Handbuch der Messtechnik mit 93 Tabellen
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| Format: | Buch |
|---|---|
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Hanser
2007
|
| Ausgabe: | 3., neu bearb. Aufl. |
| Schlagworte: | |
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| adam_text | 1 Grundbegriffe 27
2 Messen elektrischer Größen 64
3 Messen nichtelektrischer Größen 147
4 Messelektronik 483
5 Rechnerkopplung 545
6 Ausgabegeräte 580
7 Das Konzept Messfehler 589
8 Das Konzept Messunsicherheit 612
9 PC Messtechnik und rechnergestützte Messwertverarbeitung 629
10 Qualitätsmanagement in der Fertigung 662
11 Einheiten und Umrechnungen 698
12 Firmen und Einrichtungen mit Bezügen zur Messtechnik 711
13 Formelzeichenverzeichnis 753
14 Verzeichnis englisch deutscher Begriffe und Abkürzungen 756
15 Literaturverzeichnis 764
16 Sachwortverzeichnis 791
Inhaltsverzeichnis
? Hinweis: Die mit „| gekennzeichneten Abschnitte enthalten Gerätevorstellungen.
1 Grundbegriffe 27
1.1 Gegenstand der Messtechnik {W. Richter) 27
1.2 Messtechnische Disziplinen, Aufgaben und Ziele (W. Richter) 28
1.2.1 Bezeichnungen 28
1.2.2 Strategische Ziele 29
1.2.3 Messtechnische Handlungen und Einrichtungen 29
1.3 Größen und Einheiten (W. Richter) 31
1.3.1 Größen 31
1.3.2 Einheiten 32
1.4 Messgrößenwandlung (W. Richter) 33
1.5 Grundstrukturen (W. Richter) 35
1.6 Weiterverarbeitung (W. Richter) 37
1.7 Unifizierung und Schnittstellen (W. Richter) 38
1.7.1 Aufgabenunifizierung 38
1.7.2 Schnittstellen 38
1.8 Signale (W. Richter) 38
1.8.1 Signalmerkmale 39
1.8.2 Signalwandlung 41
1.8.3 Abtastung und Analog/Digital Umsetzung 41
1.8.4 Einheitssignale 42
1.9 Kennfunktionen und Kennwerte (W. Richter) 44
1.9.1 Statische Kennfunktionen und Kennwerte 44
1.9.2 Dynamische Kennfunktionen und Kennwerte 45
1.9.3 Fehler 46
1.10 Entwicklungstendenzen (W. Richter) 46
1.10.1 Historischer Rückblick 46
1.10.2 Ausblick 48
1.11 Die Physikalisch Technische Bundesanstalt (PTB) (£. O. Gäbet) 50
1.11.1 PTB: Das Institut 50
1.11.2 Fachliche Ausrichtung 52
1.11.3 Grundlagen der Metrologie 53
1.11.4 Metrologie für die Wirtschaft 54
1.11.5 Metrologie für die Gesellschaft 55
1.11.6 Internationale Angelegenheiten 56
1.12 Der Deutsche Kalibrierdienst (DKD) (W. Bosch) 56
1.12.1 Kalibrierung und Rückführung: Grundlagen für die Arbeit des DKD 57
1.12.2 Organisationsstruktur des DKD, Akkreditierungskriterien und verfahren 58
1.12.3 Kalibriermöglichkeiten im DKD 59
1.12.4 Internationale Zusammenarbeit 61
10 Inhaltsverzeichnis
1.13 Die VDI/VDE Gesellschaft Mess und Automatisierungstechnik (GMA) (D. Westerkamp) . 62
1.13.1 Die Struktur der GMA 62
1.13.2 Arbeitsergebnisse aus den Fachausschüssen 62
1.13.3 Kooperationen 63
2 Messen elektrischer Größen 64
2.1 Größen in Gleich und Wechselspannungssystemen (G. Gruhn) 64
2.1.1 Gleichspannung und Gleichstrom 64
2.1.2 Wechselspannung und Wechselstrom 65
2.1.3 Grundschaltelemente 68
2.1.4 Wechselspannungen und Wechselströme im Dreiphasensystem 69
2.1.5 Impulsförmige und zufällige Spannungs und Stromverläufe 71
2.1.6 Leistung 71
2.1.6.1 Wirkleistung 72
2.1.6.2 Blindleistung 73
2.1.6.3 Scheinleistung 74
2.1.6.4 Leistungsfaktor 74
2.1.7 Wirk und Blindenergie 74
2.1.8 Größen des elektrischen und magnetischen Feldes 74
2.2 Messwerke und Messgeräte (G. Gruhn) 76
2.2.1 Messung zeitlicher Verläufe 83
2.2.2 Messung von Gleichstrom und Gleichspannung 85
2.2.3 Messung des Quotienten zweier Gleichgrößen 86
2.2.4 Messung des Spitzenwertes 86
2.2.5 Messung des Gleichrichtwertes 87
2.2.6 Messung des Effektivwertes 88
2.2.7 Messung der Leistung 90
2.2.8 Messung der Energie 91
2.2.9 Messung der Frequenz 92
2.2.10 Messung des Phasenwinkels 93
2.2.11 Messung magnetischer Feldgrößen 94
2.2.12 Messung elektrischer Feldgrößen 94
2.2.13 Universalmessgeräte und Messplätze 95
2.2.14 Kenngrößen und Anwenderinformationen 95
2.3 Messzubehör (G. Gruhn) 96
2.3.1 Normale 96
2.3.2 Messwiderstände 97
2.3.3 Spannungsteiler 97
2.3.4 Messwandler 98
2.3.5 Messumformer 99
2.4 Messverfahren zur Messung elektrischer Größen (G. Gruhn) 99
2.4.1 Widerstand 100
2.4.2 Induktivität 101
2.4.3 Kapazität und Verlustfaktor 102
2.4.4 Spannung 103
2.4.5 Strom 105
2.4.6 Leistung 105
2.4.7 Energie 106
2.4.8 Phasenwinkel 107
Inhaltsverzeichnis 11
2.4.9 Frequenz 107
2.4.10 Klirrfaktor 107
2.4.11 Formfaktor 107
2.4.12 Teilentladungen 108
2.5 Analyse elektrischer Signale (G. Gruhn) 108
2.5.1 Harmonische Analyse 108
2.5.2 Fourier Transformation 109
2.6 | Messgeräte für elektrische Größen 111
2.6.1 I Digitalmultimeter der Serie TX (R. Bach) 111
2.6.2 I Oszilloskope (R. Bach) 112
2.6.2.1 Oszilloskope der TDS1000/2000 Serie 112
2.6.2.2 Die DPO Geräteklasse 113
2.6.2.3 Oszilloskope der Serie TDS 3000 114
2.6.2.4 WaveStar Software für Oszilloskope 114
