Messtechnik
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Lernkarten
Messtechnik Inhaltsverzeichnis
1 Anwendungsbeispiele und Bedeutung der Messtechnik
2 Grundbegriffe und Normen
3 Charakterisierung von Messsignalen und Messeinrichtungen
4 Messfehler
Anwendungsbeispiele und Bedeutung der Messtechnik
1 Anwendungsbeispiele in Geräten des täglichen Gebrauchs
2 Anwendungsbeispiele im Fahrzeugbau
3 Anwendungsbeispiele im Maschinenbau
4 Anwendungsbeispiele im Versuch und in der Produktentwicklung
5 Bedeutung und Trends der Messtechnik
Grundbegriffe und Normen
1 Grundbegriffe
2 Standards
3 Normen
Charakterisierung von Messsignalen und Messeinrichtungen
1 Klassifizierung von Messsignalen
2 Wandlung von Messsignalen und Messkette
3 Modulation von Trägersignalen
4 Grundfunktion und statische Kenngrößen von Messeinrichtungen
5 Fehlertypen bezogen auf Kennlinien
6 Dynamische Kenngrößen von Messeinrichtungen
Messfehler
1 Fehlerquellen
2 Absolute und relative Fehler
3 Fehlerarten
4 Statistische Grundlagen
5 Fehlerfortpflanzung
6 Messunsicherheit von Messeinrichtungen
1.1. Anwendungsbespiele im täglichen Gebrauch
Messtechnik ist allgegenwärtig. Uhren Maßbänder etc.
Messtechnik entwickelt sich weiter Quecksilberthermometer werden durch elektrische ersetzt
1.2 Anwendungsbeispiele im Fahrzeugbau
Im Fahrzeug befinden sich viele Anzeigen(Geschwindigkeit, Tank, etc.). Die Messung findet allerdings an anderer Stelle mit Hilfe von Sensoren statt.
Fahrzeugbau ist aufgrund der hohen Stückzahlen Technologieführer in Sachen Sensorik.
Ein Beispiel dafür ist die Miniaturisierung durch mikromechanische Sensiren für die Druck oder Beschleunigungsmessung
Was sind mikromechanische Sensoren?
Sensorelement in der Größenordnung von Mikrometern
Was sind Sensorsysteme?
Sensorsysteme bestehen aus Messelementen und Rechnereinheiten.
Ein gängiges Beispiel ist die Abstandsregelung bei Fahrzeugen. Ein Messelement erfasst Daten über das vorrausfahrende Fahrzeug (Abstand, Geschwindigkeit) und die Auswerteelektronik(Rechner) veranlasst die Regelung des Abstandes
1.3 Anwendungsbeispiele im Maschinenbau
Im Maschinenbau spielt die Messtechnik eine Schlüsselrolle. Messeinrichtungen sind entscheidend für erreichbare Genauigkeit und Qualität der Produktion(Fertigungsmesstechnik).
Toleranzprüfung, Rissprüfung etc.
Vernetzung von Sensoren und Steuerung
1.4 Anwendungsbeispiele im Versuch und in der Produkentwicklung
In direktem Kontakt zur Messtechnik steht der Ingenieur während der Produktentwicklung, um Materialbelastung und Ähnliches messe zu können.
Eine immer wichtigere dabei spielt die IT.
Rechnersysteme werden zum Erfassen, Auswerten, Speichern und Darstellen von Messwerten genutzt.
1.5 Bedeutung und Trends der Messtechnik
Trend geht Richtung:
mehr Größen, bessere Genauigkeit, kleinere kostengünstigere intelligentere Sensoren
Automatisierung ist der Treiber dieser Entwicklung
Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik sind Vorraussetzung dafür
Messtechnik ist daher eine Schlüsseltechnik für zukünftige Produkte
2.1 Grundbegriffe
1 Messen, Messung, Messgröße
2 Messobjekt
3 Messgerät, Messvorrichtung, Messeinrichtung, Messaufbau, Messsystem
4 Messgrößenaufnahme Mess(wert)aufnehmer, Sensor
5 Messprinzip
6 Messmethode, Messverfahren
7 Messsignal
8 Messwert
9 Messreihe
10 (Mess)auflösung
11 Messabweichung, Messfehler
12 Messunsicherheit, (Messgenauigkeit)
13 (Vollständiges) Messergebnis
14 Messbereich
Messen
Messen ist das Ausführen von geplanten Tätigkeiten zum quantitativen Vergleich der Messgröße mit einer Maßeinheit.
Die Messgröße ist die physikalische Größe, die gemessen werden soll.
Messobjekt
Das Messobjekt ist der Gegenstand(das Objekt), an dem gemessen oder der vermessen werden soll.
Messgerät
Ein Messgerät ist ein Gerät, welches allein oder zusammen mit anderen Einrichtungen für die Messung dient.
Messprinzip
Das Messprinzip ist das physikalische Prinip, mit dem eine Messgröße erfasst und meist in ein elektirsches Signal umgewandelt wird.
Messmethode, Messverfahren
Die Messmethode beschreibt die Vorgehensweise bei einer Messung, unabhängig vom Messprinzip.
Das Messverafhren beschreibt die komplette Vorgehensweise bei einer Messung unter Einschluss des Messprinzips.
Messsignal
Das Messsignal ist eine von einer physikalischen(meist elektronischen) Größe getragene Zeitfunktion, deren Informationsparameter der Messgröße eindeutig zugeordnet ist. Das Messsignal ist wie die Messgröße meist zeitlich veränderlich.
Messwert
Der Messwert ist der konkrete Wert der Messgröe, der angezeigt und abgeleseb oder abgespeichert wird. Der Messwert ist ein Produkt aus Zahlenwert und Maßeinheit.
Messreihe
Eine Messreihe sind mehrere Messungen hintereinander unter gleichen Bedingungen.
(Mess)auflösung
Die (Mess)auflösung ist die kleinste unterscheidbare Änderung der MEssgröße, die ein Messgerät oder Sensor azeigt oder ausgibt.
Messabweichung, Messfehler
Die Messabweichung bzw. der Messfehler ist die Abweichung des Messwerts vom "wahren Wert" beziehungsweise Schätzwert.
Messunsicherheit, (Messungenauigkeit)
Die Messunsicherheit ist ein Kennwert für eine Messeinrichtung oder eine Messung, der aus Messungen gewonnen wird und zusammen mit dem Messergebnis den erwarteten Wertebereich für den "wahren Wert" der Messgröße angibt.
(Vollständiges) Messergebnis
Das Messergebnis ist der aus Messungen und eventuellen theoretischen Überlegungen gewonnene Schätwert für den "wahren Wert" der Messgröße.
Das vollständige Messergebnis ist das (End)ergebnis einer Messung nach der Auswertung, z.B. nach Bildung des Schätzwertes und Ermittlung der Messunsicherheit.
Vollständiges Messergebnis=Messergebnis+/-Messunsicherheit (bei definiertem Vertrauensniveau(1-alpha), meist 95%).
Messbereich
Der Messbereich eines Messgeräts oder Sensors ist der Bereich der Messwerte, in dem die Messabweichungen innerhalb definierter Grenzen bleiben.
2.2.1 Standards
SI-Einheiten-System, für Deutschland PTB in Braunschweig
kalibrieren=Messunsicherheit überprüfen bzw. einzustellen
Eichen= wenn kalibrieren durch offizielle Stelle erfolgt.
2.2.2 Normen
DIN 1319Teil 1-4
siehe auch firmeninteren Normen etc.
