Availability: Messtechnik | Technische Universität München

Messtechnik: Systemtheorie für Elektrotechniker

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Bibliographic Details
Main Authors:	Kiencke, Uwe 1943- (Author), Eger, Ralf 1969- (Author)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Berlin [u.a.] Springer 2005
Edition:	6., durchges. und korr. Aufl.
Subjects:	Messtechnik Messfehler Stochastisches Signal Messwertverarbeitung Messsystem Messsignal Digitale Signalverarbeitung Korrelationsmessung Systemtheorie Lehrbuch
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adam_text	U. KIENCKE * R. EGER MESSTECHNIK SYSTEMTHEORIE FUER ELEKTROTECHNIKER 6., DURCHGESEHENE UND KORRIGIERTE AUFLAGE MIT 193 ABBILDUNGEN SPRIN GER INHALTSVERZEICHNIS 1. MESSSYSTEME UND MESSFEHLER 1 1.1 MESSEN 1 1.1.1 EINHEITENSYSTEM 1 1.2 MESSSYSTEME 3 1.2.1 PHYSIKALISCHE MESSKENNLINIE 4 1.3 FEHLER, IHRE DEFINITION UND URSACHEN 5 1.3.1 DEFINITION DES FEHLERS 6 1.3.2 FEHLERURSACHEN 7 1.3.3 SPEZIFIZIERTE NORMALBEDINGUNGEN 8 2. KURVENANPASSUNG 13 2.1 APPROXIMATION MIT ORTHONORMALEN FUNKTIONENSYSTEMEN 14 2.2 LEAST-SQUARES-SCHAETZER 18 2.2.1 REGRESSIONSRECHNUNG 19 2.3 KENNLINIENINTERPOLATION 21 2.3.1 INTERPOLATION DURCH LAGRANGE-POLYNOME 21 2.3.2 INTERPOLATION DURCH NEWTON-POLYNOME 24 2.3.3 SPLINE-INTERPOLATION 27 2.4 KENNFELD-INTERPOLATION 31 3. STATIONAERES VERHALTEN VON MESSSYSTEMEN 37 3.1 STATIONAERE MESSKENNLINIE UND DEREN FEHLER 37 3.1.1 ABGLEICH, JUSTIERUNG DER MESSKENNLINIE 37 3.1.2 IDEALE UND REALE MESSKENNLINIE 38 3.1.3 KENNLINIENFEHLER BEI REALER KENNLINIE 39 3.1.4 ABSCHAETZUNG DES KENNLINIENFEHLERS 42 3.2 KENNLINIENFEHLER UNTER NORMALBEDINGUNGEN 45 3.2.1 HERABSETZEN DES MESSBEREICHS 46 3.2^2 HINTEREINANDERSCHALTEN ZWEIER NICHFLINEARER GLIEDER 47 3.2.3 WAHL DES GUENSTIGSTEN MESSBEREICHS 51 3.2.4 DIFFERENZMETHODE 57 3.2.5 GEGENKOPPLUNG 62 3.3 KENNLINIENFEHLER BEI ABWEICHUNGEN VON DEN NORMALBEDINGUNGEN.. 66 3.3.1 SUPERPONIERENDE STOERGROESSEN 66 INHALTSVERZEICHNIS 3.3.2 ELIMINIERUNG SUPERPONIERENDER STOERGROESSEN MIT DER DIFFE- RENZMETHODE 68 3.3.3 DEFORMIERENDE STOERGROESSEN 69 3.3.4 DEFORMIERENDE STOERGROESSEN BEI GEGENKOPPLUNG 72 3.3.5 SUPERPONIERENDE STOERGROESSEN BEI GEGENKOPPLUNG 75 3.3.6 KOMPENSATION SYSTEMATISCHER STOEREINFLUESSE 75 3.3.7 ABSCHIRMUNG VON