Elektrische und elektronische Messtechnik (eBook)

Grundlagen, Verfahren, Geräte und Systeme

Rainer Felderhoff (Autor)

eBook Download: PDF

2015 | 1. Auflage
420 Seiten
Carl Hanser Fachbuchverlag
978-3-446-44604-5 (ISBN)

Infos

Die nun vorliegende achte Auflage des bekannten Fachbuchs zeigt, dass sich die umfassende Überarbeitung in der siebten Auflage bewährt hat. In dieser Auflage wurde zahlreichen Hinweisen und Anregungen von Lesern und Rezensenten entsprochen, aber ebenso Text und Darstellungen optimiert, also verstärkt der Entwicklung in der Messtechnik Rechnung getragen. Dies gilt besonders für den beschleunigten Übergang von analoger auf digitale Messtechnik, den zunehmenden Einsatz rechnergestützter Mess-Systeme und die Besonderheiten bei Herstellungsprozessen und Betriebsüberwachung. Dem Leser werden, ausgehend von den messtechnischen Grundlagen, die Messverfahren für die verschiedenen elektrischen und nichtelektrischen Größen vermittelt, die Funktion der dafür einsetzbaren Messgeräte aufgezeigt und an der Praxis orientierte Messkonzepte dargestellt. Auch diese Auflage der 'Elektrischen und elektronischen Messtechnik' orientiert sich an dem bewährten Lernbuchkonzept und bringt das Fachwissen des Nutzers sowie das Verständnis für die Zusammenhänge auf den aktuellen Stand der Technik.

Ulrich Freyer war technischer Leiter bei der Landesanstalt für Medien in Düsseldorf. Er ist Analyst für Medientechnik, hält Lehrveranstaltungen zum Thema und ist Autor zahlreicher Fachbücher.

