Das Messen mit elektrischen Geräten
Grundlagen und Anwendungen
Es gibt in der heutigen, technischen Praxis keinen Bereich, in dem man ganz ohne Messen auskommt. Beim "Messen" in der Technik werden bewahrte, wissenschaftliche Arbeitsmethoden angewendet, wobei MeB gerate und MeBverfahren in ihrer Anwendung keine andere...
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Produktinformationen zu „Das Messen mit elektrischen Geräten “
Klappentext zu „Das Messen mit elektrischen Geräten “
Es gibt in der heutigen, technischen Praxis keinen Bereich, in dem man ganz ohne Messen auskommt. Beim "Messen" in der Technik werden bewahrte, wissenschaftliche Arbeitsmethoden angewendet, wobei MeB gerate und MeBverfahren in ihrer Anwendung keine andere Rolle spielen als die der Erweiterung der natiirlichen Sinnesorgane. Diesen und den MeBgeraten vertraut man aus Gewohnheit auch dort, wo an sich Kritik am Platze ware. Man sollte jedoch in jedem Einzelfall priifen, ob die mit der Messung gestellte Frage "richtig" beantwortet, und ob die Antwort richtig gedeutet wurde. Das setzt seitens des Messenden gutes Grundlagenwissen und Erfahrung voraus, sowie auch einige Kennt nis iiber den Ablauf des MeBvorganges an sich. Das "Messen" ist also eine Kunst, die iiber das Bedienen und Ablesen hochwertiger MeB einrichtungen hinausgeht. In der Hera:nfiihrung an die Kritik sieht der Verfasser das wichtigste Ziel des vorliegenden Buches. Eine stoffliche Vollstandigkeit konnte angesichts der Fiille der am Markt befindlichen elektrischen MeBeinrichtungen nicht angestrebt werden. Ebenso muBten bestimmte Gebiete fortgelassen werden, welche ein zu spezielles Grund lagenwissen erfordern. Um den Studierenden und den Praktiker an die kritische Beurteilung von Messungen heranzufiihren, wurde ein Weg gewahlt, der besonders geeignet erschien, den heterogenen Stoff in iibersichtlicher Weise zu sammenzufassen. Hierbei kam es nicht darauf an, z. B. MeBgerate in der Reihenfolge der MeBwerktypen zu behandeln. Es erschien ratsamer, die Gliederung dem Wege anzupassen, auf dem der Studierende mit den Problemen der Technik vertraut gemacht wird.
Inhaltsverzeichnis zu „Das Messen mit elektrischen Geräten “
A. Die Theorie elektrischer Messgeräte und Verfahren.- I. Masseinheiten und Messnormalien.- 1. Massgleichungen.- 2. Die Masssysteme der Mechanik.- 3. Die elektrische Ladung und das elektromagnetische Feld.- 4. Das Vierersystem der elektrischen Masseinheiten.- 5. Das Gesetz betr. der elektrischen Masseinheiten und das Mass- und Gewichts-Gesetz.- 6. Das absolute Ohm.- 7. Die Zusammenhänge mechanischer und elektrischer Grössen im Vierersystem.- 8. Die Darstellung der gesetzlichen Masseinheiten.- II. Die rechnerische Behandlung von Messergebnissen.- 1. Praktisches Rechnen mit Zahlen.- 2. Messreihen und zusammengesetzte Messungen.- 3. Fehler, Korrektion und Toleranz.- 4. Die Gausssche Normalverteilung zufälliger Fehler.- 5. Fehlerfortpflanzung.- 6. Fehlerausgleich und Interpolation.- 7. Behandlung der Messergebnisse im Protokoll.- III. Untersuchungen an Galvanometernund Messungen mit Drehspulgeräten.- 1. Aufbau des Drehspulmesswerkes.- 2. Eigenschaften des Drehspulmesswerkes.- 3. Das statische Gleichgewicht.- 4. Die Bewegungsgleichung des dynamischen Verhaltens.- 5. Die optimale Dämpfung.- 6. Das ballistische Galvanometer.- a) Theorie der Beschleunigung des ballistischen Galvanometers S. 108 -b) Theorie des Ausschwingvorganges S.109.