STOERGROESSEN 76 3.3.8 SUPERPONIERENDE STOERGROESSEN IN MESSKETTEN 76 3.3.9 SYNCHRONER ZERHACKERVERSTAERKER 78 3.4 RUECKWIRKUNG DES MESSSYSTEMS 81 DYNAMISCHES VERHALTEN VON MESSSYSTEMEN 85 4.1 DYNAMISCHE FEHLER VON MESSSYSTEMEN 85 4.1.1 EMPIRISCHE KENNWERTE DER SPRUNGANTWORT 85 4.1.2 NICHTLINEARES ZEITVERHALTEN 86 4.1.3 BESTIMMUNG DES FREQUENZGANGES 86 4.2 SYSTEMBESCHREIBUNG VON MESSSYSTEMEN 89 4.2.1 STABILITAETSKRITERIUM NACH HURWITZ 92 4.3 PARAMETEROPTIMIERUNG 94 4.3.1 KRITERIUM VERSCHWINDENDE MOMENTE DER IMPULSANTWORT.... 96 4.3.2 KRITERIUM KONSTANTER AMPLITUDENGANG FUER KLEINE FREQUENZEN 100 4.3.3 KRITERIUM KONSTANTER REALTEIL DES FREQUENZGANGES 104 4.3.4 ITAE-KRITERIUM 110 4.3.5 KRITERIUM *QUADRATISCHES FEHLERINTEGRAL 115 4.4 STRUKTURAENDERUNG ZUR OPTIMIERUNG DES ZEITVERHALTENS 121 4.4.1 KOMPENSATION DES ZEITVERHALTENS 121 4.4.2 ZEITVERHALTEN BEI GEGENKOPPLUNG 126 ZUFAELLIGE MESSFEHLER 135 5.1 GRUNDLAGEN DER WAHRSCHEINLICHKEITSTHEORIE 136 5.1.1 WAHRSCHEINLICHKEITSDICHTE 136 5.1.2 WAHRSCHEINLICHKEITSDICHTEN ABGEBILDETER GROESSEN 139 5.1.3 ERWARTUNGSWERTE 1. ORDNUNG 140 5.1.4 ERWARTUNGSWERTE 2. ORDNUNG 141 5.1.5 KORRELATIONSKOEFFIZIENT 142 5.1.6 CHARAKTERISTISCHE FUNKTION 145 5.2 STICHPROBEN 146 5.2.1 HAEUFIGKEITSVERTEILUNG 146 5.2.2 STICHPROBENMITTELWERT 147 5.2.3 STICHPROBENVARIANZ 149 5.2.4 GESETZ DER GROSSEN ZAHLEN 151 5.2.5 MITTELWERTBILDUNG BEI STOERUNGEN 153 5.3 NORMALVERTEILTE ZUFALLSVARIABLE 155 5.3.1 NORMALVERTEILUNG 155 5.3.2 ZENTRALER GRENZWERTSATZ 156 INHALTSVERZEICHNIS XI 5.3.3 X 2 -VERTEILUNG 157 5.3.4 STUDENT T-VERTEILUNG 161 5.4 STATISTISCHE TESTVERFAHREN 162 5.4.1 STATISTISCHE SICHERHEIT, KONFIDENZINTERVALL 162 5.4.2 HYPOTHESE UND TESTVERFAHREN 167 5.4.3 SIGNIFIKANZTEST FUER DEN STICHPROBENMITTELWERT 168 5.4.4 X 2 -ANPASSUNGSTEST 170 5.4.5 BEURTEILUNG VON FERTIGUNGSPROZESSEN 173 5.4.6 BESTIMMUNG DER AUSFALLRATE 176 5.4.7 STATISTISCHE PROZESS-UEBERWACHUNG 180 5.5 FEHLERFORTPFLANZUNG 184 5.5.1 GAUSSSCHES FEHLERFORTPFLANZUNGSGESETZ 184 5.5.2 NUMERISCHE BERECHNUNG VON MITTELWERT UND VARIANZ 186 KORRELATIONSMESSTECHNIK 189 6.1 STOCHASTISCHE PROZESSE 189 6.1.1 WAHRSCHEINLICHKEITSDICHTE 190 6.1.2 SCHAR- UND ZEITMITTELWERTE, MOMENTE 1. ORDNUNG 192 6.1.3 MOMENTE 2. ORDNUNG 194 6.1.4 STATIONAERE PROZESSE 195 6.1.5 ERGODISCHE PROZESSE 196 6.2 