2.6.3 | Automatische, programmierbare RCL Messgeräte PM 6306 und PM 6304 (R. Rue
ger) 115
2.6.4 I Spannungs , Leistungs und Frequenzmessgeräte (P. Mühlbauer) 116
2.6.4.1 Leistungsmessgerät NRP 116
2.6.4.2 Leistungsmessgerät NRVS 119
2.6.4.3 Zweikanal Leistungsmessgerät NRVD 119
2.6.4.4 Leistungs und Reflexionsmessgerät NRT 121
2.6.4.5 Durchgangsleistungsmessgerät NAS 122
2.6.4.6 Pegelmessgerät URV35 124
2.6.4.7 Millivoltmessgerät URV55 125
2.6.4.8 RMS Voltmeter URE2 und RMS/Peak Voltmeter URE3 126
2.6.5 |EMV Messgeräte (P. Mühlbauer) 128
2.6.5.1 I Funkstörmessempfänger ESPI 3/7 128
2.6.5.2 I EMI Test Empfänger ESCI 131
2.6.6 I Signalgeneratoren (P. Mühlbauer) 134
2.6.6.1 I Vektorsignalgenerator SMU200A 134
2.6.6.2 I Mikrowellensignalgenerator SMR 50/60 136
2.6.7 | Spektrumanalysatoren (P. Mühlbauer) 137
2.6.7.1 |Handheld SpektrumanalysatorFSH3/FSH6 137
2.6.7.2 I High End Spektrumanalysator FSU 138
2.6.7.3 I SignalquellenanalysatorFSUP 141
2.6.8 I Audioanalysator UPV (P. Mühlbauer) 142
2.6.9 I Netzwerkanalysatoren (P. Mühlbauer) 143
2.6.9.1 I Vektorieller Netzwerkanalysator ZVA 143
2.6.9.2 | Mehrtor Netzwerkanalysator ZVT8 145
3 Messen nichtelektrischer Größen 147
3.1 Temperatur (£. Schrüfer) 147
3.1.1 Thermoelemente 147
3.1.2 Metall Widerstandsthermometer 149
3.1.3 Heißleiter 150
3.1.4 Kaltleiter 151
3.1.5 Silicium Widerstandstemperatursensor 152
3.1.6 Silicium Sperrschicht Temperatursensor 153
3.1.7 Quarztemperatursensor 153
12 Inhaltsverzeichnis
3.1.8 Faseroptisches Lumineszenzthermometer 154
3.1.9 Störung des Temperaturfeldes durch Berührungsthermometer 154
3.1.10 Thermosäule 155
3.1.11 Bolometer 156
3.1.12 Pyroelektrischer Temperatursensor 156
3.1.13 Strahlungspyrometer 157
3.1.14 I Berührende Temperaturaufnehmer (H. ligner) 158
3.1.14.1 Gerades Thermoelement mit Spülgasanschluss 158
3.1.14.2 Absaug Thermoelement 159
3.1.14.3 Mehrfach Stufen Thermometer 160
3.1.14.4 Thermoelement für Hochdruckanwendungen 161
3.1.14.5 Widerstandsthermometer für sterile Anwendungen 162
3.1.14.6 Thermometer zur Temperaturmessung in partikelbeladenen Gasen . 162
3.1.14.7 Widerstandsthermometer für erhöhte hygienische Anforderungen .. 163
3.1.14.8 Widerstandsthermometer mit extrem kurzen Ansprechzeiten für
sicherheitsrelevante Prozesse 164
3.1.14.9 Widerstandsthermometer in Lagerschalen und Gehäusen 165
3.1.14.10 Temperaturmessung mit Winkelthermoelementen 165
3.1.14.11 Temperaturmessung mit Thermoelementen in Turbinen 166
3.1.14.12 Rohrwandtemperaturmessung an Wärmetauscherrohren 167
3.1.14.13 Temperaturmessung mit Thermoelementen in Großdieselmotoren .. 168
3.1.15 | Berührungslose Temperaturaufnehmer (H. ligner) 169
3.1.15.1 I Infrarot Temperaturmessung bei der Stahlproduktion 169
3.1.15.2 I Infrarot Temperaturmessung in der Glasindustrie und an Drehrohr¬
und Tunnelöfen 169
3.1.15.3 | Handmessgerät SENSYTHERM TIR Hl 171
3.2 Druck (K. W. Bonfig) 172
3.2.1 Federelastische Druckmessgeräte 172
3.2.2 Flüssigkeitsmanometer 174
3.2.3 Druckmessumformer 175
3.2.3.1 Druckmessumformer nach dem Dehnmessstreifen (DMS )Prinzip . 175
3.2.3.2 Druckmessumformer nach dem piezoresistiven Prinzip 175
3.2.3.3 Druckmessumformer nach dem induktiven Prinzip 177
3.2.3.4 Druckmessumformer nach dem kapazitiven Prinzip 177
3.2.3.5 Druckmessumformer nach dem Prinzip der Resonanzfrequenz¬
messung 178
3.2.3.6 Druckmessumformer nach dem piezoelektrischen Prinzip 179
3.2.3.7 Druckmessumformer mit Schwingquarzen 180
3.2.3.8 Drucksensoren nach dem Prinzip der akustischen Oberflächenwellen 180
3.2.4 Vakuumdruckmessung 180
3.2.5 | Druckmessumformer {H. Lamprecht) 180
3.2.5.1 Druckmessumformer DMP 343 181
3.2.5.2 Druckmessumformer DMP 331/333 181
3.2.5.3 Druckmessumformer DMK 361 182
3.2.5.4 Druckmessumformer HMP 331, HART® Protokoll 183
3.2.5.5 Differenzdruckmessumformer DMD 331 184
3.2.5.6 OEM Druckmessumformer 184
Inhaltsverzeichnis 13
3.3 Durchfluss (K. W. Bonfig) 185
3.3.1 Durchflussmessung durch energetische Beziehungen einer
Strömung 185
3.3.2 Volumenzähler 187
3.3.3 Schwebekörper Durchflussmessung 188
3.3.4 Magnetisch induktive Durchflussmessung (MID) 189
3.3.5 Wirbelfrequenz Durchflussmessung 190
3.3.6 Laufzeitverfahren (Korrelation) 192
3.3.7 Ultraschall Durchflussmessung 192
3.3.8 Massendurchflussmessung nach dem Coriolis Prinzip 194
3.3.9 Durchflussmessung auf thermischer Grundlage 195
3.3.10 Geschwindigkeitsmessung nach dem Laser Doppler Verfahren 197
3.3.11 | Schwebekörper Durchflussmessgeräte (P Komp, R. Haak, H. Bernard) 197
3.3.11.1 I Schwebekörper Durchflussmesser mit Glasmesskonus 197
3.3.11.1.1 I Schwebekörper Durchflussmesser mit Glaskonus zum Messen
kleiner Durchflussmengen (DK Geräte) 198
3.3.11.1.2 I Kunststoff Schwebekörper Durchflussmesser 198
