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Thomas Beier, Thomas Mederer
Messdatenverarbeitung mit LabVIEW
Inhalt
8
1 Einführung
12
1.1 Historische Entwicklung
12
1.2 Moderne Messwerterfassung und -verarbeitung
15
2 Digital-Analog-Umsetzer
17
2.1 Grundbegriffe und Kennlinie
17
2.2 Verfahren zur DA-Umsetzung
20
2.3 Fehlerbetrachtung
21
2.4 Übungen
25
2.5 Lösungen
25
3 Analog-Digital-Umsetzer
28
3.1 Grundbegriffe und Kennlinie
28
3.2 Verfahren zur AD-Umsetzung
31
3.3 Quantisierungsfehler
33
3.4 Codierungen für Datenwandler
36
3.5 AD-Umsetzung bei zeitveränderlicher Eingangsspannung
38
3.6 Sample-Hold-Schaltung
40
3.7 Übungen
45
3.8 Lösungen
46
4 Signalabtastung und Signalrekonstruktion
49
4.1 Abtastung und Abtast-Theorem
49
4.2 Rekonstruktion des analogen Signals
53
4.3 Übungen
56
4.4 Lösungen
58
5 Messwerterfassungssysteme
60
5.1 Grundstrukturen von Messwerterfassungssystemen
60
5.2 Ausgewählte Sensoren
66
5.2.1 Dehnungsmessstreifen (DMS)
67
5.2.2 Kapazitive Messfühler
69
5.2.3 Induktive Messfühler
77
5.3 Signalkonditionierung
79
5.4 Schaltungen zur Signalkonditionierung
79
5.4.1 Messverstärker
80
5.4.2 Filter
87
5.4.3 Messbrücken
87
5.4.4 Trägerfrequenz-Messverfahren
90
5.5 Übungen
94
5.6 Lösungen
96
6 Grundlagen zur digitalen Signalverarbeitung
99
6.1 Einführung
99
6.2 Grundelemente der digitalen Signalverarbeitung
109
6.3 Testsignale
116
6.4 Übungen
118
6.5 Lösungen
120
7 Digitale Filter
127
7.1 Filterentwurf
130
7.2 Filterentwurf mit einem Toleranzschema
130
7.3 IIR-Filterentwurf mit der impulsinvarianten z-Transformation
135
7.4 Filterentwurf mit der bilinearen z-Transformation
138
7.5 Transformation zwischen Tiefpass- und Hochpassfilter
148
7.6 Realisierung von Bandsperren und Bandpässen
151
7.7 Filter höherer Ordnung
152
7.8 Entwurfsverfahren für FIR-Filter
158
7.9 FIR-Filterentwurf mit einem Approximationsverfahren
162
7.10 Übungen
174
7.11 Lösungen
175
8 Diskrete Fourier-Transformation
180
8.1 Übungen
197
8.2 Lösungen
197
9 Digitale Signalprozessoren
202
9.1 Architektur
202
9.2 Befehlsverarbeitung
203
9.3 Zahlenformate
205
9.4 Besondere Adressierungsarten
205
9.5 DSP-Markt
206
9.6 Übungen
206
9.7 Lösungen
207
10 PC-Messtechnik
208
10.1 Messwerterfassung mit dem PC
208
10.2 Software zur PC-Messtechnik
210
10.3 Programmierung von Messgeräten über GPIB
211
10.3.1 Hardwareaufbau
211
10.3.2 Verwendete LabVIEW-Funktionen
216
10.3.3 Programmierung von Messaufgaben
219
10.3.3.1 Amplitudengang eines Filter aufnehmen
219
10.3.3.2 Frequenzgenauigkeit eines Funktionsgenerators überprüfen
228
10.3.3.3 Realisierung einer Waage mit Dehnungsmessstreifen
234
10.4 Programmierung von USB-Messmodulen
239
10.4.1 Hardwareaufbau von Messmodulen
239
10.4.2 Verwendete LabVIEW-Funktionen
242
10.4.3 Programmierung von Messaufgaben
242
10.4.3.1 Temperaturmessung
242
10.4.3.2 Wetterstation für Druck, Feuchte und Temperatur
245
10.4.3.3 Signalanalyse
247
10.5 Übungen
250
10.6 Lösungen
252
Literatur
256
Index
258
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