KORRELATIONSFUNKTIONEN 199 6.2.1 SIGNALKLASSEN 199 6.2.2 KORRELATION FUER LEISTUNGSSIGNALE 202 6.2.3 KORRELATION FUER ENERGIESIGNALE 204 6.2.4 EIGENSCHAFTEN 206 6.3 ANWENDUNG DER KORRELATION 207 6.3.1 MESSUNG VON KORRELATIONSFUNKTIONEN 207 6.3.2 AEHNLICHKEIT VON SIGNALEN, LAUFZEITMESSUNG 209 6.3.3 CLOSED-LOOP KORRELATOR, POLARITAETSKORRELATION 212 6.3.4 AEHNLICHKEIT VON SPEKTREN, DOPPLERMESSUNG 216 6.3.5 SELBSTAEHNLICHKEIT 218 6.4 LEISTUNGSDICHTESPEKTRUM 219 6.4.1 RAUSCHEN 222 6.4.2 VERKNUEPFUNG VON ZUFALLSSIGNALEN 226 6.4.3 LEISTUNGSDICHTESPEKTRUM IN LTI-SYSTEMEN 227 6.4.4 SYSTEMIDENTIFIKATION 231 6.4.5 WIENER FILTER 235 ERFASSUNG AMPLITUDENANALOGER SIGNALE 243 7.1 ABTASTUNG 244 7.1.1 ALIASING 246 7.1.2 ANTI-ALIASING-FILTER 247 7.1.3 MITTELWERTBILDUNG BEI ENDLICHER ABTASTDAUER 249 7.1.4 ZEITLICHE ABTASTFEHLER 252 XII INHALTSVERZEICHNIS 7.2 QUANTISIERUNG 256 7.2.1 WAHRSCHEINLICHKEITSDICHTEN VON SIGNALAMPLITUDEN 259 7.2.2 AMPLITUDENDICHTE EINER FOURIER-REIHE 261 7.2.3 QUANTISIERUNGSTHEOREM 262 7.2.4 WAHRSCHEINLICHKEITSDICHTE DES QUANTISIERUNGSFEHLERS 267 7.2.5 DITHER 269 7.3 ANALOG-DIGITAL-UMSETZER 274 7.3.1 INTEGRIERENDER AD-UMSETZER 274 7.3.2 VERZOEGERT NACHLAUFENDER AD-UMSETZER 276 7.3.3 SIGMA-DELTA-WANDLER 277 7.3.4 AD-UMSETZER MIT SUKZESSIVER APPROXIMATION 284 7.3.5 RATIOMETRISCHE MESSUNG 286 7.3.6 NICHTLINEARE KENNLINIE DES AD-UMSETZERS 287 7.4 DIGITAL-ANALOG-UMSETZER 288 7.4.1 PARALLELE DA-UMSETZER 289 7.4.2 SERIELLE DA-UMSETZER 291 8. ERFASSUNG FREQUENZANALOGER SIGNALE 295 8.1 ALLGEMEINER FREQUENZBEGRIFF 296 8.2 DIGITALE DREHZAHLMESSUNG 301 8.2.1 PERIODENDAUERMESSUNG 302 8.2.2 FREQUENZZAEHLUNG 304 8.2.3 MAXIMALER QUANTISIERUNGSFEHLER FUER EINEN ZAEHLVORGANG .... 304 8.2.4 MITTELWERTBILDUNG BEI DER DREHZAHLMESSUNG 306 8.2.5 ABTASTUNG BEI DER DREHZAHLMESSUNG 309 8.2.6 QUANTISIERUNG BEI FORTLAUFENDEN PERIODENDAUERMESSUNGEN .. 310 8.2.7 LEISTUNGSDICHTE DES QUANTISIERUNGSFEHLERS 314 8.2.8 KOMPENSATION MECHANISCHER FEHLER DES SENSORRADES 316 8.3 KONTINUIERLICHE FREQUENZMESSUNG 321 8.3.1 FREQUENZREGELKREIS 322 8.3.2 PHASENREGELKREIS 323 8.4 POSITIONS- UND RICHTUNGSERKENNUNG 327 8.4.1 DREHRICHTUNGSERKENNUNG 327 8.4.2 POSITIONSBESTIMMUNG MIT INKREMENTALGEBERN 329 SYMBOLE 33 4 LITERATURVERZEICHNIS 334 INDEX 337
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