3.3.11.2 I Schwebekörper Durchflussmesser mit Metallmesskonus 198
3.3.11.2.1 I Schwebekörper Durchflussmesser mit Metallkonus zum Messen
kleiner Durchflussmengen (DK Metall) 199
3.3.11.2.2 I Schwebekörper Durchflussmesser mit geführtem Schwebekörper
(H Geräte) 199
3.3.12 Magnetisch induktive Durchflussmessgeräte (L. Schultheis) 201
3.3.13 Wirbelfrequenz Durchflussgerät Prowirl 77 (F. Ohle) 204
3.3.14 Ultraschall Durchflussmessgeräte (A. Boer) 207
3.3.15 Durchflussmessgeräte nach dem Coriolis Prinzip (W. Drahm) 210
3.3.16 Coriolis Durchflussregler in Kompaktbauweise (Reihe Cori Flow) 212
3.3.17 Durchflussmessgeräte auf thermischer Grundlage (H. J. Boer, P. Wagner) 212
3.3.18 Strömungsgeschwindigkeitsmessgerät nach dem LDA Verfahren (R. Schledde) ... 216
3.3.19 Strömungsgeschwindigkeitsmessgerät nach dem PIV Verfahren (R. Schledde) .... 217
3.4 Füllstand und Grenzstand (K. W. Bonfig) 217
3.4.1 Verfahren mit Schwimmern und Tastplatten 217
3.4.2 Kapazitive und konduktive Füllstandsmessung 219
3.4.3 Füllstandsmessung mit thermischen Verfahren 220
3.4.4 Füllstandsmessung mit radiometrischen Verfahren 220
3.4.5 Füllstandsmessung mit Schall und Ultraschall 221
3.4.6 Füllstandsmessung mit optischen Verfahren 222
3.4.7 Füllstandsmessung mit Mikrowellen nach dem Radar Prinzip 222
3.4.8 Füllstandsmessung über Kraft und Druckmessungen 223
3.4.9 Weitere Methoden zur Grenzstandsüberwachung und zur Füllstandsmessung .... 223
3.4.10 I Schwimmer Füllstandserfassung (L Klemmt, K. Soppelsa) 224
3.4.11 I Kapazitive und konduktive Füllstandsmessgeräte (M. Krause) 227
3.4.11.1 Kapazitive Füllstandsmessgeräte 227
3.4.11.1.1 Typische Anwendungsgebiete 227
3.4.11.1.2 Segmentierung 228
3.4.11.1.3 Einbauempfehlungen für kapazitive Sonden 229
3.4.11.2 Konduktive Füllstandsmessgeräte 229
3.4.11.2.1 Typische Anwendungen 229
3.4.11.2.2 Sondentypen 229
3.4.11.2.3 Einbauempfehlungen für konduktive Sonden 229
14 Inhaltsverzeichnis
3.4.12 | Schall und Ultraschall Füllstandsmessgeräte (W. Schrank) 230
3.4.12.1 I Ultraschall Füllstandsmessgeräte der Familie Prosonic 230
3.4.12.2 I Prosonic S Messlinie 230
3.4.12.3 I Prosonic M Messlinie 231
3.4.13 | Mikrowellen Füllstandsmessgeräte (A. Mayr) 231
3.4.13.1 Füllstand Radar Micropilot M 231
3.4.13.2 Segmentierung 232
3.4.13.3 Füllstand Radar Micropilot M mit Stabantenne: FMR231 233
3.4.13.4 Füllstand Radar Micropilot M mit Hornantenne: FMR230 234
3.4.13.5 Füllstand Radar Micropilot M mit Hornantenne: FMR240 234
3.4.13.6 Füllstand Radar Micropilot M mit gekapselter Hornantenne:
FMR244 234
3.4.13.7 I Füllstand Radar Micropilot M mit frontbündiger Antenne: FMR245 235
3.4.13.8 I Füllstand Radar Micropilot M für Schüttgüter: FMR250 235
3.4.13.9 I Generelle technische Daten für Micropilot M 235
3.4.14 | Druck Füllstandsmessgeräte LMP/LMK (H. Lamprecht) 236
3.4.14.1 Einschraubsonde LMP 331 236
3.4.14.2 Einschraubsonden LMK 351/LMK 361 237
3.4.14.3 Tauchsonde LMP 308 237
3.4.14.4 Tauchsonden LMK 358/LMK 858 237
3.5 Dichte (K. W. Bonfig) 238
3.5.1 Dichtemessung fester Stoffe 239
3.5.1.1 Wägemethoden 239
3.5.1.2 Auftriebsmethoden 239
3.5.2 Dichtemessung von Flüssigkeiten 239
3.5.2.1 Wägemethoden, kontinuierlich und diskontinuierlich 239
3.5.2.2 Auftriebsmethoden, kontinuierlich und diskontinuierlich 240
3.5.2.3 Hydrostatische Dichtemessmethoden 241
3.5.2.4 Radiometrische Dichtemessmethoden 242
3.5.2.5 Resonanz bzw. Schwingungsdichtemessmethoden 242
3.5.2.6 Spezielle Verfahren für die Dichtemessung 242
3.5.3 Dichtemessung von Gasen 242
3.5.3.1 Wäge und Auftriebsmethoden zur Gasdichtemessung 243
3.5.3.2 Ausström und Schleuderverfahren für die Gasdichtemessung .... 243
3.5.3.3 Schwingungsmethoden für die Gasdichtemessung 244
3.5.4 I Dichtemessgeräte für Flüssigkeiten (U. Schank) 244
3.5.5 I Konzentrationsmessgeräte mithilfe von Dichte und Ultraschall (U. Schank) 248
3.5.6 I Dichtemessgeräte für Gase {U. Schank) 249
3.6 Viskosität (ÜT. W. Bonfig) 251
3.6.1 Abhängigkeit der Viskosität von verschiedenen Einflussgrößen 252
3.6.2 Kapillarviskosimeter 252
3.6.3 Rotationsviskosimeter 253
3.6.4 Verschiebung zweier konzentrischer Zylinder 253
3.6.5 Kugelfallviskosimeter 253
3.6.6 Schwebekörperviskosimeter 253
3.6.7 Schwingungsviskosimeter 253
3.6.8 I Kapillarviskosimeter (A. Müller) 253
3.6.9 I Rotationsviskosimeter (A. Müller) 256
Inhaltsverzeichnis 15
3.7 Oberflächenspannung (J. Hoffmann) 258
3.7.1 Ringaufnehmer 258
3.7.2 Plattenaufnehmer 259
3.7.3 iTensiometer Sigma 700/701 (T. Wagner, J. Weiss) 259
3.7.4 I Tropfenvolumen und Blasendruck Tensiometer (A. Hofmann) 260
3.8 Messen mechanischer und geometrischer Größen (/ Hoffmann, W.Richter) 262
3.8.1 Messen von Längen und Winkeln 262
3.8.1.1 Mechanische Verfahren 262
3.8.1.2 Induktive und kapazitive Verfahren 262
3.8.1.3 Optische Verfahren 264
