MT

Periodisches Signal ist darstellbar als Summe von sin/cos Funktionen

                       Sin kann durch Phasenverschiebung in Cos umgewandelt werden

                       3 Variablen  

a_n,b_n    Höhe der Sin-Schwingung

n         Laufvariable

  ρ       Phasenverschiebung

           Unterschied zu Papula: Summe anstatt Intervall

In der Digitaltechnik kann man nur in diskreten Zeitabständen messen, z.B. alle 100µs

Shannon-Theorem (Nyquist-Shannon-Theorem)

Höchste Frequenz kann zwar richtig ermittelt werden, allerdings kann

            die Signalform nicht bestimmt werden

5*f_max

Hohe Datenmengen,

Rechenzeit/Kapazität ist teuer,

Regelungen müssen schnell erfolgen,

häufig ist eine höhere Rechenkapazität nicht möglich (kleine Steuergeräte usw.)

Güte (Amplituden und Phasentreue)

           Steilflankigkeit

Um das Übertragungsverhalten von Sensoren zu untersuchen

Chirp, Weißes und Rosa Rauschen

Spektralverteilung mit konstanter Leistung pro Bandbreiteneinheit,

           angegeben in Hz
           20Hz Bereich enthält somit immer gleiche Rauschleistung

           theoretisch von 0 bis unendlich Hz

           Praxis: Bandbegrenztes weißes Rauschen

1/f-Rauschen: Intensität nimmt mit steigender Frequenz ab

           Verdoppelung der Frequenz à Halbierung der Rauschleistungsdichte

           Leistungsdichte nimmt um 3dB/Oktave ab

•            logarithmische Leistungsverteilung

           Name kommt von der Analogie zum Licht,

           weißes Rauschen: alle Frequenzen gleich stark vorhanden

           rosa Rauschen: Filterung / Abschwächung der hohen Frequenzen

Den Amplitudengang

Frequenz f, Druck p

Die Sensorausgangsgröße bei einer normierten Sensoreingangsgröße

                       Von bestimmter Frequenz.

Erste Komponente einer Messeinrichtung & Kopplungsglied zwischen

Physikalischen Prozess

            Sonde

            Geber

            Sensor

            Messwandler (transducer)

Aktive und passive Aufnehmer

Aktive Aufnehmer stellen selbst das Signal her, keine Hilfsenergie nötig

Passive Aufnehmer wandeln Hilfsenergie um --> Stromversorgung nötig

Elektronisches Datenblatt im Aufnehmer

(Transducer Electronic Data Sheet)

Ermöglicht das automatische Einstellen des Messverstärkers

Ein Messverstärker der TEDS unterstützt mit Schnittstellen und

Datenformat gemäß dem Standard IEEE 1451.4

Der relative Fehler ist Dimensionslos und qualifiziert die Messung 

e= E/XB = (Xm-X)/XB 

E= falscher Wert - wahrer Wert

X_B kann X_M (Messwert) oder X_MB (Messbereich) sein

Definition der Messgröße

Existenz eines Zahlensystems

Festlegung der Einheit

Students-t-Faktor (t: trust) wird oft fälschlicherweise =1 gesetzt, Je nach gewünschtem Vertrauensniveau und Stichprobenumfang muss der t-Faktor aber einer Tabelle entnommen werden

um ein Bauteil zu quantifizieren (um einen Messwert zu erhalten)

Maßkontrolle

Regelung eines Gerätes (z.B. Temperaturregler) vornehmen

Leistungsbewertung (Leistungsnachweis, Garantienachweis)

Betriebsüberwachung und -regelung (Robotik, Sicherheit, Umweltschutz)

Forschung und Entwicklung (Nachweis einer techn. Idee)

Bestimmung von Natur und Materialkonstanten

1948 als internationaler Standard anerkannt,

seit 1970 in Deutschland gesetzlich verbindlich

• 1/f Rauschen
• Weißes Rauschen
• Netzinterferenzen
• Mechanische Vibrationen
• Temperaturdrift
• Radarpulsfolgen
• Schaltnetzteile
• Rundsteuerungen der Elektrizitätswerke
• Thyristorschalter
• Radiowellen
• TV
• Mobiltelefone

DIN 1301: Einheiten

DIN 1319: Grundbegriffe der Messtechnik

Zahlenwert x Einheit

Trägerfrequenzverfahren verwenden, Leitungen Schirmen, Tiefpassfilter

Daten, die für die Einstellung des Messverstärkers zwingend erforderlich sind:
-physikalische Einheit der Messgröße und deren Bereich

-Einheit des elektrischen Ausgangssingals (z.B. mV/V bei Brückenaufnehmern)

-lineare Kennlinie als Beziehung zw. Messgröße und elektr. Signal

-ggf. erforderliche elektrische Versorgung des Aufnehmers

Zusatzinfos:

-Hersteller, Typ, Seriennr...

-Kalibrierdatum, Rakalibrierfrist

„wahrer“ Wert meist nicht bekannt, der Wert liegt mit einer Wahrscheinlichkeit von (1-σ) um den Erwartungswert herum (wenn der systematische Fehler bereits korrigiert wurde)

Sie ist mehr oder weniger gekrümmt

Messeinritung = Messkette

Messgrößenerfassung - Messgrößenumformung mit Verstärker - Messwertverarbeitung - Messwertausgabe

Linearer Zusammenhang zwischen der interessierenden nichtelektrischen und der erfassten elektrischen Größe ist zweckmäßig für Anzeige und Weiterverarbeitung

Die Bezugsgrößen sind entweder Messwert oder Messbereich, je nachdem ob die Messung oder das Messgerät qualifiziert wird

4π sr [Steradiant]=Vollkugel

• Der Teil einer Vollkugel

durch Vor- und/oder Parallelwiderstände

-> Nachteil: Verlust an Empfindlichkeit (Kennlinie flacher als die des Aufnehmerwiderstands)

Spannungssignal -z.b. 0.10 V, selten verwendet, Problem: Versorgungsspannungsschwankungen

Ratiometrisch: war Standard, Ausgabe der physikalischen Größe in % der Versorgungsspannung, genauere Messung

Stromschnittstelle 4-20mA : Störungsempfindlich, Kabelbruch kann identifiziert werden
 

°C, °F, K