V08 Messtechnik Flashcards
Was wird unter dem Begriff Messen verstanden ?
• Messen heißt vergleichen
• Direktes Messen: Die zu messende Größe wird vom Messgerät direkt aufgenommen (z.B.Längenmessung mit Lineal)
• Indirektes Messen: Die zu messende Größe wird über eine Hilfsgröße bestimmt -> Mathematischer Zusammenhang (z.B. Quecksilberstand im Thermometer ->Temperatur)
• Analoge Messung: Erfassung und Weiterleitung der Signale erfolgt analog -> Signalparameter kann jeden Bereich annehmen
• Digitale Messung: Signale werden Digital umgewandelt
->zeitliche Diskretisierung. Signalparameter können nur definierte Werte annehmen
Was wird unter dem Begriff Messfehler verstanden?
-Systematische Fehler: (feststellbare) einseitige Abweichung eines
Messwertes z.B. fehlende Kalibrierung, Eigenerwärmung,…
-Statistische Fehler: Abweichungen von Messwerten vom Mittelwert z.B. durch Ablesegenauigkeit oder Umgebungseinflüsse
-Statistische Fehler sind nie gleich Null
Was wird unter einer Messbereich Auflösung verstanden?
Beschreibt die Fähigkeit eines Messgeräts
zwischen 2 verschiedenen Messwerten einen Unterschied zu erkennen
=> ist nicht gleich der Genauigkeit
Was wird unter Messgenauigkeit verstanden?
Abweichung der Anzeige von der tatsächlichen
Messgröße
Wie erhält man Informationen über die Energieverbräuche in einem Unternehmen ?
-Messungen von Stoff- und Energieströmen:
• Temperaturmessung
Erläutern sie die Funktionsweise eines Widerstandsthermometer (Temperaturmessung) ?
• Temperaturabhängigkeit des Widerstandes eines Leiters/Halbleiters
• Über Änderung des Widerstandes zur Referenz (z.B. bei einem Pt-100; R(0°C)=100Ω) lässt sich die Temperatur bestimmen
• Bevorzugter Einsatz von Nickel- und Platinwiderständen
• Es gibt PTCs (positive temperature coefficient) und NTCs
negative temperature coefficient) (steigender bzw. fallender
Widerstand bei steigender Temperatur)
Nennen sie die Einstzgebiete bei denen ein Temperaturmessung mit dem Widerstandsthermometer eingesetzt wird.
Breite Einsatzmöglichkeiten; großer Temperaturbereich (max. -200°C bis 600°C)
Welche Messhehler und Messgenauigkeit besitzt die Widerstandsthermometer ?
• Messfehler durch Messstrom der den Widerstand erwärmen kann
• Messfehler durch Leitungswiderstand bei 2-Leiter-Messung (kann durch 3 bzw. 4-Leiter-Messung verringert bzw. vermieden werden)
• Es gibt verschiedene Genauigkeitsklassen
Beste Klasse AA: T= ± 0,1°C+0,0017*|T| °C
Welche Vorteile bringt ein Widerstandsthermometer mit sich ?
- Hoher Temperaturbereich
- Hohe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit
- Vibrationsfest, Langzeitstabil und Robust
- Geringe Anschaffungskosten je nach Art <100€
Erläutern sie die Funktionsweise eines Thermoelementes?
• Seebeck Effekt: Durch ein Temperaturgefälle
auftretende Thermospannung bei zwei elektrischen Leitern aus verschiedenem Material
• Spannung steigt mit steigender Temperatur
• Gängige Paarungen: NiCr-Ni, Cu-CuNi, Pt-PtRh
Welche Einsatzgebiete hat ein Thermoelement?
Breite Einsatzmöglichkeiten; großer Temperaturbereich (max. -250°C-1300°C)
Welche Messfehler und welche Messungenauigkeiten weisen Thermoelemente auf?
• Es gibt verschiedene Genauigkeitsklassen
typische Abweichungen im Bereich ±1°C bis ± 2,5°C
• Messfehler durch nichtlinearen Verlauf der Kennlinie
• Durch eine Kalibrierung kann eine deutlich erhöhte Genauigkeit in einem vordefinierten Temperaturbereich erreicht werden
Welche Vorteile weisen Thermoelemente auf?
- Hoher Temperaturbereich
- Schnelle Ansprechzeiten, kleine Bauformen
- Erschütterungsfest, Langzeitstabil und Robust
- Sehr geringe Anschaffungskosten je nach Art <50€
Allgemeine Informationen Druckmessung
-Für Druckmessung gibt es keinen universellen Sensortyp
- Jedes Verfahren eignet sich für bestimmte Anwendungsfälle
- Mögliche Kriterien sind
• Messbereich
• Genauigkeit
• Temperaturbereich,…
- Unterscheidung der Druckmessung in 3 Typen:
• Differenzdruck: Druckmessung zwischen zwei Drücken
• Absolutdruck: Druckmessung gegenüber Vakuum
• Relativdruck: Druckmessung gegenüber Atmosphärendruck
- Kosten für Sensoren weisen eine größere Abhängigkeit von der
gewünschten Genauigkeit als vom Messprinzip auf
Erläutern sie die Funktionsweise eines Dehnungsmessstreifen (DMS/Druckmessung)
• DMS (englisch: strain gauge) sind kleine metallische
Leiterbahnen
• Wirkt eine Kraft und führt zu einer Dehnung oder Stauchung,
vergrößert sich die die Länge des Leiters -> höherer Widerstand
• Metallische Dehnungsmessstreifen basieren auf der Änderung
des Widerstands durch Längen- und Querschnittsänderung.
Wird ein DMS gedehnt, so nimmt sein Widerstand zu. Wird er
gestaucht (negative Dehnung), so nimmt sein Widerstand ab.
• Richtungssensitiv durch die Anordnung der Leiterbahnen
• Kräfte in y-Richtung führen lediglich zu minimalen Widerstands-
änderungen und werden vernachlässigt