3.8.1.4 Ultraschallverfahren 266
3.8.1.5 Winkelbestimmung 266
3.8.1.6 Handmessmittel (D. Winterling) 267
3.8.1.6.1 Digitaler Messschieber 16 EW 267
3.8.1.6.2 Digitale Bügelmessschraube 40 EW 267
3.8.1.6.3 Mechanische Feinzeiger Millimess 268
3.8.1.6.4 Digitale Messuhren MarCator 1086, Ziffernschrittwert 0,01 mm ... 269
3.8.1.7 Universelles Form und Verzahnungsmessgerät PRIMÄR MX 4
{R. Bartelt) 270
3.8.1.8 | Längenmess Interferometer Serie ZMI (A. Köhler) 272
3.8.2 Positionsbestimmung (/. Hoffmann, W. Richter) 273
3.8.2.1 Optische Verfahren 273
3.8.2.2 Nichtoptische Verfahren 274
3.8.3 Messen von Dehnungen und daraus abgeleiteten Größen (J. Hoffmann, W. Richter) 275
3.8.3.1 Metall Dehnmessstreifen 276
3.8.3.2 Halbleiter Dehnmessstreifen 277
3.8.3.3 Anordnungen von Dehnmessstreifen 277
3.8.3.4 Dehnmessstreifen (H. Neumann) 278
3.8.3.4.1 Dehnmessstreifen FAE Serie 278
3.8.3.4.2 Dehnmessstreifen FSE Serie 279
3.8.3.4.3 Dehnmessstreifen FSM Serie 279
3.8.3.4.4 Halbleiter Dehnmessstreifen SNB und SP Serie 280
3.8.4 Messen von Kräften (/. Hoffmann, W. Richter) 280
3.8.4.1 [ Kraftaufnehmer (J. Müter, L. Stenner) 282
3.8.5 Beschleunigungs und Schwingungsmessung (J. Hoffmann, W. Richter) 285
3.8.5.1 Vibrationsaufnehmer (W. Dittmar, M. Vielen) 287
3.8.5.1.1 Vibrationsaufnehmer zur Maschinenüberwachung 287
3.8.5.1.2 Vibrationsaufnehmer mit (4... 20 mA) Ausgang 287
3.8.5.1.3 Vibrationsaufnehmer mit zentrischer Bohrung 288
3.8.5.1.4 Vibrationsaufnehmer in Miniaturausführung 288
3.8.5.1.5 Vibrationsaufnehmer für extreme Temperaturen 288
3.8.5.1.6 Vibrationsaufnehmer für den Unterwassereinsatz 289
3.8.5.1.7 Vibrationsaufnehmer für triaxiale Messungen 289
3.8.5.1.8 16 Kanal Versorgungseinheit, Serie 481 290
3.8.5.2 LDA Geschwindigkeitsmessgeräte für feste Oberflächen
(H. Seibach) 290
3.8.6 Messung der Masse (J. Hoffmann, W. Richter) 292
3.8.6.1 I Bauformen elektronischer Waagen (C. Berg) 293
3.8.6.1.1 I Plattformwaagen 293
3.8.6.1.2 I Ladentischwaagen 294
16 Inhaltsverzeichnis
3.8.6.1.3 Präzisionswaagen 294
3.8.6.1.4 Analysen und Mikrowaagen 295
3.8.6.1.5 Massekomparatoren 295
3.8.6.2 Häufige elektronische Zusatzfunktionen an Waagen (C. Berg) .... 296
3.8.6.3 Aufstell und Umgebungsbedingungen für Waagen (C. Berg) 296
3.8.6.4 Eichvorschriften für Waagen (C. Berg) 297
3.8.7 Drehmomentmessung (/. Hoffmann, W. Richter) 297
3.8.7.1 Drehmomentmesseinrichtungen (H. Schwegler) 298
3.8.7.1.1 Drehmomentsensoren 298
3.8.7.1.2 Grundformen der Messkörper 298
3.8.7.1.3 Bauformen statischer DMS Drehmomentsensoren 299
3.8.7.1.4 Bauformen rotierender DMS Drehmomentsensoren 299
3.8.7.1.5 Mechanische Ankopplung von Drehmomentsensoren mittels Kupp¬
lungen 299
3.8.7.1.6 Ausgleichsverhalten von Kupplungen 300
3.8.7.1.7 Eigenresonanz einer Messstrecke 300
3.8.7.1.8 Messbereichsauslegung 300
3.8.7.1.9 Elektrische Daten 300
3.8.7.1.10 Elektrische Übertragungssysteme Rotor Stator 300
3.8.8 Messen von Oberflächeneigenschaften fester Stoffe (/. Hoffmann, W. Richter) .... 301
3.8.8.1 Bestimmung von Gestaltabweichungen 301
3.8.8.2 Bestimmung der Härte 302
3.8.8.3 Bestimmung der Schichtdicke 303
3.8.8.4 Rauheitsmessgeräte 303
3.8.8.4.1 Mechanische Rauheitsmessgeräte (H. Reich) 303
3.8.8.4.2 Weißlichtinterferenzmikroskop NewView (P. Kuschnir) 307
3.8.8.5 Härtemessgeräte 308
3.8.8.5.1 Härtemessgerät für Metalle UH250 (T. Bitterling) 308
3.8.8.5.2 Härtemessgeräte für Elastomere und Kunststoffe (R. Sautter) 310
3.8.8.6 Schichtdickenmessgeräte 312
3.8.8.6.1 Elektromagnetische Schichtdickenmessgeräte (U. Zahl) 312
3.8.8.6.2 Röntgenfluoreszenz Schichtdickenmessgeräte ComPact 5, maXXi 5
(A. Wittkopp, F. Seitz) 315
3.9 Zeitmessung (H. Kopp) 316
3.9.1 Zeitskalen 316
3.9.2 Zeitbasen 316
3.9.2.1 ÄC Schaltungen 317
3.9.2.2 Kondensator Konstantstromladung 317
3.9.2.3 LC Oszillatoren 318
3.9.2.4 Quarzoszillatoren 318
3.9.3 Zeitsignale von Funksendern 318
3.9.3.1 DCF77 ...... 318
3.9.3.2 GPS 319
3.10 Frequenzmessung (H. Kopp) 319
3.10.1 Bestimmung der Frequenz 319
3.10.2 Rückführung der Frequenz auf die Zeitmessungen 319
3.10.3 Frequenzteiler, Frequenzvervielfachung 319
3.10.4 | Sechsstelliger Dual Frequenzzähler OC7166 (J. Zrust) 320
Inhaltsverzeichnis 17
3.11 Drehzahl und Winkellageerfassung (H. Kopp) 321
3.11.1 Optische Signalgeber 321
3.11.2 Induktive Signalgeber 322
3.11.3 Feldplatten und Hall Geber 322
3.11.4 Tachogenerator 323
3.11.5 Stroboskop 323
3.11.6 I Sechsstelliger Quadraturzähler INF8 C (J. Zrust) 323
3.11.7 [SechsstelligerMultizählerOC 7111 (J. Zrust) 324
3.12 Konzentrations und Analysenmesstechnik (J. Hoffmann) 325
3.12.1 Wichtige Grundprinzipien 325
3.12.1.1 Prinzip der Absorption 326
3.12.1.2 Prinzip der Reflexion 327
3.12.1.3 Prinzip der Emission 327
3.12.1.4 Prinzip der Chromatographie 327