Inhalt

Vorwort des Herausgebers 6
Was können Sie mit diesem Buch lernen? 6
Wer kann mit diesem Buch lernen? 6
Wie können Sie mit diesem Buch lernen? 7
Vorworte des Verfassers 9
Vorwort zur 7. Auflage 9
Vorwort zur 8. Auflage 9
Inhalt 10
1 Messtechnische Grundlagen 16
1.1 Aufgabenstellung der Messtechnik 16
1.1.0 Kompetenzen 16
1.1.1 Grundbegriffe 16
1.1.2 Funktionsweise 17
1.2 Messgrößenerfassung 19
1.2.0 Kompetenzen 19
1.2.1 Erfassung elektrischer Messgrößen 20
1.2.2 Erfassung nichtelektrischer Messgrößen 22
1.3 Messwertearten 22
1.3.0 Kompetenzen 22
1.3.1 Zeitfunktionen und Frequenzfunktionen 22
1.3.2 Gleichgrößen und Wechselgrößen 27
1.4 Messwertdarstellung 32
1.4.0 Kompetenzen 32
1.4.1 Analoge Darstellung 32
1.4.2 Digitale Anzeige 34
1.4.3 Anzeige und Speicherung 35
1.5 Messaufbau 37
1.5.0 Kompetenzen 37
1.5.1 Strukturen 37
1.5.2 Schnittstellen und Anpassung 39
1.5.3 Messwertübertragung 43
1.6 Empfindlichkeit 45
1.6.0 Kompetenzen 45
1.6.1 Begriffsbestimmungen 45
1.6.2 Empfindlichkeit analoger Messeinrichtungen 46
1.6.3 Empfindlichkeit digitaler Messeinrichtungen 47
1.7 Messfehler und Messunsicherheit 48
1.7.0 Kompetenzen 48
1.7.1 Begriffsbestimmungen 48
1.7.2 Fehlerquellen 49
1.7.3 Fehlerarten 51
1.7.4 Fehlerfortpflanzung 55
1.7.5 Messunsicherheit 56
1.8 Pegel 60
1.8.0 Kompetenzen 60
1.8.1 Begriffsbestimmungen 60
1.8.2 Pegelarten 69
1.8.3 Pegelrechnung 73
1.9 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) 77
1.9.0 Kompetenzen 77
1.9.1 Begriffsbestimmungen 77
1.9.2 Effekte durch galvanische Kopplung 79
1.9.3 Effekte durch kapazitive Kopplung 79
1.9.4 Effekte durch induktive Kopplung 80
1.9.5 Effekte durch Strahlungskopplung 81
2 Messung elektrischer Größen 85
2.1 Spannungsmessung 85
2.1.0 Kompetenzen 85
2.1.1 Aufgabenstellung 85
2.1.2 Gleichspannungsmessung 88
2.1.3 Wechselspannungsmessung bei Netzfrequenz 97
2.1.4 Wechselspannungsmessung bei Niederfrequenz 100
2.1.5 Wechselspannungsmessung bei Hochfrequenz 103
2.2 Strommessung 107
2.2.0 Kompetenzen 107
2.2.1 Aufgabenstellung 107
2.2.2 Gleichstrommessung 109
2.2.3 Wechselstrommessung 110
2.3 Leistungsmessung 112
2.3.0 Kompetenzen 112
2.3.1 Aufgabenstellung 112
2.3.2 Leistungsmessung bei Gleichspannung 114
2.3.3 Leistungsmessung bei Wechselspannung mit Netzfrequenz 119
2.3.4 Leistungsmessung bei Wechselspannung im Niederfrequenzbereich 127
2.3.5 Leistungsmessung bei Wechselspannung im Hochfrequenzbereich 129
2.4 Arbeitsmessung 133
2.4.0 Kompetenzen 133
2.4.1 Aufgabenstellung 133
2.4.2 Arbeitsmessung bei Gleichspannung 134
2.4.3 Arbeitsmessung bei Wechselspannung 134
2.5 Leistungsfaktor- und Phasenwinkelmessung 139
2.5.0 Kompetenzen 139
2.5.1 Aufgabenstellung 139
2.5.2 Leistungsfaktormessung bei Netzfrequenz 140
2.5.3 Phasenwinkelmessung bei Niederfrequenz 142
2.5.4 Phasenwinkelmessung bei Hochfrequenz 144
2.6 Frequenz- und Zeitmessung 145
2.6.0 Kompetenzen 145
2.6.1 Aufgabenstellung 145
2.6.2 Frequenz- und Zeitmessung bei Netzfrequenz 148
2.6.3 Frequenz- und Zeitmessung bei Niederfrequenz 149
2.6.4 Frequenz- und Zeitmessung bei Hochfrequenz 150
2.7 Wirkwiderstandsmessung 151
2.7.0 Kompetenzen 151
2.7.1 Messkonzepte 151
2.7.2 Messung sehr kleiner Wirkwiderstände 158
2.7.3 Messung sehr großer Wirkwiderstände 160
2.8 Schein- und Blindwiderstandsmessung 161
2.8.0 Kompetenzen 161
2.8.1 Aufgabenstellung 161
2.8.2 Messung kapazitiver Blindwiderstände 167
2.8.3 Messung induktiver Blindwiderstände 171
2.9 Verstärkungs- und Dämpfungsmessung 173
2.9.0 Kompetenzen 173
2.9.1 Aufgabenstellung 173
2.9.2 Verstärkungsmessung 175
2.9.3 Dämpfungsmessung 176
2.10 Rauschsignalmessung 178
2.10.0 Kompetenzen 178
2.10.1 Aufgabenstellung 178
2.10.2 Messkonzepte 182
2.11 Bitfehlerraten- und Jittermessung 184
2.11.0 Kompetenzen 184
2.11.1 Aufgabenstellung 184
2.11.2 Bitfehlerratenmessung 186
2.11.3 Jittermessung 187
2.12 Feldstärkemessung 188
