Messtechnik

Grundbegriffe

• Messgröße

  Die Messgröße ist die physikalische Größe, die durch eine Messung erfasst werden soll.

• Anzeigebereich

  Der Anzeigebereich ist der Bereich der Messwerte, der am Instrument ablesbar ist.

• Unterdrückungsbereich

  Der Unterdrückungsbereich ist der Bereich von Messwerten außerhalb des Anzeigebereichs.

• Messbereich

  Der Messbereich ist der Teil des Anzeigebereichs, für den die Spezifikationen des Gerätes gelten, häufig gleich Anzeigebereich.

• Messprinzip

  Das Messprinzip ist das Phänomen, welches der Messung zugrunde liegt.

• Messverfahren

  Das Messverfahren ist die Funktionsweise der Messeinrichtung.

• Empfindlichkeit

  Eingang oder Ausgang, analog: Zeigerweg auf Skala je Einheit der Messgröße, digital: Anzahl der Ziffernschritte je Einheit der Messgröße

• Umkehrspanne

  Die Umkehrspanne ist die Differenz beim Wechsel der Messrichtung.

• Ansprechschwelle

  Ansprechschwelle ist der erforderlicher Wert, der Änderung der Anzeige hervorruft.

• Justieren, Abgleichen

  Justieren, Abgleichen ist das Einstellen, um Fehler zu minimieren.

• Kalibrieren

  Kalibrieren ist das Feststellen eines Zusammenhangs zwischen Eingangsgröße und Ausgangsgröße.

• Eichen

  Eichen ist das Amtliche Prüfen des Messgerätes, Anpassen an Norm.

• Messkette

  Funktionselemente der Messeinrichtung, die nacheinander vom Signal durchlaufen werden

• Messfühler

  Im Messraum angeordnet, entnimmt die Messgröße und liefert diese weiter

• Messumformer

  Wandelt Signal in eine andere physikalische Größe um.

• Sensor

  kein strenger Begriff, Teil der Messkette oder auch gesamte Messkette

Messsystem

Durchführung einer Messung

Durch das Zuschalten des Messgerätes findet eine Veränderung der Messgröße statt. Dieser Effekt muss durch geeignete Geräte und Messverfahren klein gehalten werden.

Elektrische Messtechnik

Diagramm der elektrischen Messtechnik.

Auflösung

Definition

Die Auflösung ist der kleinste detektierbarer Unterschied.

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Weitere Auflösungen:

• Dynamik, -umfang

  Quotient aus möglichem Maximum und Minimum des ausgegebenen Messwertes.

• Zeitliche Auflösung

  Dauer des Messvorgangs zur Bestimmung eines Messwertes entspricht nicht der „Abtastrate".

• Räumliche Auflösung

  Größe der Linie, Fläche oder des Volumens aus dem ein Messwert ermittelt wird.

• Digitale Auflösung

  Diskretisierung des Signals in $2^n$ ganzzahlige Inkremente $[bit]$.

• Reale Auflösung

  Dynamik unter Einbeziehung des Signalrauschens

Kennlinie

1. Arbeitsbereiche

   Abschnitte der Kennlinie mit charackteristischem nutzbaren Verlauf sind streng monoton, linear, logarithmisch,...

2. Empfindlichkeit

   Durch Änderung der Eingangsgröße hervorgerufene Änderung der Ausgangsgröße.

   $$ Steigung: \frac{\Delta X_a}{\Delta X_e} $$

3. Lineraität

   Maß für die Proportionalität zwischen Eingangsgröße und Ausgangsgröße.

Linearisierung von nichtlinearen Kennlinien

Hat man eine nichtlineare Kennlinie und möchte diese linearisieren so muss eine Taylorreihenentwicklung vorgenommen werden, wobei Terme höherer Ordnung vernachlässigbar sind wenn die Differenzen der zu messenden Punkte ausreichend klein sind.

Akkuratheit und Präzision