3.12.2 Gas und Flüssigkeitschromatographie 328
3.12.2.1 I Gaschromatographen 329
3.12.2.1.1 I Laborgaschromatograph (C. Mladek) 329
3.12.2.1.2 I Prozessgas Chromatographen PGC2000 (T. Weyrauch) 332
3.12.2.2 I Flüssigkeitschromatograph (C. Mladek) 332
3.12.3 Massenspektroskopie (J. Hoffmann) 335
3.12.3.1 | Massenspektrometer (C. Mladek) 336
3.12.4 NMR Spektroskopie (/. Hoffmann) 338
3.12.4.1 | Digitales Fourier Transform Kernresonanz Spektrometer AVANCE
(G. /. Wolff) 339
3.12.5 Röntgenfluoreszenzanalyse (J. Hoffmanri) 340
3.12.5.1 Röntgenfluoreszenzspektrometer (M. Haschke) 342
3.12.5.1.1 Tischspektrometer 342
3.12.5.1.2 Laborspektrometer 343
3.12.5.1.3 Mikro Fluoreszenz Spektrometer 344
3.12.5.1.4 Wellenlängendispersive Spektrometer 344
3.12.6 Optische Analyseverfahren (J. Hoffmann) 345
3.12.6.1 UV/VIS Spektroskopie 345
3.12.6.2 Flammenspektroskopie / AAS, AES 345
3.12.6.3 Funken /Bogenspektroskopie 346
3.12.6.4 Fluoreszenzspektroskopie 346
3.12.6.5 Infrarot und Raman Spektroskopie 347
3.12.6.6 Refraktometrie 349
3.12.6.7 Polarimetrie 351
3.12.6.8 Optische Spektroskope 351
3.12.6.8.1 UV/VIS Spetaalfotometer Unicam UV 1 und UV500(C. Deusen) .351
3.12.6.8.2 AAS Unicam SOLAAR 969, 969 Z, 989 und 989 QZ (C. Deusen) . 352
3.12.6.8.3 Sequenzielles AES ICP Spektrometer Atomscan Advantage
(C. Deusen) 353
3.12.6.8.4 Simultanes AES ICP Spektrometer IRIS Advantage (C. Deusen) .. 354
3.12.6.8.5 FTIR Spektrometer Avatar 360 E.S.P.™ (C. Deusen) 354
3.12.6.8.6 FTIR Spektrometer Protege™ 460 E.S.P und 460 N (C. Deusen) . . 355
3.12.6.8.7 FTIR Spektrometer Magna IR® 560/760 E.S.P. (C. Deusen) 355
3.12.6.8.8 FTIR Spektrometer Magna IR® 860 E.S.P.™ (C. Deusen) 356
3.12.6.8.9 Nic Plan Infrarot Mikroskop (C. Deusen) 357
3.12.6.8.10 FT Raman Modul (C Deusen) 357
18 Inhaltsverzeichnis
3.12.6.8.11 FT Raman Spektrometer 960 E.S.P.™ (C. Deusen) 358
3.12.6.8.12 Modulare Vielkanalspektrometer (J. Schlütter) 358
3.12.6.8.13 NDIR Infrarot Analysatormodul Uras26 (T. Weyrauch) 360
3.12.6.9 PolarimeterPOL S 2 (7: Wagner) 361
3.12.7 Kalorimetrie (J. Hoffmann) 362
3.12.7.1 I Diskontinuierliches Kalorimeter (H. Pinhack) 363
3.12.7.2 I Kontinuierliches Kalorimeter (7: Haug) 367
3.12.8 Wärmeleitfähigkeitsmessung zur Gaskonzentrationsbestimmung (J. Hoffmann) ... 368
3.12.8.1 I Geräte zur Gaskonzentrationsbestimmung über die Wärmeleitfähig¬
keit (7: Weyrauch) 368
3.12.8.1.1 I Wärmeleit Analysatormodul Caldos25 368
3.12.8.1.2 I Wärmeleit Analysatormodul Caldos27 369
3.12.9 Wärmetönungsmessung (/ Hoffmann) 370
3.12.10 Flammenionisationsmessung (J. Hoffmann) 370
3.12.10.1 |FID AnalysatormodulMultiFID14 (7: Weyrauch) 371
3.12.11 Sauerstoffmessung (J. Hoffmann) 372
3.12.11.1 Ringkammersauerstoffsensor 372
3.12.11.2 Hitzdrahtsauerstoffsensor 372
3.12.11.3 Magnetomechanische Geräte 373
3.12.11.4 Magnetopneumatische Geräte 373
3.12.11.5 Festkörper Sauerstoffsensor 374
3.12.11.6 Sauerstoffmessgeräte (7: Weyrauch) 374
3.12.11.6.1 Sauerstoff AnalysatormodulMagnos206 374
3.12.11.6.2 Sauerstoff Analysatormodul Magnos27 375
3.12.11.6.3 Sauerstoffspuren AnalysatorenmodulZO23 376
3.12.12 Feuchtemessung (J. Hoffmann) 377
3.12.12.1 Aspirationshygrometer 377
3.12.12.2 LiCl Hygrometer 378
3.12.12.3 Elektrolysehygrometer 378
3.12.12.4 Tauspiegelhygrometer 379
3.12.12.5 Kapazitive Feuchtesensoren 379
3.12.12.6 Haarhygrometer 380
3.12.12.7 Bistreifenhygrometer 380
3.12.12.8 Neutronen Feuchtesensor 380
3.12.12.9 Weitere Feuchtesensoren 381
3.12.12.10 I Messgeräte für Feuchte und Taupunkt (R. Kolass) 381
3.12.12.10.1 I Tauspiegelhygrometer DEWMET SD, DEWMET TD und
DEWMET TDH 381
3.12.12.10.2 | Präzisions Tauspiegelhygrometer S4000, S4020, S4000RS und
S4000TRS 383
3.12.12.10.3 | Kapazitive Feuchtesensoren vom Typ Ceramic Moisture Sensor ... 385
3.12.13 Konduktometrie (J. Hoffmann) 387
3.12.13.1 | Leitfähigkeitshandmessgerät GMH3430 (A. Hinreiner) 388
3.12.14 Potentiometrie (J. Hoffmann) 390
3.12.14.1 pH Wert Sensoren 390
3.12.14.2 Ionenselektive Sensoren 391
3.12.14.3 Redoxpotenzialsensoren 391
3.12.14.4 | pH /Redox /mV /Temperaturmessgerät GMH 3530 (K. Zielinski) .. 392
3.12.15 Elektrodenkinetische Messverfahren (J. Hoffmann) 394
3.12.15.1 | Elektrochemische Analysengeräte ([/. Loyall) 395
Inhaltsverzeichnis 19
3.12.16 Partikelmesstechnik (J. Hoffmann) 397
3.12.16.1 Mechanische Verfahren (J. Hoffmann) 398
3.12.16.1.1 | Siebe und Siebmaschinen (W. Mutter) 399
3.12.16.2 Optische Verfahren (J. Hoffmann) 402
3.12.16.2.1 I Bildanalysesystem CAMSIZER® (J. Pankratz) 406
3.12.16.2.2 I Extinktions und Trübungsmessgeräte (P. Seefeld) 407
3.12.16.2.3 I Streulicht/Beugungsspektrometer Coulter LS 13320(7: Schoofs) .. 409
3.12.16.2.4 I Flugzeit Korngrößenspektrometer AeroSizer/AeroDisperser
(R. Köhler) 410
3.12.16.2.5 | Phasen Doppler Partikelgrößen und geschwindigkeitsmessgerät