2.12.0 Kompetenzen 188
2.12.1 Aufgabenstellung 188
2.12.2 Messung der elektrischen Feldstärke 192
2.12.3 Messung der magnetischen Feldstärke 194
3 Multimeter 196
3.0 Kompetenzen 196
3.1 Aufgabenstellung 196
3.2 Funktionskonzept 197
3.3 Arten und Kenngrößen 200
3.3.1 Analoge Multimeter 200
3.3.2 Digitale Multimeter 202
4 Oszilloskope 207
4.0 Kompetenzen 207
4.1 Aufgabenstellung 207
4.2 Funktionskonzept 208
4.3 Arten und Kenngrößen 218
4.3.1 Einstrahl-Einkanaloszilloskop 218
4.3.2 Einstrahl-Zweikanaloszilloskop 218
4.3.3 Zweistrahloszilloskop 220
4.3.4 Analog-Speicheroszilloskop 221
4.3.5 Digital-Speicheroszilloskop 222
5 Analysatoren 225
5.0 Kompetenzen 225
5.1 Aufgabenstellung 225
5.2 Funktionskonzept 225
5.3 Arten und Kenngrößen 228
5.3.1 Spektrumanalysator 228
5.3.2 Logikanalysator 234
6 Signalgeneratoren 239
6.0 Kompetenzen 239
6.1 Aufgabenstellung 239
6.2 Funktionskonzept 240
6.3 Arten und Kenngrößen 244
6.3.1 Sinusgenerator 244
6.3.2 Funktionsgenerator 250
7 Zähler 252
7.0 Kompetenzen 252
7.1 Aufgabenstellung 252
7.2 Funktionskonzept 252
7.3 Arten und Kenngrößen 255
8 Messverstärker 260
8.0 Kompetenzen 260
8.1 Aufgabenstellung 260
8.2 Funktionskonzept 261
8.3 Arten und Kenngrößen 261
9 Stromversorgungseinheiten 264
9.0 Kompetenzen 264
9.1 Aufgabenstellung 264
9.2 Funktionskonzept 264
9.3 Arten und Kenngrößen 266
10 Umsetzer und Wandler 269
10.0 Kompetenzen 269
10.1 Aufgabenstellung 269
10.2 Analog-Digital-Umsetzer (ADU) 270
10.3 Digital-Analog-Umsetzer (DAU) 274
10.4 Spannungs-Frequenz-Wandler 276
10.5 Frequenz-Spannungs-Wandler 277
10.6 Spannungswandler 278
10.7 Stromwandler 279
11 Messungen an Komponenten und Bauelementen 280
11.0 Kompetenzen 280
11.1 Aufgabenstellung 280
11.2 Messungen an Widerständen, Kondensatoren und Spulen 281
11.3 Messungen an Dioden 282
11.4 Messungen an aktiven Bauelementen 283
11.5 Messungen an Leitungen/Kabeln 285
11.6 Messungen an Werkstoffen 287
12 Messungen an Geräten und Baugruppen 289
12.0 Kompetenzen 289
12.1 Aufgabenstellung 289
12.2 Messungen an Zweipolen 289
12.3 Messungen an Vierpolen 290
12.4 Messungen an Verstärkern 294
12.5 Messungen an Signalquellen 296
12.6 Messungen an Sendern 298
12.7 Messungen an Empfängern 301
13 Messungen an Übertragungsstrecken 308
13.0 Kompetenzen 308
13.1 Aufgabenstellung 308
13.2 Messungen an Kabelstrecken 309
13.2.1 Messung des Wellenwiderstandes 309
13.2.2 Messung des Dämpfungsfaktors 309
13.2.3 Messung der Übertragungsbandbreite 310
13.2.4 Messung des Reflexionsfaktors 311
13.3 Messungen an Funkstrecken 313
13.3.1 Messung der Strahlungsleistung 313
13.3.2 Messung des Strahlungsdiagramms 314
13.3.3 Messung der Empfangsfeldstärke 315
14 Messung nichtelektrischer Größen 316
14.0 Kompetenzen 316
14.1 Aufgabenstellung 316
14.2 Drehzahlmessung 316
14.3 Wegmessung 319
14.4 Geschwindigkeitsmessung 324
14.5 Temperaturmessung 325
15 Rechnergestützte Mess-Systeme 329
15.0 Kompetenzen 329
15.1 Aufgabenstellung 329
15.2 OSI-Schichtenmodell 332
15.3 Konzept 338
15.4 Hardware für Mess-Systeme 347
15.4.1 Messgrößenaufnehmer 347
15.4.2 Rechner 353
15.4.3 Schnittstellen 355
15.5 Software für Mess-Systeme 357
15.5.1 Betriebssystem 357
15.5.2 Treiber 358
15.5.3 Anwendungen 358
15.5.4 Virtuelle Messgeräte 360
15.6 Bussysteme 360
15.6.0 Einführung 360
15.6.1 IEC-Bus 361
15.6.2 Feldbus 369
15.7 Anwendungen 371
15.7.1 Laboreinsätze 371
15.7.2 Fertigungsprozesse 373
Lösungen 376
Literaturverzeichnis 405
Sachwortverzeichnis 406

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 7.5.2015
• Überarbeitung: Ulrich Freyer
• Verlagsort: München
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Technik ► Elektrotechnik / Energietechnik
• Schlagworte: Elektrische Messtechnik • Elektronische Messtechnik • Messautomatisierung • Messgeräte • Messtechnik • Messverfahren
• ISBN-10: 3-446-44604-4 / 3446446044
• ISBN-13: 978-3-446-44604-5 / 9783446446045