Messeinrichtung

Zusammenfassung

In diesem Kapitel werden die Aufgabe und die dazu erforderliche technische Umsetzung einer Messeinrichtung diskutiert. Moderne Messtechnik wird typischerweise mit elektronischen und dabei vorzugsweise digital arbeitenden Messeinrichtungen umgesetzt. Deshalb erfolgt die Diskussion von Aufgaben und Eigenschaften von Messeinrichtungen vorrangig anhand elektronischer. Über physikalische Analogien können daraus aber auch Schlussfolgerungen auf z. B. mechanische und hydraulische Messeinrichtungen geschlossen werden.

Eine Messeinrichtung soll eine betrachtete physikalische Größe, die Messgröße, in einen interpretierbaren Messwert transformieren. Somit kann jede Messeinrichtung als Übertragungseinrichtung aufgefasst werden, an die je nach Eigenschaften der Messgröße unterschiedlichste Anforderungen bezüglich der statischen und dynamischen Kenngrößen gestellt werden.

Die Untersuchung, Bewertung und letztlich die Schlussfolgerungen für die Einsatzmöglichkeiten und ‐grenzen einer Messeinrichtung sind deshalb nur über die Kenntnis ihrer relevanten Eigenschaften möglich.

Entsprechend der praxisrelevanten Bedeutung wird insbesondere auch das Zeitverhalten von realen Messeinrichtungen behandelt.

Glossar

Amplitudengang

Das Verhältnis von Ein‐ zu Ausgangssignal einer Übertragungseinrichtung in Abhängigkeit von der Frequenz.

Anstiegszeit

Eine Signalkenngröße, die angibt in welcher Zeit ein Signal von 10 % des Maximalwertes auf 90 % des Maximalwertes ansteigt.

Empfindlichkeit

Das Verhältnis von Änderung der Ausgangsgröße zu der sie verursachenden Änderung der Eingangsgröße wird als Empfindlichkeit bezeichnet.

Kenngröße, dynamische

Kenngrößen, die das zeitabhängige Übertragungsverhalten beschreiben.

Kenngröße, statische

Kenngrößen, die im eingeschwungenen Zustand einer Übertragungseinrichtung wirksam sind.

Phasengang

Die Differenz in der Phasenlage zwischen Ein‐ und Ausgangssignal einer Übertragungseinrichtung in Abhängigkeit von der Frequenz.

Spannungsquelle, ideale

Ein aktiver Zweipol, der unabhängig von der äußeren Belastung eine konstante Spannung liefern kann, d. h. sein Innenwiderstand muss gegen 0 streben.

Testfunktion

Möglichst einfache Zeitfunktion, aus deren Veränderung beim Passieren einer Übertragungseinrichtung Rückschlüsse auf deren Verhalten gezogen werden können.

Tiefpass

Ein Übertragungssystem bei dem mit zunehmender Frequenz des Eingangssignals das resultierende Ausgangssignal kleiner wird.

Übertragungsfaktor

Er berechnet sich aus dem Quotienten von Ausgangsgröße zu Eingangsgröße eines Übertragungssystems.

Verzögerungsverhalten

Die durch eine Übertragungseinrichtung zu verantwortende zeitliche Verzögerung zwischen Ein‐ und Ausgangssignal charakterisiert das Verzögerungsverhalten.

Zeitkonstante

Dynamische Systeme werden durch eine oder mehrere Zeitkonstante charakterisiert. Wobei mit der Zeitkonstante exponentiell ansteigende bzw. abfallende Prozesse beschrieben werden können. Die Maßeinheit der Zeitkonstante ist Sekunde s.