Einführung in die elektrische Messtechnik: Grundlagen, Messverfahren, Anwendungen (German Edition)

Dieses Lehrbuch vermittelt die Grundlagen und Verfahrensweisen der elektrischen Messtechnik zusammen mit ihrer praxisorientierten Anwendung. Nach einer Einführung in messtechnische Begriffe und grundlegende Beschreibungen elektrischer Messgeräte werden die Messprinzipien sowie die analogen und digitalen Verfahren zur Messung der wichtigsten elektrischen Größen erläutert. Schwerpunkte sind die Möglichkeiten und Einsatzbereiche, aktueller Messsysteme sowie deren spezifischen Besonderheiten. Das Buch deckt die wesentlichen Inhalte einer Vorlesung über die elektrische Messtechnik ab, wie sie Studierende der Elektrotechnik hören. Die vierte Auflage ist aktualisiert, in einigen Kapiteln ergänzt und um weitere Aufgaben mit Lösungen erweitert. Vorwort zur 4. Auflage 5 Vorwort zur 3. Auflage 6 Vorwort zur 1. Auflage 7 Inhaltsverzeichnis 9 1 Allgemeine Grundlagen 13 1.1 Aufgaben der Messtechnik 13 1.2 Normen und Begriffe 14 1.3 Einheiten und Normale 19 2 Messabweichung und Messunsicherheit 30 2.1 Arten von Messabweichungen 30 2.2 Systematische Messabweichungen 32 2.3 Zufällige Messabweichungen 35 2.4 Messunsicherheit und vollständiges Messergebnis 44 2.5 Aufgaben zur Toleranz, Messunsicherheit und Fehlerfortpflanzung 47 3 Eigenschaften elektrischer Messgeräte 49 3.1 Statisches Verhalten 50 3.2 Dynamisches Verhalten 52 3.3 Angaben zur Genauigkeit elektrischer Messgeräte 66 3.4 Aufgaben zu statischen und dynamischen Eigenschaften von Messgeräten 70 4 Elektromechanische und digitale Messgeräte 73 4.1 Elektromechanische Messgeräte 73 4.2 Digitale Messgeräte 83 5 Messung von Strom und Spannung 88 5.1 Gleichstrom- und Gleichspannungsmessung 88 5.2 Wechselstrom- und Wechselspannungsmessung 101 5.3 Multimeter 118 5.4 Aufgaben zu Strom- und Spannungsmessung 120 6 Messung von ohmschen Widerständen und Impedanzmessung 123 6.1 Ohmsche Widerstandsmessung 123 6.2 Impedanzmessung 140 6.3 Aufgaben zur Widerstands- und Impedanzmessung 159 7 Leistungs- und Energiemessung 162 7.1 Leistungsbegriffe und Dreiphasensystem 162 7.2 Elektrodynamischer Leistungsmesser 167 7.3 Digitale Leistungsmesser 177 7.4 Elektronische Leistungsmesser 182 7.5 Messung der elektrischen Energie 186 7.6 Aufgaben zur Leistungsmessung 192 8 Oszilloskope 195 8.1 Analoges Elektronenstrahloszilloskop 195 8.2 Digitaloszilloskop 204 8.3 Messanwendungen 211 8.4 Tastköpfe 214 9 Zeit- und Frequenzmessung 225 9.1 Gatter, Speicher und Zähler 226 9.2 Digitale Zeitmessung 236 9.3 Digitale Frequenzmessung 241 9.4 Universalzähler 247 9.5 Analoge Zeit- und Frequenzmessung 248 9.6 Aufgaben zur Zeit- und Frequenzmessung 250 10 Spektrumanalyse 252 10.1 Grundlagen der Spektrumanalyse 252 10.2 Selektive Signalmessung 259 10.3 Eigenschaften von Spektrumanalysatoren 265 10.4 Netzwerkanalyse 269 10.5 FFT-Analysatoren 271 10.6 Aufgaben zur Spektrumanalyse 278 11 Lösungen zu den Aufgaben 280 11.1 Aufgaben zur Toleranz, Messunsicherheit und Fehlerfortpflanzung 280 11.2 Aufgaben zu statischen und dynamischen Eigenschaften von Messgeräten 281 11.3 Aufgaben zu Strom- und Spannungsmessung 283 11.4 Aufgaben zur Widerstands- und Impedanzmessung 285 11.5 Aufgaben zur Leistungsmessung 288 11.6 Aufgaben zur Zeit- und Frequenzmessung 290 11.7 Aufgaben zur Spektrumanalyse 291 Literatur 295 Sachverzeichnis 298 Dieses Lehrbuch vermittelt die Grundlagen und Verfahrensweisen der elektrischen Messtechnik zusammen mit ihrer praxisorientierten Anwendung. Nach einer Einführung in messtechnische Begriffe und grundlegende Beschreibungen elektrischer Messgeräte werden die Messprinzipien sowie die analogen und digitalen Verfahren zur Messung der wichtigsten elektrischen Größen erläutert. Schwerpunkte sind die Möglichkeiten und Einsatzbereiche, aktueller Messsysteme sowie deren spezifischen Besonderheiten. Das Buch deckt die wesentlichen Inhalte einer Vorlesung über die elektrische Messtechnik ab, wie sie Studierende der Elektrotechnik hören. Die vierte Auflage ist aktualisiert, in einigen Kapiteln ergänzt und um weitere Aufgaben mit Lösungen erweitert. Der Inhalt - Allgemeine Grundlagen - Messabweichung und Messunsicherheit - Eigenschaften elektrischer Messgeräte - Elektromechanische und digitale Messgeräte - Messung von Strom und Spannung - Messung von ohmschen Widerständen und Impedanzmessung - Leistungs- und Energiemessung - Oszilloskope - Zeit- und Frequenzmessung - Spektrumanalyse Die Zielgruppen Studierende der Elektrotechnik Der Autor Prof. Dr.-Ing. Thomas Mühl lehrt Elektrische Messtechnik und Prozessdatenverarbeitung an der FH Aachen Dieses Lehrbuch vermittelt die Grundlagen und Verfahrensweisen der elektrischen Messtechnik zusammen mit ihrer praxisorientierten Anwendung. Nach einer Einführung in grundlegende Begriffe und einer allgemeinen Beschreibung der Eigenschaften elektrischer Messgeräte werden die Messprinzipien und Verfahren zur Messung der wichtigsten elektrischen Größen erläutert. Anwendungsorientiert nach den Messgrößen strukturiert werden zu den beschriebenen analogen und digitalen Verfahren die spezifischen Besonderheiten, Möglichkeiten und Einsatzbereiche der aktuellen Messgeräte vorgestellt. Das Buch deckt die wesentlichen Inhalte einer Vorlesung über die Grundlagen der elektrischen Messtechnik ab, wie sie Studierende der Elektrotechnik sowie der natur- und ingenieurwissenschaftlichen Fächer im Grundstudium hören. Die 4. Auflage .... Front Matter....Pages I-XIV Allgemeine Grundlagen....Pages 1-17 Messabweichung und Messunsicherheit....Pages 19-37 Eigenschaften elektrischer Messgeräte....Pages 39-62 Elektromechanische und digitale Messgeräte....Pages 63-77 Messung von Strom und Spannung....Pages 79-113 Messung von ohmschen Widerständen und Impedanzmessung....Pages 115-153 Leistungs- und Energiemessung....Pages 155-187 Oszilloskope....Pages 189-218 Zeit- und Frequenzmessung....Pages 219-245 Spektrumanalyse....Pages 247-274 Lösungen zu den Aufgaben....Pages 275-289 Back Matter....Pages 291-300