Forschung/Entwicklung, Analyse, Verifikation von Simulationen, eher einmalig, evtl. zerstörend.

Reproduzierbare Produktionsbedingungen, definierte Messmethode, kontinuierlich/wiederholend.

– Regelung/Steuerung

– Sicherheitsgerichtete Überwachung (safety monitoring) ¨

– Zustandsüberwachung (condition monitoring), vorbeugende Instandhaltung (predictive maintenance)

Qualitätssicherung, regelmäßig, häufig genormte Messmethode.

Handelsbeziehungen, bewährte Messmethode

Skalare (L¨ange, Temperatur) bestehen aus Zahlenwert und Einheit.

t = 5 s

Vektoren (Geschwindigkeit, Kraft) bestehen aus Zahlenwert, Einheit und Richtung.

v(v mit -> drauf) = 3 m/s

Signifikante Stellen sind alle Stellen ab der ersten von Null verschiedenen Stelle.

x(x mit - drauf)

∆x

∆x/x

Zeit: Sekunde

Länge: Meter

Masse: Kilogramm

Stromstärke: Ampere

Temperatur: Kelvin

Stoffmenge: Mol

Lichtstärke: Candela

freiwillig

Ermitteln des Zusammenhangs zwischen Messwert der Ausgangsgröße und dem zugehörigen Wert der als Eingangsgröße vorliegenden Messgröße.

Dabei legt man dem Gerät ein Objekt mit bekannten Maßen vor – ein so genanntes Normal. Das Messergebnis und die zugehörige Messunsicherheit werden in einem Kalibrierschein festgehalten.

Beim Eichen wird die Genauigkeit eines Messger¨ats uberpr ¨ uft. Sie ist bei bestimmten ¨ Messger¨aten gesetzlich vorgeschrieben, Kalibrierungen sind dagegen freiwillig.

Einstellen oder Abgleichen eines Messgeräts, um systematische Messabweichungen so weit zu beseitigen, wie es fur die vorgesehene Anwendung erforderlich ist.

¨ Beim Justieren erfolgt ein Eingriff ins Messgerät. Die Möglichkeit zum Justieren muss daher bereits im Entwicklungsprozess des Messgeräts berucksichtigt werden!

Prüfmittel->Gebruachsnormal/ Werksnormal->Bezugsnormal->Nationales Normal

Die Messzeit sollte ein ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer jeder Frequenz im Signal sein.

• 2 oder 4 Kan¨ale mit Spannungseingang (1 MΩ k 20 pF)

• Kopplung: GND (0 V), AC (ab ca. 2 Hz), DC (Gleich- und Wechselspannung)

• Aufl¨osung: 8 bit • Bandbreite mindestens 60 MHz (nur mit Tastkopf!)

• Tastkopf zur Kompensation der Eingangsimpedanz

• Schnittstellen (Ethernet oder USB)

Der Tastkopf ist ein abgleichbares RC-Glied, mit dem die Tiefpasswirkung der Eingangskapazität reduziert werden kann. Der Preis dafur ist eine Signalabschwächung um den gleichen Faktor. Weit verbreitet sind 1:10-Tastköpfe.

Die Wheatstonebrucke ermöglicht die präzise Messung von Widerständen, da die Diagonalspannung U5 proportional zu einer Widerstandsdifferenz ist. Die wichtigsten Anwendungen sind die Messung der Temperatur mithilfe temperaturabh¨angiger Widerst¨ande und die Messung mechanischer Größen mithilfe von Dehnungsmessstreifen (DMS). In beiden Fällen sind die Widerstandsänderungen sehr klein (∆R/R ≈ 10^(−4) ).

Fur die Messung der Kapazität und der Induktivität werden ebenfalls Bruckenschaltungen verwendet; sie tragen aber andere Namen. Da die Bauteileigenschaften für Wechselspannung interessieren, erfolgt die Messung mit Wechselspannung. Bauteilwerte in Katalogen werden fast immer bei 1 kHz angegeben. Da es ideale Kapazitäten und ideale Induktivitäten nicht gibt, wird sowohl bei der Wien-Brucke als auch bei der Maxwell-Wien-Brücke zwangsläufig der Verlustwiderstand mitgemessen

Als Tiefpass bezeichnet man in der Elektronik solche Filter, die Signalanteile mit Frequenzen unterhalb ihrer Grenzfrequenz annähernd ungeschwächt passieren lassen, Anteile mit höheren Frequenzen dagegen dämpfen.