(M. Stieglmeier) 410
3.12.16.2.6 I Photonenkorrelationsspektrometer Coulter N5 (T. Schoofs) 412
3.12.16.3 Sedimentationsverfahren (J. Hoffmann) 412
3.12.16.3.1 | Sedimentationsmessgerät LUMOSED (H. Pitsch) 414
3.12.16.4 Feldstörungsverfahren (J. Hoffmann) 415
3.12.16.4.1 | Coulter Counter Multisizer 3 (T. Schoofs) 415
3.12.16.5 Akustische Verfahren (/. Hoffmann) 416
3.12.16.5.1 | Ultraschallspektrometer OPUS/F (5. Röthele, W. Witt) 416
3.12.16.6 Oberflächenbestimmungsverfahren (J. Hoffmann) 417
3.12.16.6.1 | BET Oberflächenbestimmungsgerät Coulter SA 3100 (T. Schoofs) . All
3.12.17 Probennahme und Probenteilung (J. Hoffmann) 418
3.12.17.1 Einrichtungen zur Probenteilung (H. Pitsch) 419
3.12.17.1.1 Riffelteiler RT 419
3.12.17.1.2 Labordrehrohrteiler PK1000 419
3.12.17.1.3 Laborprobenteiler PT100 420
3.12.17.2 Einrichtungen zur Probenzuführung (S. Röthele, W. Witt) 421
3.12.17.2.1 Nassdispergiergerät QUIXEL 421
3.12.17.2.2 Trockendispergiergerät RODOS 421
3.12.17.3 | TWISTER in line Probennahme (5. Röthele, W. Witt) 422
3.13 Messung ionisierender Strahlung (E. Schrüfer) 422
3.13.1 Größen und Einheiten 422
3.13.2 Detektoren für Y Strahlung 423
3.13.2.1 Ionisationskammer 423
3.13.2.2 Auslösezählrohr 424
3.13.2.3 Szintillationszähler 424
3.13.2.4 Halbleiter Strahlungsdetektor 425
3.13.2.5 Impulshöhenanalyse 425
3.13.3 Detektoren für ß Strahlung 425
3.13.4 Detektoren für a Strahlung 426
3.13.5 Neutronenflussmessung 426
3.13.5.1 BF3 Zählrohr 426
3.13.5.2 Borbelegte Ionisationskammer 426
3.13.5.3 Spaltkammer 427
3.13.5.4 Neutronen Beta Detektoren 427
3.13.6 Dosismessung 428
3.13.7 Integriertes Mess und Informationssystem zur Überwachung der Umweltradioakti¬
vität 429
3.13.8 | Messgeräte für ionisierende Strahlung (W. Bucher) 429
3.13.8.1 I Ionisationskammer KG 220 EEM 429
3.13.8.2 I Neutronen Ionisationskammern KNK 50 und KNU 50 429
20 Inhaltsverzeichnis
3.13.8.3 Szintillationsmesskopffürß StrahlungSB40 430
3.13.8.4 Szintillationsmesskopf für y Strahlung SG 65M 431
3.13.8.5 Zählrohrdetektor ZG 50 431
3.13.8.6 Aerosol Monitor AD 24 432
3.13.8.7 Digitale Signalverarbeitung für die Kernstrahlungsmesstechnik,
System TK 250 432
3.14 Messung optischer Größen (H. Kopp) 433
3.14.1 Strahlungsphysikalisches und lichttechnisches Maßsystem 434
3.14.2 Empfänger zur Messung optischer Strahlung 434
3.14.2.1 Fotowiderstände 434
3.14.2.2 Fotodioden 436
3.14.2.3 Fototransistoren 438
3.14.2.4 Sekundärelektronenvervielfacher (SEV) und Kanalelektronenver
vielfacher (KEV) 438
3.14.2.5 Charge Coupled Device (CCD) 439
3.14.2.6 Lateraleffektdioden 439
3.14.2.7 Breitbandige Strahlungsempfänger 439
3.14.2.8 UV Sensoren 440
3.14.3 Besonderheiten von Empfängern für Lichtmessungen 440
3.14.3.1 V(A) Anpassung 440
3.14.3.2 Kosinusanpassung 441
3.14.4 Messung lichttechnischer Größen 441
3.14.4.1 Verfahren der Lichtschwächung 441
3.14.4.2 Beleuchtungsstärke 442
3.14.4.3 Leuchtdichte 443
3.14.4.4 Lichtstrom 443
3.14.4.5 Lichtstärke 444
3.14.4.6 Lichtstärkeverteilung 445
3.14.4.7 Farbmessungen 445
3.14.4.8 Lichttechnische Stoffkennzahlen 446
3.14.5 Fotometrische Normale 447
3.14.5.1 Fotometrische Strahlungsnormale 447
3.14.5.2 Fotometrische Empfängernormale 447
3.14.5.3 Fotometrische Reflexionsnormale 447
3.14.5.4 Normlichtarten 447
3.14.6 | Messgeräte für optische Größen (Z. Özver Krochmann, T. Q. Khanh) 447
3.14.6.1 LUXMETER/RADIOMETER 447
3.14.6.1.1 RadioLux 111 447
3.14.6.1.2 Fotometer Radiometer 211 449
3.14.6.2 Kugelfotometer 449
3.14.6.2.1 Geometrie 449
3.14.6.2.2 Hilfslampe 449
3.14.6.2.3 Kugelbeschichtung 450
3.14.6.2.4 Kugelgrößen und Konstruktion 450
3.14.6.2.5 Fotometerköpfe 451
3.14.6.2.6 Spektralanpassung 451
3.14.6.2.7 Räumliche Bewertung 451
3.14.6.2.8 Thermostatisierung 451
3.14.6.2.9 Farbmessungen 451
Inhaltsverzeichnis 21
3.14.6.3 Goniofotometer 451
3.14.6.3.1 Leuchtenwender 451
3.14.6.3.2 Drehspiegel Goniofotometer 455
3.14.6.4 Reflexions und Transmissions Messgerät 456
3.14.6.4.1 Messgrößen 456
3.14.6.4.2 Systemkomponenten 456
3.14.6.4.3 Ulbricht sche Kugel 456
3.14.6.4.4 Die Beleuchtungseinrichtung 458
3.14.6.4.5 Beleuchtungseinrichtung für diffusen Lichteinfall mit Normlichtart A 458
3.15 Messung akustischer Größen (G. Fuder) 459
3.15.1 Schalldruckpegel 459
3.15.1.1 Bewertete Schalldruckpegel 460
3.15.1.2 Maximalwerte des Schalldruckpegels 461
3.15.1.3 Addition von Schalldruckpegeln 461
3.15.1.4 Mittelwerte des Schalldruckpegels 462
3.15.2 Geräte zur Messung von Schalldruckpegeln 462
3.15.3 Beurteilung praktischer Schallsituationen 463
3.15.4 Lautstärkepegel und Lautheit 464
3.15.4.1 Ermittlung des Lautstärkepegels durch Hörvergleich 464
3.15.4.2 Lautheit 466
3.15.4.3 Berechnung von Lautstärkepegel und Lautheit 466
3.15.4.4 Vergleich der Kenngrößen Schalldruckpegel, Lautstärkepegel und
