Felderhoff Elektrische und elektronische Messtechnik

Grundlagen, Verfahren, Geräte und Systeme
1. aktualisierte Auflage 2015
ISBN: 978-3-446-44604-5
Verlag: Carl Hanser
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 420 Seiten

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.

Autoren/Hrsg.

Felderhoff, Rainer

Weitere Mitwirkende

Freyer, Ulrich

Fachgebiete

• Technische Wissenschaften Technik Allgemein Mess- und Automatisierungstechnik

Inhaltsverzeichnis

1;Vorwort des Herausgebers;6
1.1;Was können Sie mit diesem Buch lernen?;6
1.1.1;Wer kann mit diesem Buch lernen?;6
1.1.2;Wie können Sie mit diesem Buch lernen?;7
2;Vorworte des Verfassers;9
2.1;Vorwort zur 7. Auflage;9
2.1.1;Vorwort zur 8. Auflage;9
3;Inhalt;10
4;1 Messtechnische Grundlagen;16
4.1;1.1 Aufgabenstellung der Messtechnik;16
4.1.1;1.1.0 Kompetenzen;16
4.1.2;1.1.1 Grundbegriffe;16
4.1.3;1.1.2 Funktionsweise;17
4.2;1.2 Messgrößenerfassung;19
4.2.1;1.2.0 Kompetenzen;19
4.2.2;1.2.1 Erfassung elektrischer Messgrößen;20
4.2.3;1.2.2 Erfassung nichtelektrischer Messgrößen;22
4.3;1.3 Messwertearten;22
4.3.1;1.3.0 Kompetenzen;22
4.3.2;1.3.1 Zeitfunktionen und Frequenzfunktionen;22
4.3.3;1.3.2 Gleichgrößen und Wechselgrößen;27
4.4;1.4 Messwertdarstellung;32
4.4.1;1.4.0 Kompetenzen;32
4.4.2;1.4.1 Analoge Darstellung;32
4.4.3;1.4.2 Digitale Anzeige;34
4.4.4;1.4.3 Anzeige und Speicherung;35
4.5;1.5 Messaufbau;37
4.5.1;1.5.0 Kompetenzen;37
4.5.2;1.5.1 Strukturen;37
4.5.3;1.5.2 Schnittstellen und Anpassung;39
4.5.4;1.5.3 Messwertübertragung;43
4.6;1.6 Empfindlichkeit;45
4.6.1;1.6.0 Kompetenzen;45
4.6.2;1.6.1 Begriffsbestimmungen;45
4.6.3;1.6.2 Empfindlichkeit analoger Messeinrichtungen;46
4.6.4;1.6.3 Empfindlichkeit digitaler Messeinrichtungen;47
4.7;1.7 Messfehler und Messunsicherheit;48
4.7.1;1.7.0 Kompetenzen;48
4.7.2;1.7.1 Begriffsbestimmungen;48
4.7.3;1.7.2 Fehlerquellen;49
4.7.4;1.7.3 Fehlerarten;51
4.7.5;1.7.4 Fehlerfortpflanzung;55
4.7.6;1.7.5 Messunsicherheit;56
4.8;1.8 Pegel;60
4.8.1;1.8.0 Kompetenzen;60
4.8.2;1.8.1 Begriffsbestimmungen;60
4.8.3;1.8.2 Pegelarten;69
4.8.4;1.8.3 Pegelrechnung;73
4.9;1.9 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV);77
4.9.1;1.9.0 Kompetenzen;77
4.9.2;1.9.1 Begriffsbestimmungen;77
4.9.3;1.9.2 Effekte durch galvanische Kopplung;79
4.9.4;1.9.3 Effekte durch kapazitive Kopplung ;79
4.9.5;1.9.4 Effekte durch induktive Kopplung;80
4.9.6;1.9.5 Effekte durch Strahlungskopplung;81
5;2 Messung elektrischer Größen;85
5.1;2.1 Spannungsmessung;85
5.1.1;2.1.0 Kompetenzen;85
5.1.2;2.1.1 Aufgabenstellung;85
5.1.3;2.1.2 Gleichspannungsmessung;88
5.1.4;2.1.3 Wechselspannungsmessung bei Netzfrequenz;97
5.1.5;2.1.4 Wechselspannungsmessung bei Niederfrequenz;100
5.1.6;2.1.5 Wechselspannungsmessung bei Hochfrequenz;103
5.2;2.2 Strommessung;107
5.2.1;2.2.0 Kompetenzen;107
5.2.2;2.2.1 Aufgabenstellung;107
5.2.3;2.2.2 Gleichstrommessung;109
5.2.4;2.2.3 Wechselstrommessung;110
5.3;2.3 Leistungsmessung;112
5.3.1;2.3.0 Kompetenzen;112
5.3.2;2.3.1 Aufgabenstellung;112