- 7. Das Kriechgalvanometer.- 8. Übungen am Drehspulgalvanometer.- IV. Messungen mit dem Präzisionskompensator für Gleichstrom.- 1. Anwendung.- 2. Kompensations-Grundschaltungen.- 3. Die Ausführung der Grundschaltungen bei Präzisionskompensatoren.- 4. Durchführung der Kompensations-Messung.- V. Die Messung des Gleichstromwiderstandes gestreckter Leiter mittels Brückenschaltungen.- 1. Die Brücke als Mess- und Verstärkerschaltung; Substitutionsverfahren.- 2. Die Wirkungsweise der Brückenschaltungen.- 3. Empfindlichkeit und Messgenauigkeit.- 4. Die optimale Schaltungsempfindlichkeit.- 5. Die Anwendung der Brückenschaltung zum Zwecke der Widerstandsmessung.- VI. Die Messung von Ausbreitungswiderständen.- 1. Die Grundgesetze der räumlichen, stationären Strömung.-
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2. Die Randbedingungen.- 3. Übergangs- und Ausbreitungswiderstände.- 4. Sonden zur Ausmessung von Potentialfeldern.- a) Sonden für magnetische Felder S. 165 - b) Sonden für elektrostatische Felder S. 168 - c) Sonden für Temperaturfelder S.169.- 5. Abbildung von Potentialfeldern auf das elektrische Strömungsfeld.- 6. Technologische Prüfverfahren zur Beurteilung von Isolierstoffen.- 7. Messung von Erdungswiderständen.- VII. Messung des Wechselstromwiderstandes mit der Brückenschaltung nach Wheatstone.- 1. Darstellung von Wechselstromgrössen.- 2. Der Wirkwiderstand bei Wechselstrom.- 3. Das Verhalten magnetischer und elektrischer Felder.- 4. Ersatzschaltungen.- 5. Die Wheatstonesche Brückenschaltung bei Betrieb mit Wechselstrom.- 6. Massnahmen zur Beseitigung der Störeinflüsse.- a) Die Hilfsbrücke nach Wagner S. 206 - b) Das Substitutions-Verfahren S.207.- 7. Beispiele ausgeführter Brückenschaltungen.- a) Die Vierkapazitäten-Messbrücke S. 209 - b) Wechselstrombrücken mit zwei Blindwiderständen und zwei Wirkwiderständen im Vergleichszweig S. 211 - c) Frequenzunabhängige Brücken mit Blindwiderständen verschiedener Art S. 216 - d) Frequenzabhängige Brücken S.219.- VIII. Untersuchungen an Übertragern für Messzwecke (Messwandler).- 1. Grundlegende Begriffe für Messwandler.- 2. Die allgemeine Theorie des Transformators.- 3. Der ideale Übertrager als fehlerfreies Gerät zur Anpassung der Messgrösse.- 4. Der Einfluss des Magnetisierungsbedarfes als erste Abweichung von der idealen Konstruktion.- 5. Der Einfluss der Streuung als zweite Abweichung von der idealen Konstruktion.- 6. Der Einfluss der Verluste als dritte Abweichung von der idealen Konstruktion.- 7. Die Betriebsgleichungen des belasteten Übertragers.- a) Das Betriebsverhalten als Stromwandler S. 244 - b) Das Betriebsverhalten als Spannungswandler S.246.- 8. Das Ortskurven-Diagramm des Übertragers.- a) Konforme Abbildung S. 250 - b) Abbildung der Parallelen zur q-Achse S. 258 - c) Abbildung der Parallelen zur p-Achse S. 259 - d) Abbildung der Kreise um den Nullpunkt S. 260 - e) Abbildung der Geraden durch den Nullpunkt S.262.- 9. Die Krümmung der Magnetisierungs-Kennlinie als vierte Abweichung von der idealen Konstruktion.- 10. Das Frequenzverhalten des Eisenkernes. - Die komplexe Permeabilität.- 11. Kompensationsmassnahmen zur Verbesserung des Fehlers.- 12. Summenschaltungen mit Wandlern.- 13. Der Einfluss der Messschaltung.- 14. Die Prüfung der Wandler.- 15. Die Einrichtungen zur Richtigkeitsprüfung.