Lautheit 467
3.15.5 Schallleistungspegel 467
3.15.6 Direkte Messung der Schallintensität 469
3.15.7 Akustische Nahfeldholografie 470
3.15.8 | Messgeräte für akustische Größen (J. Schmitz) 470
3.15.8.1 Mikrofone 471
3.15.8.2 Kalibriergeräte 472
3.15.8.3 Handhaltbare, batteriebetriebene Schallpegelmesser 473
3.15.8.4 Messsysteme für Mehrkanalmessungen 475
3.15.8.5 Messsysteme für Schallfelduntersuchungen (Mikrofon Array
techniken) 479
3.15.8.6 | Lautstärkemessungen 481
4 Messelektronik 483
4.1 Analoge Messelektronik (C. Lehmann) 483
4.1.1 Prinzipien der analogen Messwertverarbeitung 483
4.1.1.1 Strukturen und Komponenten von Messeinrichtungen 483
4.1.1.2 Prinzip der Rückkopplung 484
4.1.1.3 Varianten der elektrischen Anpassung 485
4.1.2 Systemkomponenten analoger Messgeräte 487
4.1.2.1 Tastköpfe 487
4.1.2.2 Sensoren in Brückenschaltungen 488
4.1.2.3 Messverstärker 490
4.1.2.4 Analoge Rechenschaltungen 499
4.1.2.5 Hilfsschaltungen für Messwandler 503
4.1.2.6 Analoge elektronische Schalter 507
4.1.2.7 Filter 509
22 Inhaltsverzeichnis
4.2 Digitale Messelektronik (K. Urbanski) 512
4.2.1 Grundlagen der Digitaltechnik 512
4.2.1.1 Zuordnungssysteme 513
4.2.1.2 Boolesche Algebra 514
4.2.1.3 Logische Grundverknüpfungen 516
4.2.1.4 Minimieren von Schaltfunktionen 516
4.2.2 Kombinatorische Grundschaltungen 519
4.2.2.1 Code Umsetzer 519
4.2.2.2 Zahlenkomparator 520
4.2.2.3 Multiplexer und Demultiplexer 521
4.2.2.4 Addierer 522
4.2.3 Sequenzielle Grundschaltungen 523
4.2.3.1 Prinzipieller Aufbau einer sequenziellen Schaltung 523
4.2.3.2 Monostabile Kippstufen (Monoflops) 524
4.2.3.3 Bistabile Kippstufen (Flipflops) 524
4.2.3.4 Zähler 526
4.2.3.5 Registerund Schieberegister 527
4.2.4 Eigenschaften digitaler integrierter Schaltkreise 529
4.2.5 Anwenderspezifische Bausteine (ASICs) 533
4.2.5.1 Fullcustom 533
4.2.5.2 Semicustom 533
4.2.5.3 Programmierbare Logik 534
4.2.6 Mikrocomputer Schaltkreise 536
4.2.6.1 Struktur des Mikrocomputers 536
4.2.6.2 Mikroprozessoren 537
4.2.6.3 Schreib /Lesespeicher (RAM) 538
4.2.6.4 Festwertspeicher (ROM) 540
4.2.6.5 Ein /Ausgabe Bausteine 541
4.2.6.6 MikroController 541
4.2.7 Messgeräte für die Logikanalyse 542
4.2.7.1 Logikprüfer 543
4.2.7.2 Logikanalysator 543
5 Rechnerkopplung 545
5.1 Grundlagen und Begriffe (/. Hoffmanri) 545
5.1.1 A/D Umsetzer 547
5.1.1.1 Parallel A/D Umsetzer 547
5.1.1.2 Sukzessive Approximation A/D Umsetzer 547
5.1.1.3 Nachlauf A/D Umsetzer 548
5.1.1.4 Rampen A/D Umsetzer 548
5.1.1.5 Dual Slope A/D Umsetzer 549
5.1.1.6 Charge Balancing A/D Umsetzer 550
5.1.1.7 Delta Sigma Umsetzer 551
5.1.2 D/A Umsetzer 552
5.1.2.1 Stromgewichtete D/A Umsetzer 552
5.1.2.2 fl 2fl D/A Umsetzer 552
5.2 Intelligente Sensorik (K. Urbanski) 553
5.3 Bussysteme in der Messtechnik (H. Kopp) 555
5.3.1 Bus Topologie 556
Inhaltsverzeichnis 23
5.3.2 OSI Schichtenmodell 557
5.3.3 Physikalische Schnittstellenstandards 557
5.3.3.1 RS232C 557
5.3.3.2 RS422 558
5.3.3.3 RS485 558
5.3.4 Datenübertragung 558
5.3.4.1 Busse für serielle Übertragung 558
5.3.4.2 Synchronisationsverfahren 559
5.3.4.3 Bus Zugriffsverfahren 559
5.3.4.4 Bus Protokolle 559
5.3.4.5 Sicherung gegen Übertragungsfehler 559
5.3.5 Messgerätebus IEEE488 559
5.3.5.1 IEEE STD 488.1 560
5.3.5.2 IEEE STD 488.2 560
5.3.6 Beispiele genormter Feldbussysteme 560
5.3.7 Kopplungen unterschiedlicher Bussysteme (Gateways) 560
5.3.8 Maßnahmen zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) 561
5.3.9 I Einsatz von Bussystemen für Sensoren und Messgeräte (W. Trentmann) 562
5.3.9.1 IEEE488.2 562
5.3.9.2 USB 563
5.3.9.3 IEEE 1394 565
5.3.9.4 Ethernet und WLAN 566
5.3.9.5 LXI (LAN extensions for Instrumentation) 568
5.3.9.6 Feldbusse 569
5.3.9.6.1 CAN Bus 572
5.3.9.6.2 Interbus 573
5.3.9.6.3 DIN Messbus 574
5.3.9.6.4 Profibus DP 575
5.3.9.6.5 Profibus PA 575
5.3.9.6.6 ASI 576
5.3.9.6.7 Bitbus 576
5.3.9.6.8 Profinet 577
5.3.9.6.9 Intelligente Sensorschnittstellen 579
6 Ausgabegeräte (C. Lehmann) 580
6.1 Digitale Anzeigeelemente 580
6.1.1 Optoelektronische Anzeigeelemente 580
6.1.1.1 Binärsignal Anzeige mit LED 580
6.1.1.2 Quasi analoge Anzeige 581
6.1.1.3 Numerische Anzeige mit LCD 581
6.1.1.4 Alphanumerische Anzeigen 582
6.1.2 I 32 MB Datenlogger zum Einbau (A. Tuma) 582
6.1.3 I Programmierbarer Linearisator OC7010LIN(A Tuma) 582
6.2 Bildsichtgeräte 583
6.2.1 Farbbildröhren für Monitore 583
6.2.1.1 Prinzipieller Aufbau 583
6.2.1.2 Frequenzkennwerte 584
6.2.1.3 Grundfunktionen der Grafikkarte 584
6.2.2 LCD Bildschirme 585
24 Inhaltsverzeichnis
6.3 Drucker 586
6.3.1 Funktionsprinzipien im Überblick 586
6.3.2 Kommunikations Schnittstellen 587
6.3.2.1 Centronics Schnittstelle 587
6.3.2.2 IEC Bus Schnittstelle 587
6.3.2.3 Serielle Schnittstelle V.24/RS 232 C 588