Als Hochpass (auch Tiefensperre, englisch low-cut filter, high-pass filter) bezeichnet man Filter, die Frequenzen oberhalb ihrer Grenzfrequenz annähernd ungeschwächt passieren lassen und tiefere Frequenzen dämpfen.

Als Bandpass (auch Bandbreitenfilter) wird in der Elektrotechnik, Tontechnik und Optik ein Filter bezeichnet, das nur Signale eines Frequenzbands passieren lässt. Die Frequenzbereiche unterhalb und oberhalb des Durchlassbereiches werden dabei gesperrt oder deutlich abgeschwächt. Ein Bandpass stellt das Gegenstück zur Bandsperre dar.

Die Quantisierungsabweichung oder der Quantisierungsfehler ist die Abweichung, die bei der Quantisierung von analogen Größen entsteht (z. B. bei der Analog-Digital-Umsetzung). Während analoge Signale dem Wertebereich der reellen Zahlen genügen, werden in der digitalen Darstellung nur diskrete Werte verwendet. Daher ist mit der Quantisierung eine Rundung verbunden, die eine Abweichung verursacht.

Die höchste abzutastende Frequenz muss mindestens zweimal je Periode abgetastet werden.

Wikipedia:

Das Abtasttheorem besagt, dass ein auf fmax

bandbegrenztes Signal aus einer Folge von äquidistanten Abtastwerten exakt rekonstruiert werden kann, wenn es mit einer Frequenz von größer als 2⋅fmax

abgetastet wurde.

• Messgr¨oße und Empfindlichkeit, z. B. 100 mV/g

• Messbereich, z. B. 0 - 80 g, 0 - 2 mm

• Messgenauigkeit, z. B. 1 % vom Messbereichsendwert (MBE, FS)

• Querempfindlichkeit, z. B. 0,01 %/K

• Einsatzbedingungen, z. B. -40 bis +150◦C

• Lagerbedingungen, z. B. -40 bis +200◦C

• Medienvertr¨aglichkeit, IP Schutzart, z. B. chemische Best¨andigkeit, wasserfest usw.

• Mechanik: Gr¨oße, Gewinde, Anschlusskabel usw.

• Ruckwirkungsfreiheit

Reversible Prinzipien (auch fur Aktoren): ¨

• Kapazitiv (Anderung der Eigenschaften eines Kondensators) ¨

• Piezoelektrisch (Effekt bestimmter Materialien)

• Elektrodynamisch (Induktionsprinzip) Nicht-reversible Prinzipien (nur fur Sensoren): ¨

• Widerstands¨anderung durch Temperatur oder mech. Spannung

• Anderung der Induktivit ¨ ¨at

• Optische Messverfahren

• DMS messen die Dehnung nur an der Oberfl¨ache von Bauteilen.

• Mechanische Spannungen mussen aus dem Hookeschen Gesetz ¨ σ = Eε errechnet werden.

• Ein DMS misst die Dehnung in einer Richtung. Daher lassen sich nur einaxiale Spannungszust¨ande messen. Maßnahme: DMS-Rosetten

• DMS mitteln die Dehnung uber die Fl ¨ ¨ache des Messgitters. Daher werden lokale Spannungsspitzen nicht gemessen.

• Die Widerstands¨anderungen sind sehr klein (unter 0,1 %), daher wird die WheatstoneBrucke benutzt. ¨

• Die Widerstands¨anderungen aufgrund von Erw¨armung sind vergleichbar groß, daher ist eine Temperaturkompensation fast immer n¨otig. (=⇒ Wheatstone-Brucke)

• Flussigkeitsthermometer ¨

• Metall-Widerstandsthermometer (z. B. Pt100)

• Heißleiter (NTC) • Thermoelemente

• Sperrstrom an p-n-Uberg ¨ ¨angen

• Infrarotsensoren (Strahlungspyrometer)

• Temperaturmessfarben

• Widerstandsthermometer (z. B. Pt100) genauer, billiger, korrosionsfest, langzeitstabiler

• Thermoelemente weniger Kabel, T > 850◦C m¨oglich, schneller