Messtechnik
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Die Messtechnik befasst sich mit Geräten und Methoden zur Bestimmung (Messung) physikalischer Größen wie beispielsweise Länge, Masse, Kraft, Ladung, Temperatur oder Zeit. Wichtige Teilgebiete der Messtechnik sind die Entwicklung von Messsystemen und Messmethoden, sowie die Erfassung, Modellierung und Reduktion (Korrektur) von Messfehlern und unerwünschten Einflüssen. Dazu gehört auch die Eichung und Kalibrierung von Messgeräten.
Die für die Messtechnik grundlegende Norm ist in Deutschland die DIN 1319. Zu den entsprechenden Regelungen in Österreich siehe das Normungsinstitut und die ÖNORM.
Die Messtechnik ist in Verbindung mit Steuerungs- und Regelungstechnik eine wichtige Grundlage der modernen Automatisierungstechnik.
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] Einteilung
Die Messtechnik lässt sich grundsätzlich in zwei Gebiete unterteilen:
[Bearbeiten] Direkte Messtechnik
Bei der direkten Messung wird die Messgröße unmittelbar mit einem Maßstab oder Normal verglichen. Einfache Beispiele einer direkten Messung sind das Anlegen eines [[Maßstab]es an die zu bestimmende Länge oder der direkte Vergleich eines Massenormals mit der Testmasse auf einer Balkenwaage.
[Bearbeiten] Indirekte Messtechnik
Messsysteme und indirekte Messmethoden machen Größen auch dann messbar, wenn sie auf direktem Wege nicht zugänglich wären. Man beschreitet sozusagen einen Umweg oder kombiniert verschiedene Unbekannte zu einem zusammenhängenden System. Beispielsweise wäre der Abstand von Erde und Mond durch direkten Vergleich mit einem Maßstab kaum zu bestimmen, da es keinen solchen mit geeigneter Länge gibt. Über die Laufzeit von Licht- oder Radiowellen gelingt es hingegen seit 30 Jahren (heute schon auf wenige Millimeter).
Eine sehr alte Methode der indirekten Entfernungsmessung, mit der auch der Radius der Mondbahn bestimmt werden kann, ist die Triangulation. Von zwei Standpunkten mit bekanntem Abstand bestimmt man den Winkel, unter dem ein dritter Punkt zu sehen ist. Aus den beiden Winkeln und der bekannten Distanz kann der Abstand des dritten Punktes berechnet werden. Ähnlich kann der Abstand des Mondes durch indirekten Vergleich mit einem relativ kurzen Maßstab bestimmt werden.
Die Mehrzahl der im Alltag eingesetzten Messtechniken sind indirekte Verfahren. Das unterstreicht auch die Bedeutung des Verständnisses von Messfehlern und ihrer Fortpflanzung durch komplexe Messsysteme (siehe auch Ausgleichsrechnung und Varianzanalyse).
[Bearbeiten] Simultanmessungen
Als Variante bzw. Erweiterung der indirekten Messmethoden können sog. Simultanmessungen gelten. In vielen Bereichen von Naturwissenschaft und Technik werden gleichzeitige Messungen von verschiedenen Punkten aus vorgenommen. Der Zweck ist die Elimination von Zeitfehlern, die Minimierung von Messfehlern oder die Aufdeckung von systematischen Fehlerquellen.
[Bearbeiten] DIN 1319
| DIN 1319 | |
|---|---|
| Titel | Grundlagen der Messtechnik
|
| Bereich | Messtechnik
|
| Regelt | Begriffe (Teil 1,2); Auswertung (Teil 3,4)
|
| Erscheinungsjahr | 1995...2005
|
| Anmerkungen | - |
DIN 1319 regelt die Grundlagen der Messtechnik:
- Teil 1: Grundbegriffe
- Teil 2: Begriffe für Messmittel
- Teil 3: Auswertung von Messungen einer einzelnen Messgröße; Messunsicherheit
- Teil 4: Auswertung von Messungen; Messunsicherheit
[Bearbeiten] Schnellreferenz
Sensorik, Sensortechnologie, Messgeräte, Multimeter
Fehlerrechnung, Messfehler, Messunsicherheit
Messung (Das Messen an sich), Metrologie (Die Lehre von den Maßen und Gewichten)
[Bearbeiten] Grundlagen der elektrischen Messtechnik
- Fehler und Fehlerfortpflanzung
- Arithmetischer Mittelwert
- Effektivwert
- Echteffektivwert
- Spannungsform
- Digitalmultimeter
- Analogmultimeter
[Bearbeiten] Typen von Messgeräten
Eine ausführliche Aufzählung von Messgeräten findet sich im Artikel Messgerät.
[Bearbeiten] Einteilung nach physikalischen Größen
- Spannung Voltmeter
- Strom Amperemeter, Dreheisenmesswerk, Drehspulmesswerk
- Temperatur Thermometer, PT100, Thermoelemente - °F/°C
- Feuchtigkeit(Luftfeuchtigkeit, Absolute-, Relative-) Hygrometer - g/m³, %RF, °Ctp
- Länge/Weg/Tiefe Entfernungsmessung
- Geschwindigkeit Tachometer
- Druck Druckmessdose, Dehnungsmessstreifen, Barometer
- Durchfluss Massendurchflussmessverfahren nach dem Coriolis-Prinzip, Differenzdruckverfahren, Ultraschallverfahren, Wirbelkörper
- Schallpegel Schallpegelmessgerät - dB
- Beleuchtungsstärke Luxmeter - Lux
- Magnetfeld SQUID - MEG
[Bearbeiten] Literatur
- Hans R. Jenemann, Arno M. Basedow, Erich Robens: Die Entwicklung der Makro-Vakuumwaage. Wirtschaftsverl. NW, Bremerhaven 1992. ISBN 3-89429-214-8
- Jörg Hoffmann: Handbuch der Messtechnik. Carl Hanser, München 2004 (2. Aufl.). ISBN 3-446-22709-1
- Jörg Hoffmann: Taschenbuch der Messtechnik. Fachbuchverlag, Leipzig 2004 (4. Aufl.). ISBN 3-446-22860-8
