruckpegeln.- 5.1.3.3 Beurteilung zeitlich schwankender Geräusche.- 5.2 Messung der Schallkenngrößen.- 5.2.1 Schallpegelmesser.- 5.2.1.1 Mikrofon.- 5.2.1.2 Kalibrierung.- 5.2.2 Schalleistungsmessung.- 5.2.2.1 Hüllflächenverfahren.- 5.2.2.2 Hallraum-Verfahren.- 5.3 Frequenzanalyse.- 6 Analysenmeßtechnik, Bestimmung von Konzentrationen.- 6.1 Gasanalyse.- 6.1.1 Einleitende Bemerkungen.- 6.1.2 Fotometrische Verfahren.- 6.1.2.1 Fotometrische Gasanalyse.- 6.1.2.2 Fotometrische Staubmessung.- 6.1.3 Streulichtverfahren.- 6.1.4 ß-Strahlen-Absorption.- 6.1.5 Bestimmung der Rußzahl.- 6.1.6 Gravimetrische Verfahren.- 6.1.7 Wärmeleitverfahren.- 6.1.8 Wärmetönungssensoren (Reaktionswärmesensoren, Pellistoren).- 6.1.9 Festelektrolyt-Gassensoren (?-Sonde und Sauerstoffmeßzelle).- 6.1.10 Elektrochemische Sensoren.- 6.1.11 Halbleiter-Gassensoren (Mischgassensoren).- 6.1.12 Flammenionisationsdetektor (FID).- 6.1.13 Sauerstoffanalyse unter Ausnutzung des Paramagnetismus.- 6.1.14 Chemilumineszenz zur Messung der Konzentration von NO, NO2, und NOx.- 6.1.15 Gaschromatographie.- 6.1.16 Massenspektrometrie.- 6.1.17 Kolorimetrische Verfahren.- 6.1.17.1 Prüfröhrchen.- 6.1.17.2 Kolorimetrie mit Reagenzpapierstreifen.- 6.1.18 Konduktometrie und Potentiometrie.- 6.2 Luftfeuchtemessung.- 6.2.1 Physikalische Grundlagen.- 6.2.2 Meßverfahren.- 6.2.2.1 Psychrometer.- 6.2.2.2 Haarhygrometer.- 6.2.2.3 Lithiumchlorid-Hygrometer, LiCI.- 6.2.2.4 Bistreifenhygrometer (Federhygrometer).- 6.2.2.5 Leitfilm-Hygrometer.- 6.2.2.6 Kapazitive Feuchtemessung.- 6.2.2.7 Taupunkthygrometer.- 6.2.2.8 Sensor zur Ermittlung der absoluten Feuchte.- 6.2.2.9 Optisch-Akustische Feuchtemessung (Gasmotor).- 6.2.2.10 Feuchtemessung durch Messung der Schallgeschwindigkeit.- 6.3 Wasseranalyse.- 6.3.1 Qualitätsparameter des Wassers.- 6.3.1.1 Wasserarten.- 6.3.1.2 Wasserqualität.- 6.3.1.3 Bestimmung der Wasserqualitätsparameter.- 6.3.2 Maßanalytische Verfahren.- 6.3.3 Gravimetrische Verfahren.- 6.3.4 Elektrometrische Verfahren.- 6.3.4.1 Bestimmung des pH-Wertes.- 6.3.4.2 Bestimmung der Redoxspannung.- 6.3.4.3 Einzelsubstanzbestimmung mit ionenselektiven Elektroden.- 6.3.4.4 Bestimmung von gelöstem Sauerstoff.- 6.3.4.5 Bestimmung von freiem Chlor.- 6.3.4.6 Bestimmung der elektrolytischen Leitfähigkeit.- 6.3.5 Optische Verfahren.- 6.3.5.1 Bestimmung der Trübung.- 6.3.5.2 Fotometrische Bestimmungen.- 6.3.5.3 Spektrometrische Bestimmungen.- 6.3.6 Chromatografische Verfahren.- 6.3.7 Bestimmungsverfahren für Summenparameter.- 6.3.7.1 Bestimmung des biochemischen Sauerstoffbedarfs (BSB).- 6.3.7.2 Bestimmung des chemischen Sauerstoffbedarfs (CSB).- 6.3.7.3 Bestimmung des gesamten organisch gebundenen Kohlenstoffes (TOC).- 6.3.7.4 Bestimmung von Stickstoff..- 6.3.7.5 Bestimmung von Phosphor.- 6.3.7.6 Bestimmung der adsorbierbaren organischen Halogene (AOX).- 6.3.7.7 Bestimmung der Wasserhärte.- 6.3.7.8 Bestimmung der Säure- und Basekapazität.- 6.3.8 Sensorische Verfahren.- 6.3.8.1 Bestimmung von Gerüchen.- 6.3.8.2 Bestimmung der Färbung.- 6.3.9 Testverfahren mit Wasserorganismen.- 6.3.10 Zusammenstellung der Meßverfahren.- 6.3.11 Literaturverzeichnis.- 7 Meßumformer und Meßverstärker.- 7.1 Umformung der wichtigsten Sensorsignale in elektrische Signale.