5.3.3;2.3.2 Leistungsmessung bei Gleichspannung;114
5.3.4;2.3.3 Leistungsmessung bei Wechselspannung mit Netzfrequenz;119
5.3.5;2.3.4 Leistungsmessung bei Wechselspannung im Niederfrequenzbereich;127
5.3.6;2.3.5 Leistungsmessung bei Wechselspannung im Hochfrequenzbereich;129
5.4;2.4 Arbeitsmessung;133
5.4.1;2.4.0 Kompetenzen;133
5.4.2;2.4.1 Aufgabenstellung;133
5.4.3;2.4.2 Arbeitsmessung bei Gleichspannung;134
5.4.4;2.4.3 Arbeitsmessung bei Wechselspannung;134
5.5;2.5 Leistungsfaktor- und Phasenwinkelmessung;139
5.5.1;2.5.0 Kompetenzen;139
5.5.2;2.5.1 Aufgabenstellung;139
5.5.3;2.5.2 Leistungsfaktormessung bei Netzfrequenz;140
5.5.4;2.5.3 Phasenwinkelmessung bei Niederfrequenz;142
5.5.5;2.5.4 Phasenwinkelmessung bei Hochfrequenz;144
5.6;2.6 Frequenz- und Zeitmessung;145
5.6.1;2.6.0 Kompetenzen;145
5.6.2;2.6.1 Aufgabenstellung;145
5.6.3;2.6.2 Frequenz- und Zeitmessung bei Netzfrequenz;148
5.6.4;2.6.3 Frequenz- und Zeitmessung bei Niederfrequenz;149
5.6.5;2.6.4 Frequenz- und Zeitmessung bei Hochfrequenz;150
5.7;2.7 Wirkwiderstandsmessung;151
5.7.1;2.7.0 Kompetenzen;151
5.7.2;2.7.1 Messkonzepte;151
5.7.3;2.7.2 Messung sehr kleiner Wirkwiderstände;158
5.7.4;2.7.3 Messung sehr großer Wirkwiderstände;160
5.8;2.8 Schein- und Blindwiderstandsmessung;161
5.8.1;2.8.0 Kompetenzen;161
5.8.2;2.8.1 Aufgabenstellung;161
5.8.3;2.8.2 Messung kapazitiver Blindwiderstände;167
5.8.4;2.8.3 Messung induktiver Blindwiderstände;171
5.9;2.9 Verstärkungs- und Dämpfungsmessung;173
5.9.1;2.9.0 Kompetenzen;173
5.9.2;2.9.1 Aufgabenstellung;173
5.9.3;2.9.2 Verstärkungsmessung;175
5.9.4;2.9.3 Dämpfungsmessung;176
5.10;2.10 Rauschsignalmessung;178
5.10.1;2.10.0 Kompetenzen;178
5.10.2;2.10.1 Aufgabenstellung;178
5.10.3;2.10.2 Messkonzepte;182
5.11;2.11 Bitfehlerraten- und Jittermessung;184
5.11.1;2.11.0 Kompetenzen;184
5.11.2;2.11.1 Aufgabenstellung;184
5.11.3;2.11.2 Bitfehlerratenmessung;186
5.11.4;2.11.3 Jittermessung;187
5.12;2.12 Feldstärkemessung;188
5.12.1;2.12.0 Kompetenzen;188
5.12.2;2.12.1 Aufgabenstellung;188
5.12.3;2.12.2 Messung der elektrischen Feldstärke;192
5.12.4;2.12.3 Messung der magnetischen Feldstärke;194
6;3 Multimeter;196
6.1;3.0 Kompetenzen;196
6.2;3.1 Aufgabenstellung;196
6.3;3.2 Funktionskonzept;197
6.4;3.3 Arten und Kenngrößen;200
6.4.1;3.3.1 Analoge Multimeter;200
6.4.2;3.3.2 Digitale Multimeter;202
7;4 Oszilloskope;207
7.1;4.0 Kompetenzen;207
7.2;4.1 Aufgabenstellung;207
7.3;4.2 Funktionskonzept;208
7.4;4.3 Arten und Kenngrößen;218
7.4.1;4.3.1 Einstrahl-Einkanaloszilloskop;218
7.4.2;4.3.2 Einstrahl-Zweikanaloszilloskop;218
7.4.3;4.3.3 Zweistrahloszilloskop;220
7.4.4;4.3.4 Analog-Speicheroszilloskop;221
7.4.5;4.3.5 Digital-Speicheroszilloskop;222
8;5 Analysatoren;225
8.1;5.0 Kompetenzen;225
8.2;5.1 Aufgabenstellung;225
8.3;5.2 Funktionskonzept;225
8.4;5.3 Arten und Kenngrößen;228
8.4.1;5.3.1 Spektrumanalysator;228
8.4.2;5.3.2 Logikanalysator;234
9;6 Signalgeneratoren;239
9.1;6.0 Kompetenzen;239
9.2;6.1 Aufgabenstellung;239
9.3;6.2 Funktionskonzept;240
9.4;6.3 Arten und Kenngrößen;244
9.4.1;6.3.1 Sinusgenerator;244
