Elektrische Messtechnik: Grundlagen, Messverfahren, Anwendungen

311 Pages·2020·13.951 MB·German

by  Thomas Mühl

Thomas Mühl
Elektrische
Messtechnik
Grundlagen, Messverfahren,
Anwendungen
6. Auflage
Elektrische Messtechnik
Thomas Mühl
Elektrische Messtechnik
Grundlagen, Messverfahren,
Anwendungen
6., überarbeitete Auflage
Thomas Mühl
FB Elektrotechnik Informationstech
Fachhochschule Aachen
Aachen, Nordrhein-Westfalen, Deutschland
ISBN 978-3-658-29115-0 ISBN 978-3-658-29116-7 (eBook)
https://doi.org/10.1007/978-3-658-29116-7
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Die Auflage 1. bis 4./Vorauflagen sind unter dem Titel „Einführung in die elektrische Messtechnik“ erschienen.
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Vorwort zur 6. Auflage
In der 6. Auafl ge wurde die Kapitelstruktur optimiert, so dass durch kleinere Themen-
bereiche eines Kapitels eine bessere Lesbarkeit erreicht wird. Zudem wurden im Kap. 1 die
Neudenfi ition der SI-Basiseinheiten aufgenommen und die Kap. 8 Widerstandsmessung
und Kap. 9 Impedanzmessung in einigen Teilen überarbeitet. Das Literaturverzeichnis
enthält die aktuellen Quellen.
Ich danke dem Verlag für die Anregung zur 6. Auflage und allen, die bei der
Erstellung mitgewirkt haben.
Aachen Thomas Mühl
im Mai 2020
V
Vorwort zur 5. Auflage
Neben Aktualisierungen, Korrekturen und Ergänzungen in mehreren Kapiteln wurde
die fünfte Auflage im Kap. 7 erweitert um die Messtechnik in Systemen mit nicht-
sinusförmigen Strömen. Diese gewinnen durch Schaltregler und Leistungselektronik
zunehmend an Bedeutung.
Ich danke allen, die zur fünften Auflage beigetragen und bei der Erstellung mitgewirkt
haben.
Aachen Thomas Mühl
im September 2016
VII
Vorwort zur 4. Auflage
In der vierten Auflage sind einige Kapitel und das Literaturverzeichnis ergänzt und aktu-
alisiert worden. Die Aufgabenteile zum Abschluss der Kapitel wurden deutlich erweitert
und die Musterlösungen am Ende des Buches entsprechend vervollständigt.
Ich danke allen, die mit Anregungen zur vierten Auflage beigetragen und bei der
Erstellung mitgewirkt haben.
Aachen Thomas Mühl
im April 2014
IX
Vorwort zur 3. Auflage
Für die dritte Auflage wurde der Buchinhalt der aktuellen Entwicklung der elektrischen
Messtechnik angepasst und in einigen Kapiteln deutlich erweitert, um dem Trend in
Richtung digitale Messverfahren Rechnung zu tragen. Dies betrifft vor allem die digi-
talen Leistungsanalysatoren, Impedanzmessgeräte und die Fast Fourier Transformation
‐ ‐
zur Spektrumanalyse.
Zusätzlich wurden zum Abschluss der Kap. 2, 3, 5, 6, 7, 9 und 10 typische Aufgaben
angefügt, zu denen am Ende des Buches nach dem Literaturverzeichnis Musterlösungen
angegeben sind. Dies soll zum einen die praxisnahe Anwendung wiedergeben und zum
anderen eine Lernkontrolle des Dargestellten ermöglichen.
Danken möchte ich allen, die mich bei der Überarbeitung unterstützt haben, den inter-
essierten Lesern für ihre mitgeteilten Anregungen und Herrn Martin Feuchte vom Teubner
Verlag für die sehr gute Kooperation.
Aachen Thomas Mühl
im September 2007
XI
Vorwort zur 1. Auflage
Das vorliegende Buch „Einführung in die elektrische Messtechnik“ behandelt die Grund-
lagen, Verfahrensweisen und Anwendungen der elektrischen Messtechnik. Nach einer Ein-
führung in grundlegende Begriffe und einer allgemeinen Beschreibung der Eigenschaften
elektrischer Messgeräte werden die analogen und digitalen Messprinzipien und Verfahren
zur Messung der wichtigsten elektrischen Größen erläutert. Im Vordergrund steht dabei
die praxisnahe Anwendung, die aber voraussetzt, dass die wichtigsten Messverfahren ver-
standen werden und so eine geeignete Auswahl und der richtige Einsatz erfolgen kann. Erst
die Kenntnis der Zusammenhänge der Einstellparameter und die Abschätzung möglicher
Rückwirkung auf die Messgröße ermöglicht sinnvolle Messungen, und vermeidet so man-
che, aufwendige Messreihe, die kein verwertbares Ergebnis liefert.
Die in diesem Buch behandelten Themen und Problemstellungen decken die wesent-
lichen Inhalte einer Vorlesung über die Grundlagen der elektrischen Messtechnik ab, wie
sie beispielsweise Studenten im Grundstudium der Elektrotechnik als Einzelfach oder
im Rahmen der Grundgebiete der Elektrotechnik hören. Darüber hinaus werden Studen-
ten anderer Fachrichtungen und praktisch tätige Naturwissenschaftler oder Ingenieure
angesprochen, die sich in die Aufgaben und Lösungsmöglichkeiten der elektrischen
Messtechnik einarbeiten und praktische Anregungen erhalten wollen.
Das Buch ist in zehn Kapitel unterteilt. Die ersten vier grundlegenden behandeln
Begriffe, Einheiten und Normale, die Darlegung der Messabweichung und Mess-
unsicherheit sowie die allgemeinen Eigenschaften elektrischer Messgeräte, wie das
statische und dynamische Verhalten, die Genauigkeitsangaben und den Aufbau elektro-
mechanischer und digitaler Messgeräte. In den nachfolgenden sechs Kapiteln werden die
Messprinzipien und Verfahren zur Messung von Strom und Spannung, Widerstand und
Impedanz, Leistung und Arbeit, Zeit, Frequenz und Spektrum sowie die Oszilloskope
erläutert. Durch die schnelle Entwicklung und den zunehmenden Einsatz der Digital-
technik werden neben den analogen vor allem die digitalen Verfahren und die spezi-
fischen Besonderheiten, Möglichkeiten und Einsatzbereiche der aktuellen Messgeräte
vorgestellt.
XIII
XIV Vorwort zur 1. Auflage
Ich möchte hiermit allen danken, die einen Beitrag zur Entstehung dieses Buches
geleistet haben. In besonderer Linie bin ich Herrn Dipl. Ing. Wilfried Bock für sein
‐
Korrekturlesen des Manuskriptes und Anregungen zur Verbesserung zu Dank ver-
pflichtet. Der Dank gilt auch Herrn Dipl. Ing. Bela Kazay und meiner Frau Ruth für die
‐
Mitarbeit bei der Korrektur.
Herzlich bedanken möchte ich mich bei allen an diesem Werk beteiligten Mitarbeitern
des Teubner Verlags, insbesondere Herrn Dr. Jens Schlembach, der die Anregung zum
Schreiben dieses Werkes gab, sowie Herrn Andreas Meißner für die Unterstützung bei
der Erstellung der druckreifen Vorlage.
Aachen Thomas Mühl
im August 2001