- 7.1.1 Meßumformer für ohmsche Sensorwiderstände.- 7.1.1.1 Die Stromversorgung des Sensorwiderstands.- 7.1.1.2 Spannungskompensation und Wheatstone-Brücke.- 7.1.1.3 Die Verbindung des Sensorwiderstands mit dem Meßumformer.- 7.1.2 Umformung einer elektrischen Kapazität in ein anderes elektrisches Signal.- 7.2 Meßverstärker.- 7.2.1 Elektronische Operationsverstärker als Meßverstärker.- 7.2.1.1 Invertierender Verstärker.- 7.2.1.2 Elektrometerverstärker.- 7.2.1.3 Wechselspannungsverstärker, Trägerfrequenzverstärker.- 7.2.2 Pneumatische Verstärker.- 7.2.2.1 Pneumatische Düsen-Prallplatten-Verstärker.- 7.2.2.2 Pneumatische Leistungsverstärker.- 7.3 Rechenschaltungen mit Operationsverstärkern.- 7.3.1 Summator.- 7.3.2 Subtrahierschaltung.- 7.3.3 Instrumentenverstärker, Elektrometersubtrahierer.- 7.4 Signalübertragung mit eingeprägtem Strom.- 7.4.1 Spannungs-/Strom-Wandler.- 7.4.2 Strom-/Spannungs-Wandler.- 7.5 Weitere Operationsverstärkerschaltungen.- 7.5.1 Präzisionsgleichrichter.- 7.5.2 Phasenempfindliche Gleichrichter.- 7.5.3 Schaltungen zur Linearisierung von Kennlinien.- 7.6 Abgleich von Meßumformern.- 7.7 Anwendungsbeispiele.- 7.7.1 Brückenverstärker für einen Pt100-Temperatursensor.- 7.7.2 Verstärker für einen NiCr-Ni-Sensor.- 7.7.3 Begrenzung der Ausgangsspannung auf den Signalbereich.- 8 Struktuelle Maßnahmen in Meßsystemen zur Verbesserung der Meßqualität.- 8.1 Kettenstruktur.- 8.2 Parallelstruktur.- 8.2.1 Mittelwertbildung, Anwendungsbeispiele.- 8.2.2 Differenzprinzip, Anwendungsbeispiel.- 8.3 Kreisstruktur.- 8.3.1 Gegenkopplung, Anwendungsbeispiele.- 8.3.2 Mitkopplung.- 8.4 Modulationsprinzip.- 8.5 Verarbeitung von Meßgrößen durch Rechenoperationen.- 8.6 Modellgestützte Meßverfahren.- 9 Meßtechnische Anwendungen in der Versorgungstechnik.- 9.1 Wärmemengenbestimmung — Heizkosten-Abrechnung.- 9.1.1 Gesetzliche Grundlagen.- 9.1.1.1 Bereich der Anwendung.- 9.1.1.2 Pflicht zur Verbrauchserfassung und zur verbrauchsabhängigen Kostenverteilung.- 9.1.1.3 Aufzuteilende Kosten und deren Verteilung.- 9.1.1.4 Trennung der Kosten für Raumheizung und Warmwasser.- 9.1.1.5 Kostenaufteilung bei Nutzwechsel.- 9.1.1.6 Eichpflicht.- 9.1.1.7 Termin für die Ausstattung zur Verbrauchserfassung und Kürzungsrecht des Mieters bei Nichtbeachtung.- 9.1.1.8 Beispiel einer Heizkosten-Abrechnung.- 9.1.2 Wärmemengenzähler.- 9.1.2.1 Gesetzliche Grundlagen.- 9.1.2.2 Gerätetechnik.- 9.1.2.3 Einbauplanung.- 9.1.3 Heizkostenverteiler.- 9.1.3.1 Heizkostenverteiler auf Basis der Heizkörpertemperatur.- 9.1.3.2 Heizkostenverteiler mit dem Heizmittelstrom als Basis.- 9.2 Volumenstrommessung in Anlagen der Raumlufttechnik.- 9.2.1 Volumenstrommessung in Kanälen.- 9.2.1.1 Volumenstrommessung mit Staudrucksonde.- 9.2.2 Volumenstrommessung an Luftdurchlässen.- 9.2.2.1 Kompensationsverfahren.- 9.2.2.2 Airbag-Verfahren.- 9.2.2.3 Schlaufenmessung.- 9.2.3 Meßgeräte.- 9.3 Raumluftqualität.- 9.3.1 Quellen der Belastung und kontrollierte Lüftung.- 9.3.2 Ein Maßstab für die Raumluftqualität.- 9.3.3 Raumluftqualitätsbezogener Außenluftstrom.- 9.3.4 Meßverfahren zur Bestimmung der Raumluftqualität.- 10 Qualitätssicherung.- 10.1 Wozu Qualitätssicherung.- 10.2 Wesentliche Elemente eines Qualitätsmanagementsystems.- 10.3 Qualitätsmanagement im Prüflabor.- Sachwortverzeichnis.