- a) Der Vergleich mit Widerständen (Wandlerprüfeinrichtung nach Schering-Alberti) S. 294 - b) Der Vergleich mit Normalwandlern (Wandlerprüfeinrichtung nach Hohle) S.295.- IX. Die Messung von Wechselstrom-Betriebsgrössen bei Niederfrequenz.- 1. Quasistationäre Vorgänge.- 2. Der Effektivwert quasistationärer Grössen.- 3. Der Mittelwert quasistationärer Grössen.- 4. Faktoren zur Kennzeichnung der Kurvenform von Wechselströmen.- a) Scheitelfaktor S. 315 - b) Formfaktor S. 316 - c) Klirrfaktor und Grundschwingungsgehalt (Verzerrungsfaktor) S.316.- 5. Leistung bei quasistationären Betriebsgrössen.- 6. Darstellung der Leistung harmonischer Vorgänge mit Hilfe komplexer Zahlen.- 7. Direkt anzeigende Leistungsmessgeräte als Mittelwertbildner des Leistungsproduktes.- 8. Hinweise für den praktischen Gebrauch von Leistungsmessern.- 9. Verfahren zur Leistungsmessung ohne Anwendung elektrodynamischer Messwerke.- X. Messungen in Drehstromsystemen.- 1. Das allgemeine Mehrphasensystem.- 2. Das technische Drehstromsystem.- 3. Die Bedeutung des Schwerpunktes im Spannungsdreieck.- 4. Die symmetrischen Komponenten.- 5. Messverfahren zur unmittelbaren Bestimmung der symmetrischen Komponenten.- a) Die Messung der Grössen des Nullsystems S. 349 - b) Die Messung der symmetrischen Komponenten S.352.- 6. Geräte zur Symmetrieanzeige von Spannung und Leistung.- 7. Die Leistungsmessung im Drehstromsystem.- 8. Messungen im symmetrischen und symmetrisch belasteten Drehstromsystem.- XI. Die Messung beliebiger zeitveränderlicher Vorgänge.- 1. Anwendung oszillographischer Messverfahren.- 2. Schreibende Messgeräte für langsam veränderliche Betriebsgrössen.- 3. Mehrfach-Registriergeräte.- 4. Theorie der erzwungenen Bewegung am Beispiel des Schleifenschwingers.- 5. Der Lichtstrahl-Oszillograph.- a) Die Unterbringung der Messwerke im Traggestell S. 390 - b) Registriervorrichtung S. 392 c) Beleuchtung und Erzeugung des Schreibfleckes S. 393 - d) Betrachtungseinrichtung S. 394 - e) Belichtung S. 395 - f) Stellwiderstände S. 395 - g) Getriebe und Hilfseinrichtung S. 396 - h) Lichtpunkt-Linienschreiber S.397.- 6. Der Kathodenstrahl-Oszillograph; Strahlerzeugung und -ablenkung.- a) Strahlerzeugung S. 401 - b) Intensitätssteuerung und Fokussierung S.403 - c) Ablenkung S.404 - d) Nachbeschleunigung S.405.- 7. Möglichkeiten zur Aufnahme rasch ablaufender Vorgänge.- XII. Untersuchungen an anzeigenden Messinstrumenten.- 1. Aufbau und Klassifizierung von Messgeräten.- 2. Genauigkeitsanforderungen und Toleranzen.- 3. Die Dämpfung.- 4. Beurteilung nach sonstigen Bau- und Betriebseigenschaften.- 5. Wirkungsweise gebräuchlicher Mellwerke.- a) Das Drehspulmesswerk S.428 - b) Das Weicheisen-Messwerk S.433 - c) Das elektrodynamische Messwerk S. 434 - d) Das thermische Messwerk S.436 - e) Das Induktionsmesswerk S.438 - f) Das elektrostatische Messwerk S. 439 - g) Das Vibrationsmesswerk S.442.- 6. Systematische Fehler.- a) Temperatureinfluss S. 443 - b) Der Winkelfehler S. 447 - c) Der Induktionseinfluss S. 447 - d) Der Fremdfeldeinfluss S.451.- 7. Die Prüfung gemäss VDE 0410 "Regeln für elektrische Messgeräte".- XIII. Der Induktionszähler für Wechsel- und Drehstrom.- 1. Aufbau des Messwerkes.- 2. Das Zustandekommen des Triebmomentes.- 3. Der Induktionszähler mit idealem Messwerk.- 4. Die Sonderstellung des Zählers in der Messtechnik.- 5. Die Diagramme der Triebkerne.- a) Das Diagramm des Spannungstriebkernes S. 464 - b) Das Diagramm des Stromtriebkernes S.466.