9.4.2;6.3.2 Funktionsgenerator;250
10;7 Zähler;252
10.1;7.0 Kompetenzen;252
10.2;7.1 Aufgabenstellung;252
10.3;7.2 Funktionskonzept;252
10.4;7.3 Arten und Kenngrößen;255
11;8 Messverstärker;260
11.1;8.0 Kompetenzen;260
11.2;8.1 Aufgabenstellung;260
11.3;8.2 Funktionskonzept;261
11.4;8.3 Arten und Kenngrößen;261
12;9 Stromversorgungseinheiten;264
12.1;9.0 Kompetenzen;264
12.2;9.1 Aufgabenstellung;264
12.3;9.2 Funktionskonzept;264
12.4;9.3 Arten und Kenngrößen;266
13;10 Umsetzer und Wandler;269
13.1;10.0 Kompetenzen;269
13.2;10.1 Aufgabenstellung;269
13.3;10.2 Analog-Digital-Umsetzer (ADU);270
13.4;10.3 Digital-Analog-Umsetzer (DAU);274
13.5;10.4 Spannungs-Frequenz-Wandler;276
13.6;10.5 Frequenz-Spannungs-Wandler;277
13.7;10.6 Spannungswandler;278
13.8;10.7 Stromwandler;279
14;11 Messungen an Komponenten und Bauelementen;280
14.1;11.0 Kompetenzen;280
14.2;11.1 Aufgabenstellung;280
14.3;11.2 Messungen an Widerständen, Kondensatoren und Spulen;281
14.4;11.3 Messungen an Dioden;282
14.5;11.4 Messungen an aktiven Bauelementen;283
14.6;11.5 Messungen an Leitungen/Kabeln;285
14.7;11.6 Messungen an Werkstoffen;287
15;12 Messungen an Geräten und Baugruppen;289
15.1;12.0 Kompetenzen;289
15.2;12.1 Aufgabenstellung;289
15.3;12.2 Messungen an Zweipolen;289
15.4;12.3 Messungen an Vierpolen;290
15.5;12.4 Messungen an Verstärkern;294
15.6;12.5 Messungen an Signalquellen;296
15.7;12.6 Messungen an Sendern;298
15.8;12.7 Messungen an Empfängern;301
16;13 Messungen an Übertragungsstrecken;308
16.1;13.0 Kompetenzen;308
16.2;13.1 Aufgabenstellung;308
16.3;13.2 Messungen an Kabelstrecken;309
16.3.1;13.2.1 Messung des Wellenwiderstandes;309
16.3.2;13.2.2 Messung des Dämpfungsfaktors;309
16.3.3;13.2.3 Messung der Übertragungsbandbreite;310
16.3.4;13.2.4 Messung des Reflexionsfaktors;311
16.4;13.3 Messungen an Funkstrecken;313
16.4.1;13.3.1 Messung der Strahlungsleistung;313
16.4.2;13.3.2 Messung des Strahlungsdiagramms;314
16.4.3;13.3.3 Messung der Empfangsfeldstärke;315
17;14 Messung nichtelektrischer Größen;316
17.1;14.0 Kompetenzen;316
17.2;14.1 Aufgabenstellung;316
17.3;14.2 Drehzahlmessung;316
17.4;14.3 Wegmessung;319
17.5;14.4 Geschwindigkeitsmessung;324
17.6;14.5 Temperaturmessung;325
18;15 Rechnergestützte Mess-Systeme;329
18.1;15.0 Kompetenzen;329
18.2;15.1 Aufgabenstellung;329
18.3;15.2 OSI-Schichtenmodell;332
18.4;15.3 Konzept;338
18.5;15.4 Hardware für Mess-Systeme;347
18.5.1;15.4.1 Messgrößenaufnehmer;347
18.5.2;15.4.2 Rechner;353
18.5.3;15.4.3 Schnittstellen;355
18.6;15.5 Software für Mess-Systeme;357
18.6.1;15.5.1 Betriebssystem;357
18.6.2;15.5.2 Treiber;358
18.6.3;15.5.3 Anwendungen;358
18.6.4;15.5.4 Virtuelle Messgeräte;360
18.7;15.6 Bussysteme;360
18.7.1;15.6.0 Einführung;360
18.7.2;15.6.1 IEC-Bus;361
18.7.3;15.6.2 Feldbus;369
18.8;15.7 Anwendungen;371
18.8.1;15.7.1 Laboreinsätze;371
18.8.2;15.7.2 Fertigungsprozesse;373
19;Lösungen;376
20;Literaturverzeichnis;405
21;Sachwortverzeichnis;406

Über Autor(innen)

Freyer, Ulrich
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.