Fritz-Haber-Institut

Elektroniklabor

Kurse >> Elektronische Messtechnik >> Das Buch zum Kurs


Elektronische Messtechnik

Georg Heyne

Eine Einführung für angehende Wissenschaftler

© 1999 Oldenbourg Wissenschaftsverlag GmbH, ISBN 3-486-24976-2


INHALTSVERZEICHNIS
Grafik: Titelblatt Buch Elektronische Messtechnik.
Vorwort
1. Einleitung
2. Grundlagen

2.1 Einleitung
2.2 Rauschen
2.2.1 Thermisches Rauschen (Johnson noise)
2.2.2 1/f - Rauschen (flicker noise)
2.3 Meßstrecke
2.3.1 Quelle
2.3.2 Strecke
2.3.3 Senke
2.4 Spannungsquelle
2.4.1 Spannungsteiler
2.5 Stromquelle

3. Spezifikationen

3.1 Einleitung
3.2 Auflösung
3.3 Genauigkeit
3.3.1 Absolute Genauigkeit
3.3.2 Relative Genauigkeit
3.4 Empfindlichkeit
3.5 Stabilität
3.6 Bandbreite
3.7 Einschwingzeit

4. Messleitung

4.1 Wellenwiderstand
4.2 Reflexionen - abgeschlossene Leitung
4.3 Leitungsarten
4.3.1 Doppelleitung
4.3.1.1 Geschirmte Doppelleitung
4.3.2 Koaxialleitung
4.3.3 Triaxleitung
4.3.4 Spezialleitungen
4.3.4.1 Hochspannungsleitung
4.3.4.2 Flachbandleitung
4.3.4.3 Thermoausgleichsleitung
4.3.4.4 Videoleitung
4.3.4.5 Strommeßleitung
4.3.4.6 Wärmebeständige Leitungen

5. Messwertverarbeitung

5.1 Sensoren
5.1.1 Passive Sensoren
5.1.2 Aktive Sensoren
5.2 Vorverstärker
5.3 Übertragungsstrecke
5.4 Datenempfänger

6. Temperaturmessung

6.1 Einleitung
6.2 Widerstandsthermometer
6.2.0.1 Bauformen
6.2.0.2 Meßaufbau
6.2.1 Thermistoren
6.3 Halbleitertemperaturfühler
6.4 Thermoelemente
6.4.1 Einleitung
6.4.2 Toleranzen
6.4.3 Linearität
6.4.4 Alterung der Thermoelemente
6.4.5 Meßaufbau
6.4.6 Vergleichsstelle

7. Temperaturregler

7.1 Einleitung
7.2 Steuerung
7.3 Regelung
7.4 Regler
7.4.1 Unstetige Regler
7.4.1.1 Leistungsdimensionierung
7.4.2 Stetige Regler
7.4.2.1 Regelstrecke
7.4.2.2 Sprungantwort einer Regelstrecke
7.4.2.3 P-Regler
7.4.2.4 PT1-Regler
7.4.2.5 PT2-Regler
7.4.2.6 I-Regler
7.4.2.7 D-Regler
7.4.2.8 DT1-Glied
7.4.2.9 Totzeitglied

8. Verstärker

8.1 Einleitung
8.2 Operationsverstärker
8.2.1 Einleitung
8.2.2 Gegenkopplung
8.2.3 Reale Operationsverstärker
8.3 Grundschaltungen des OPs
8.3.1 Einleitung
8.3.2 Invertierender Verstärker
8.3.3 Nicht invertierender Verstärker
8.4 Frequenzgang des Operationsverstärkers
8.4.1 Phasenverschiebung
8.4.2 Frequenzkompensation
8.4.2.1 Kapazitive Belastung des Operationsverstärkers
8.4.3 Stromversorgung
8.4.4 Power supply rejection ratio (PSRR)
8.4.5 Common mode rejection (CMMR)
8.4.6 Eingangsoffsetspannung
8.4.7 Eingangsoffsetspannungsdrift
8.4.8 Open loop gain (Av0)
8.4.9 Eingangsruhestrom
8.4.10 Eingangswiderstand
8.5 Aufbau des Operationsverstärkers
8.6 OP-Übersicht
8.6.1 Bauform
8.7 Spezialschaltungen
8.7.1 Differenzverstärker
8.7.2 Instrumentenverstärker
8.8 Analoge Rechenschaltungen
8.8.1 Addierschaltung
8.8.1.1 Offsetschaltung
8.8.2 Subtrahierschaltung
8.8.3 Integrator
8.8.3.1 Frequenzgang des Integrators

9. Digitale Messsysteme

9.1 Einleitung
9.2 Vergleich von analoger und digitaler Messung
9.3 Analog-Digital-Wandler
9.3.1 ADC-Quantisierung
9.3.2 Fehler der Analog-Digital-Wandler
9.3.3 Offsetfehler
9.3.4 Verstärkungsfehler
9.3.5 Nichtlinearitäten
9.3.6 Aperturzeit
9.3.7 Aperturjitter
9.3.8 Abtasttheorie
9.3.9 Wandelverfahren
9.3.10 Rampenverfahren (dual slope)
9.3.11 Wägeverfahren (sukzessive Approximation)
9.3.12 flash converter
9.4 Digital-Analog-Wandler
9.4.1 Parallelverfahren
9.4.2 DAC mit gewichteten Strömen
9.4.3 Glitchpulse
9.4.4 Deglitcher
9.4.5 Abgleich und Anpassung von DACs
9.5 Sample/Hold-Verstärker
9.6 Codierung der ADC- und DAC-Bausteine
9.6.1 BCD Code
9.6.2 Offset-binary-Codierung
9.6.3 Zweierkomplement-Code
9.7 Probleme beim Meßaufbau mit ADCs und DACs
9.7.1 Entkopplung von der Rechnermasse

10. Störprobleme

10.1 Einleitung
10.2 Störungen innerhalb der Schaltung
10.3 Gehäuse
10.4 Masseführung
10.5 Sternförmiger Aufbau
10.6 Trennverstärker

11. Sicherheit
11.1 Sicherheitsmaßnahmen im Labor
11.2 Fehlerstromschutzschalter (FI)
11.3 Schutztrennung
12. Anhang

12.1 Leitungsquerschnitte
12.2 Spannungspegel
12.3 Widerstandswerte und -Codierung
12.3.1 Tabelle der Farbcodierung von Widerständen
12.4 Tabelle für Thermoelement Typ K (Ni/NiCr)
12.5 Adressen
12.6 Hersteller elektromechanischer Komponenten
12.7 Distributoren
12.8 Literaturverzeichnis
12.9 Weiterführende Literatur

Index
Adresse: Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Faradayweg 4-6, 14195 Berlin, Germany
Elektroniklabor - Laborleiter Georg Heyne
Tel: +49 30 8413 3307, Fax: +49 30 8413 3301, E-Mail: ELAB@fhi-berlin.mpg.de