6.3.2.4 USB Schnittstelle 588
6.3.2.5 Firewire Schnittstelle 588
7 Das Konzept Messfehler (J. Hoffmann, J. Biermann) 589
7.1 Fehlerdefinition 589
7.2 Fehlerarten 589
7.2.1 Quantisierungsfehler und digitaler Restfehler 589
7.2.2 Statische Fehler 590
7.2.3 Dynamische Fehler 591
7.2.4 Systematische Fehler 593
7.2.5 Zufällige Fehler 593
7.3 Trennung von systematischen und zufälligen Fehleranteilen 594
7.4 Kennlinienkorrektur 594
7.4.1 Lineare Approximation 595
7.4.2 Geradenapproximation 595
7.4.3 Polynominterpolation 596
7.4.4 Spline Interpolation 598
7.5 Fehlerfortpflanzung 599
7.6 Messbereich, Auflösung und Messgenauigkeit 600
7.7 Auswertung von Messergebnissen 600
7.7.1 Der Begriff der Messreihe 601
7.7.1.1 Schätzwerte und wahre Werte 601
7.7.1.2 Mittelwert und Erwartungswert 601
7.7.1.3 Stichprobenvarianz und Varianz 601
7.7.1.4 Mittlerer Fehler der Einzelmessung 602
7.7.1.5 Mittlerer Fehler des Mittelwertes 603
7.7.1.6 Mittlerer Fehler der Standardabweichung 603
7.7.1.7 Empirische Kovarianz und Korrelationskoeffizient 604
7.7.2 Grafische Darstellung von Messergebnissen 604
7.7.2.1 Histogramm und Verteilungsdichtefunktion 604
7.7.2.2 Summenhäufigkeit und Verteilungsfunktion 605
7.7.2.3 Weitere Darstellungsmöglichkeiten 606
7.7.3 Regressionsrechnung 606
7.7.3.1 Einfache lineare Regression 606
7.7.3.2 Vertrauensintervalle für Regressionskoeffizient und konstante .... 607
7.7.3.3 Mehrfache lineare und nichtlineare Regression 608
7.7.4 Tests 608
7.7.4.1 Der f Test als einseitiges Problem 609
7.7.4.2 Der f Test als zweiseitiges Problem 609
7.7.4.3 Der j2 Streutest 609
7.7.4.4 Der f Zweistichprobentest 610
7.7.4.5 Der F Test 610
7.7.5 Weitere Auswertungsmethoden 610
|
I
Inhaltsverzeichnis 25
8 Das Konzept Messunsicherheit (F. Adunka) 612
8.1 Messwertverteilungen 615
8.2 Die Verteilungsfunktion der Ergebnisgröße 618
8.3 Korrelierte Eingangsdaten 619
8.4 Kritik an der Vorgehensweise nach dem GUM 622
8.5 Vorgehensweise bei der Berechnung von Messunsicherheiten 622
8.5.1 Schematische Vorgehensweise nach EA 4/02 622
8.5.2 Angabe der Messunsicherheit 623
8.5.3 Unsicherheitsangabe bei Digitalanzeigen 623
8.6 Weitere Beispiele 624
8.7 Ergänzende Bemerkungen 628
9 PC Messtechnik und rechnergestützte Messwertverarbeitung
(W. Trentmann) 629
9.1 | Hardware 629
9.1.1 Signalaufbereitung 630
9.1.2 A/D Wandler Karten 632
9.1.3 Aufbau von PC Messwerterfassungs Karten 632
9.1.4 Rechner Bussysteme 636
9.1.5 Messwerterfassungssystem im Erweiterungsgehäuse 640
9.1.6 Anschluss von Messgeräten über externe PC Schnittstellen 642
9.1.6.1 I Messgeräte mit serieller Schnittstelle RS232 642
9.1.6.2 I Messgeräte und Module mit paralleler Centronics Schnittstelle . . . 642
9.1.7 I Vergleich verschiedener Bussysteme 642
9.1.8 I Auswahlkriterien für Messwerterfassungs Systeme 642
9.2 | Software 643
9.2.1 Betriebssysteme 643
9.2.2 Programmierung in Standardsprachen 646
9.2.3 Visuelle Programmiersprachen 646
9.2.4 Grafische Programmierung 647
9.2.5 Schnittstellen Kommunikation mit anderen Programmen 647
9.2.6 Software Standards für die Kommunikation von Messgeräten 648
9.2.7 Link Software 649
9.2.8 Softwarepakete für die Messwerterfassung 649
9.2.8.1 LabView 649
9.2.8.2 Agilent VEE Pro 652
9.2.8.3 DasyLab 653
9.2.8.4 DIAdem 654
9.2.8.5 TestPoint 655
9.2.8.6 DT Measure Foundry 656
9.2.8.7 ICONNECT 657
9.2.8.8 Computerbasierende Instrumente 658
9.3 | Weiterverarbeitung der Messdaten 660
9.3.1 I Mathematik und Statistikpakete 660
9.3.2 I Prozessvisualisierung 660
9.3.3 I Fuzzy Logik 660
9.3.4 I Neuronale Netze 660
26 Inhaltsverzeichnis
9.3.5 I Bildverarbeitung 661
9.3.6 I Data Mining 661
10 Qualitätsmanagement in der Fertigung (T. Pfeifer) 662
10.1 Normen und Richtlinien 663
10.2 Prüfplanung 664
10.2.1 Aufgaben der Prüfplanung 664
10.2.2 Aufbau und Inhalt eines Prüfplans 666
10.2.3 Datenbedarf bei der Priifplanerstellung 667
10.2.4 Vorgehensweise bei der Prüfplanerstellung 667
10.3 Prüfdatenerfassung 672
10.3.1 Prüfarten und methoden 672
10.3.2 Mess und Prüftechnik 676
10.3.3 Rechnerunterstützte Datenerfassung 682
10.4 Prüfdatenauswertung 683
10.4.1 Aufbereitung, Verdichtung und Darstellung von Prüfdaten 684
10.4.2 Kennzahlen und Kennzahlensysteme in der Prüfdatenauswertung 687
10.4.3 Anwendung der Prüfdatenauswertung im Unternehmen 687
10.5 Prüfmittelmanagement 689
10.5.1 Prüfmittelplanung und beschaffung, Eignungsprüfung 692
10.5.2 Prüfmittelverwaltung 693
10.5.3 Prüfmittelüberwachung 694
11 Einheiten und Umrechnungen (W. Richter) 698
12 Firmen und Einrichtungen mit Bezügen zur Messtechnik (/. Hoffmann) ... 711
13 Formelzeichenverzeichnis 753
14 Verzeichnis englisch deutscher Begriffe und Abkürzungen 756
15 Literaturverzeichnis 764
16 Sachwortverzeichnis 791
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