Beier / Mederer Messdatenverarbeitung mit LabVIEW

1. Auflage 2015
ISBN: 978-3-446-44540-6
Verlag: Carl Hanser
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 259 Seiten

Dieses praxisorientierte Lehrbuch behandelt die wichtigsten Themen der Messdatenverarbeitung. Die gesamte Messkette vom Sensor über die Signalkonditionierung, die Abtastung und Digitalisierung bis zum Rechner wird beschrieben.

Darüber hinaus wird der Weg vom digitalen zum analogen Signal behandelt. Die Verarbeitung der Signale im Rechner wird anhand von einfachen Filterentwürfen erläutert. Im Rahmen der PC-Messtechnik wird die Programmierung verschiedenster Messaufgaben unter Einsatz von Messgeräten und USB-Messmodulen mit LabVIEW gezeigt. Das Buch enthält zahlreiche Übungen und Beispiele. Es werden keine mathematischen Kenntnisse vorausgesetzt.

Aus dem Inhalt:

Digital-Analog-Umsetzer; Analog-Digital-Umsetzer; Signalabtastung und Signalrekonstruktion; Messwerterfassungssysteme; Grundlagen der digitalen Signalverarbeitung; Digitale Filter; Diskrete Fourier-Transformation; Digitale Signalprozessoren; PC-Messtechnik

Autoren/Hrsg.

Beier, Thomas

Mederer, Thomas

Fachgebiete

• Technische Wissenschaften Energietechnik | Elektrotechnik Elektrotechnik
• Technische Wissenschaften Technik Allgemein Mess- und Automatisierungstechnik
• Mathematik | Informatik EDV | Informatik Programmierung | Softwareentwicklung Funktionale, Logische, Parallele und Visuelle Programmierung
• Technische Wissenschaften Elektronik | Nachrichtentechnik Nachrichten- und Kommunikationstechnik Signalverarbeitung
• Technische Wissenschaften Elektronik | Nachrichtentechnik Elektronik

Inhaltsverzeichnis

1;Inhalt;8
2;1 Einführung;12
2.1;1.1 Historische Entwicklung;12
2.2;1.2 Moderne Messwerterfassung und -verarbeitung;15
3;2 Digital-Analog-Umsetzer;17
3.1;2.1 Grundbegriffe und Kennlinie;17
3.2;2.2 Verfahren zur DA-Umsetzung;20
3.3;2.3 Fehlerbetrachtung;21
3.4;2.4 Übungen;25
3.5;2.5 Lösungen;25
4;3 Analog-Digital-Umsetzer;28
4.1;3.1 Grundbegriffe und Kennlinie;28
4.2;3.2 Verfahren zur AD-Umsetzung;31
4.3;3.3 Quantisierungsfehler;33
4.4;3.4 Codierungen für Datenwandler;36
4.5;3.5 AD-Umsetzung bei zeitveränderlicher Eingangsspannung;38
4.6;3.6 Sample-Hold-Schaltung;40
4.7;3.7 Übungen;45
4.8;3.8 Lösungen;46
5;4 Signalabtastung und Signalrekonstruktion;49
5.1;4.1 Abtastung und Abtast-Theorem;49
5.2;4.2 Rekonstruktion des analogen Signals;53
5.3;4.3 Übungen;56
5.4;4.4 Lösungen;58
6;5 Messwerterfassungssysteme;60
6.1;5.1 Grundstrukturen von Messwerterfassungssystemen;60
6.2;5.2 Ausgewählte Sensoren;66
6.2.1;5.2.1 Dehnungsmessstreifen (DMS);67
6.2.2;5.2.2 Kapazitive Messfühler;69
6.2.3;5.2.3 Induktive Messfühler;77
6.3;5.3 Signalkonditionierung;79
6.4;5.4 Schaltungen zur Signalkonditionierung;79
6.4.1;5.4.1 Messverstärker;80
6.4.2;5.4.2 Filter;87
6.4.3;5.4.3 Messbrücken;87
6.4.4;5.4.4 Trägerfrequenz-Messverfahren;90
6.5;5.5 Übungen;94
6.6;5.6 Lösungen;96
7;6 Grundlagen zur digitalen Signalverarbeitung;99
7.1;6.1 Einführung;99
7.2;6.2 Grundelemente der digitalen Signalverarbeitung;109
7.3;6.3 Testsignale;116
7.4;6.4 Übungen;118
7.5;6.5 Lösungen;120
8;7 Digitale Filter;127
8.1;7.1 Filterentwurf;130
8.2;7.2 Filterentwurf mit einem Toleranzschema;130
8.3;7.3 IIR-Filterentwurf mit der impulsinvarianten z-Transformation;135
8.4;7.4 Filterentwurf mit der bilinearen z-Transformation;138
8.5;7.5 Transformation zwischen Tiefpass- und Hochpassfilter;148
8.6;7.6 Realisierung von Bandsperren und Bandpässen;151
8.7;7.7 Filter höherer Ordnung;152
8.8;7.8 Entwurfsverfahren für FIR-Filter;158
8.9;7.9 FIR-Filterentwurf mit einem Approximationsverfahren;162
8.10;7.10 Übungen;174
8.11;7.11 Lösungen;175
9;8 Diskrete Fourier-Transformation;180
9.1;8.1 Übungen;197
9.2;8.2 Lösungen;197
10;9 Digitale Signalprozessoren;202
10.1;9.1 Architektur;202
10.2;9.2 Befehlsverarbeitung;203
10.3;9.3 Zahlenformate;205
10.4;9.4 Besondere Adressierungsarten;205
10.5;9.5 DSP-Markt;206
10.6;9.6 Übungen;206
10.7;9.7 Lösungen;207
11;10 PC-Messtechnik;208
11.1;10.1 Messwerterfassung mit dem PC;208
11.2;10.2 Software zur PC-Messtechnik;210
11.3;10.3 Programmierung von Messgeräten über GPIB;211
11.3.1;10.3.1 Hardwareaufbau;211
11.3.2;10.3.2 Verwendete LabVIEW-Funktionen;216
11.3.3;10.3.3 Programmierung von Messaufgaben;219
11.3.3.1;10.3.3.1 Amplitudengang eines Filter aufnehmen;219
11.3.3.2;10.3.3.2 Frequenzgenauigkeit eines Funktionsgenerators überprüfen;228
11.3.3.3;10.3.3.3 Realisierung einer Waage mit Dehnungsmessstreifen;234
11.4;10.4 Programmierung von USB-Messmodulen;239
11.4.1;10.4.1 Hardwareaufbau von Messmodulen;239
11.4.2;10.4.2 Verwendete LabVIEW-Funktionen;242
11.4.3;10.4.3 Programmierung von Messaufgaben;242
11.4.3.1;10.4.3.1 Temperaturmessung;242
11.4.3.2;10.4.3.2 Wetterstation für Druck, Feuchte und Temperatur;245
11.4.3.3;10.4.3.3 Signalanalyse;247
11.5;10.5 Übungen;250
11.6;10.6 Lösungen;252
12;Literatur;256
13;Index;258

Über Autor(innen)

Beier, Thomas
Dr.-Ing. Thomas Beier unterrichtet an der Staatlichen Technikerschule Berlin.

Dr.-Ing. Thomas Beier unterrichtet an der Staatlichen Technikerschule Berlin.