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Grundlagen der Messtechnik

Grundlagen der Messtechnik. Theorie 1. Teil Studiengang Elektrotechnik, 1. Semester Herbst 2011 Martin Schlup & Franz Baumgartner. Wozu Messtechnik?. Angaben wie 10.00 V ± 0.01 V (bei 95% Vertrauensbereich) Eichen und Kalibrieren für Wissenschaft und Handel

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Grundlagen der Messtechnik

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Presentation Transcript

  1. Grundlagen der Messtechnik Theorie 1. Teil Studiengang Elektrotechnik, 1. Semester Herbst 2011 Martin Schlup & Franz Baumgartner

  2. Wozu Messtechnik? • Angaben wie 10.00 V ± 0.01 V (bei 95% Vertrauensbereich) • Eichen und Kalibrieren für Wissenschaft und Handel • Nachvollziehen der SI-Basiseinheiten (Reduktion der Messunsicherheiten) ZHaW - SoE - bauf / spma

  3. Wirtschaftliche Bedeutung der Messtechnik in der Schweiz: 6% des BIP ZHaW - SoE - bauf / spma

  4. Beispiel: Eichen im Alltag ZHaW - SoE - bauf / spma

  5. Definitionen Werden Sekundärnormale oder Kundenreferenzen mit anderen Messgeräten oder Referenzmaterialien verglichen, so spricht man vom KALIBRIEREN. EICHEN ist das Feststellen und Bestätigen, dass ein Messmittel den gesetzlichen Anforderungen entspricht (Metzgerwaage, Tanksäulenzähler, Elektrizitätszähler..). ZHaW - SoE - bauf / spma

  6. Internationale Vergleichbarkeit Messungen müssen objektiv, eindeutig, verlässlich, genügend genau und vergleichbar sein. Dies bedingt: • Anerkannte Stellen • Anerkannte und dokumentierte Verfahren • Bestimmung der Messunsicherheiten nach anerkannten Verfahren (z. B. GUM) ZHaW - SoE - bauf / spma

  7. Hierarchien des Messwesens ZHaW - SoE - bauf / spma

  8. SI-Basiseinheiten Referenzen: National Institute of Standards and Technology (NIST), USA Units: http://physics.nist.gov/cuu/Units/index.html SI Constants: http://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html ZHaW - SoE - bauf / spma

  9. Grössenangaben Jede physikalische Grösse wird durch eine Masszahl und eine Einheitengrösse angegeben. Zum Beispiel die Höhe des Burj Khalifa in Dubai • Messgrösse: Höhe (Länge L) • Masszahl: 828 • Masseinheit: Meter (m) • Messnormal: 1 m L = 828 m ZHaW - SoE - bauf / spma

  10. Messtechnik nachGalileo Galilei (1564 - 1642) • methodisches Vorgehen • Messung durch Vergleich • Wiederholungen • verschiedene Verfahren • Störungen identifizieren und minimieren • Auswerten • Ergebnis vorhersagen • Erwartungen überprüfen • Unsicherheiten abschätzen • Schlussfolgerungen Seine Grundsätze sind immer noch aktuell! ZHaW - SoE - bauf / spma

  11. Messtechnik heute ZHaW - SoE - bauf / spma

  12. Messeffekte und Messaufnehmer (Sensoren) PT100 ZHaW - SoE - bauf / spma

  13. Wie genau kann heute eine Gleichspannung von 10 V gemessen werden? 1% 1‰ 10–4 10–5 1 ppm 10-7 10 –9 (1 ppb) 10 –13 10.000001 V 10 V (1±10-7) ZHaW - SoE - bauf / spma

  14. Entwicklung der Messunsicherheit ZHaW - SoE - bauf / spma

  15. Definition Messunsicherheit Das Internationale Wörterbuch der Metrologie2definiert Messunsicherheit als einen Kennwert, der den Bereich der Werte charakterisiert, die der Messgrösse durch die durchgeführte Messung vernünftigerweise zugeschrieben werden können. Die nach einem einheitlichen Verfahren berechnete und in einer bestimmten Weise mitgeteilte Messunsicherheit drückt so die Stärke des Vertrauens aus, mit der angenommen werden darf, dass der Wert der gemessenen Größe unter den Bedingungen der Messung innerhalb eines bestimmten Werteintervalls liegt. ZHaW - SoE - bauf / spma

  16. Internationaler Vergleich ZHaW - SoE - bauf / spma

  17. Messen und Kalibrieren kostet! ZHaW - SoE - bauf / spma

  18. Industrielle ProduktionKlasseneinteilung ZHaW - SoE - bauf / spma

  19. Messunsicherheit näher betrachtet ZHaW - SoE - bauf / spma

  20. Nachzulesen ZHaW - SoE - bauf / spma

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