Laborbericht Messtechnik. Messen mit Digitalmultimeter und Digitaloszilloskop, Datenauswertung und Programmierung mit LabView

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis ..III

1. Einleitung ..1

2. Messen mit dem Digitalmultimeter und Digitaloszilloskop ..1

2.1 Messen mit dem Digitalmultimeter ..1

2.2 Praktische Laboraufgaben – Arbeitsblatt ..2

2.3 Digitaloszilloskop ..5

3. Sensorkennlinie aufnehmen und kalibrieren ..6

3.1 Potenziometrischer Wegaufnehmer ..6

3.2 Praktische Laboraufgaben ..6

4. Messdaten auswerten und Messunsicherheit bestimmen ..8

4.1 Praktische Laborversuche ..8

5. Programmierung und Datenerfassung mit LabView ..9

5.1 Einführung in LabView ..9

5.2 Messkette und Signalverarbeitung ..19

5.2.1 Messdatenerfassungskarte USB-6008 ..19

5.3 Messen und Auswerten mit LabView ..20

5.3.1 Sensorkennlinie aufnehmen und kalibrieren ..20

5.3.2 Temperatur Sensor ..23

6. Schlusswort ..24

Literaturverzeichnis ..V

1. Einleitung

Im Labor der Messtechnik an der Hochschule Pforzheim werden universelle Messgeräte eingesetzt, mit deren Hilfe Messungen durchgeführt wurden, die im ersten Teil dieses Laborberichts dargestellt werden.

Im weiteren Verlauf wird sowohl Sensorkennlinie mittels der Tabellenkalkulations-Software Excel ermittelt als auch die Messunsicherheit und Fehlergrößen für einen exemplarischen Messaufbau mit einem potenziometrischen Wegsensor bestimmt.

Anschließend wird der Messdatenerfassungs- und auswertungs-Software LabView mit einigen Beispielen dargestellt. Mit dem auch aus dem Laborversuch mit Wegsensor werden die Daten ausgewertet und Sensorkennlinie aufgenommen.

2. Messen mit dem Digitalmultimeter und Digitaloszilloskop

2.1 Messen mit dem Digitalmultimeter

Digitalmultimeter ist ein Gerät mit digitaler Anzeige, mit dem eine Vielzahl von Größen gemessen werden kann. Einige davon sind z.B die Gleichspannung, der Gleichstrom und der OHMschen Widerstand. Bei den Messungen mit dem Multimeter sind folgende Hinweise zu beachten:

Spannungsmessung: Messgerät muss parallel zur Spannungsquelle geschaltet werden. Der Innenwiderstand des Voltmeters muss möglichst groß sein, sodass der Strom I im Messzweig sehr klein und vernachlässigbar wird.

Strommessung: Messgerät muss in Reihe in den Stromkreis geschaltet werden. Der Innenwiderstand muss möglichst klein sein, sodass sich der Strom I nicht oder kaum verändert.

Bevor die Messungen durchgeführt werden, ist der Multimeter richtig aufzubauen. Bei dem Messaufbau sind folgende Schritte durchzuführen:

1) Zuerst muss man die Messgröße und den Messbereich wählen und danach den Multimeter einschalten.

2) Wenn man die Größenordnung der Messgröße nicht kennt, muss man mit dem größten Messbereich beginnen, um den Multimeter vor der Überlast zu schützen.

3) Man muss möglichst den kleinsten Messbereich auswählen, um die Messunsicherheit gering zu halten.

4) Für unterschiedliche Messgrößen sind jeweils die passende Buchse und COM-Buchse zu verdrahten.

[Abb. nicht enthalten in dieser Leseprobe]

Abbildung 1: Digitalmultimeter JT148

Für die Aufgabe 1 und 2 wurde der Multimeter mithilfe der Hirschmann-Klemmen an das Solarzellenmodul mit dem roten Kabel für positive Spannung und mit dem schwarzen für die Masse (-) angeschlossen. Die Position von Solarzellenmodul und Lampe muss möglichst konstant bleiben.

Aufgabe 1: Messung der Leerlaufspannung des Solarzellenmoduls

Die Messgröße Gleichspannung und der Messbereich 20 V wurden am Multimeter eingestellt und der Messaufbau nach Abbildung 2 verkabelt.

[Abb. nicht enthalten in dieser Leseprobe]

Abbildung 2: Gleichspannungsmessung ohne Last

Nach dem Einschalten des Multimeters betrug die Leerlaufspannung U _Leerlauf = 0,54V . Man schaltet die Lampe ein und justiert die Position des Solarzellenmoduls solange bis die maximale Spannung an dem Multimeter angezeigt wird und sie beträgt U = 2,46 . Die Auflösung und die Messunsicherheit sind aus den technischen Parametern der Bedienungsanleitung von dem Multimeter JT148 zu entnehmen.

Die Auflösung beträgt 10 mV und die Messunsicherheit ist + 0,5% + 3d

Lösung für vollständiges Messergebnis:

[Formel nicht enthalten in dieser Leseprobe]

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