- 6. Der Abgleich auf cos? und die hiermit zusammenhängenden Fehler.- 7. Der Einfluss der Bremsmomente der Triebkerne.- 8. Der Kleinlastfehler und seine Beseitigung.- a) Ungleiche Belastung des Flusses S.474 - b) Unsymmetrischer Aufbau des Eisenkernes S.474.- 9. Das Verhalten des Zählers bei schnellen Lastwechseln.- 10. Anzeigefehler durch Fremdeinflüsse.- a) Temperatureinfluss S. 479 - b) Fremdfeldeinfluss S.479.- 11. Weitere Einflüsse der Betriebsgrössen.- a) Frequenzeinfluss S. 480 - b) Eigenerwärmung S. 480 - c) Gegenseitige Beeinflussung der Triebkerne S.480.- 12. Mehrsystemige Zähler und Zähler für Blindverbrauch.- a) Mehrphasen-Wirkverbrauchzähler S.480 - b) Blindverbrauchszähler S.483.- XIV. Behandlung zeitlicher und räumlicher Probleme mittels Differentialgleichungen.- 1. Die lineare Differentialgleichung zweiter Ordnung mit konstanten Koeffizienten (Schwingungsgleichung).- 2. Die Berechnung räumlich zylindersymmetrischer Vorgänge mittels der BEssELschen Differentialgleichung (Stromverdrängung).- B. Ausgewählte Beispiele aus der Praxis.- Einführung.- Aufgabe I-01: Vergleich von Normalelementen nach dem Substitutionsverfahren.- Aufgabe I-02: Ermittlung der Temperaturabhängigkeit eines Normalwiderstandes aus Manganin 514 Aufgabe II-01: Kontrolle eines Kollektivs gleichartiger Prüfgegenstände.- Aufgabe II-02: Abhängigkeit der Leerlaufverluste in einem Transformator-Eisenkern von der Frequenz.- Aufgabe II-03: Bestimmung der Kennwerte eines Heissleiter-Widerstandes.- Aufgabe III-01: Ermittlung der Eigenschaften eines Hängeband-Galvanometers.- Aufgabe III-02: Ermittlung der magnetischen Kennlinie eines Ringbandkernes mittels eines FluBmessers.- Aufgabe IV-01: Richtigkeitsprüfung eines Weicheisen-Präzisionsstrommessers am Kaskadenkompensator.- Aufgabe IV-02: Präzisionsvergleich der Anzeige eines Leistungsmessers Kl. 0,1 am Gleichlastpunkt mit einer am Gleichstromkompensator gemessenen Leistung.- Aufgabe V-01: Bestimmung der Empfindlichkeit einer Brückenschaltung nach Wheatstone mit Bezugsspannungsteiler konstanten Widerstandes.- Aufgabe V-02: Bestimmung eines Gleichstromwiderstandes im Bereich 100 bis 10000 Ohm aus mehreren Messungen durch Vergleich mit einem Präzisions-Dekadenwiderstand.- Aufgabe V-03: Messungen der statischen und dynamischen Beanspruchung in Bauteilen einer DruckguBmaschine mit Hilfe von Widerstands-Dehnungsgebern.- Aufgabe VI-01: Bestimmung eines ebenen Potentialfeldes mittels Sondenmessung im Modell.- Aufgabe VIII-01: Untersuchung einer Summenschaltung mit Stromwandlern.- Aufgabe IX-01: Messung der Kurvenform, des Effektivwertes und der Grundwelle eines stark verzerrten Wechselstromes mit dem AEG-Vektormesser.- Aufgabe X-01: Leistungsmessung in Drehstromsystemen in einer Prüfschaltung mit beliebig einstellbaren Strömen und Spannungen.- Aufgabe XI-01: Aufnahme und Auswertung quasistationärer Vorgänge mittels des Lichtstrahl-Oszillographen.- Aufgabe XIII-01: Bestimmung der Fehlerkurve an Wirkverbrauchszählern für Wechselstrom.- Namen. und Sachverzeichnis.
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Bibliographische Angaben
- Autor: H Neumann
- 2012, Softcover reprint of the original 1st ed. 1960, XII, 640 Seiten, 465 Abbildungen, Masse: 15,2 x 22,9 cm, Kartoniert (TB), Deutsch
- Verlag: Springer, Berlin
- ISBN-10: 3642927874
- ISBN-13: 9783642927874
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