So gut wie jeder in der Entwicklung, Produktion oder Forschung tätige Ingenieur, Techniker bzw. Naturwissenschaftler muss sich regelmäßig mit dem Messen elektrischer oder nichtelektrischer Größen beschäftigen. Das Kompendium Messtechnik und Sensorik, dessen erstes Kapitel in Form dieses E-Books ausgekoppelt wurde, behandelt die dafür relevanten messtechnischen Grundlagen aus anwendungsorientierter Sicht. Es ist für das Selbststudium gedacht. Zusätzlich wird dem/der Leser/-in auf www.messtechnik-und-sensorik.org ein aus Multiple Choice-Fragen bestehender, frei zugänglicher Online-Test angeboten, bei dessen Bestehen er/sie sich ein von mir unterzeichnetes persönliches Fortbildungszertifikat zusenden lassen kann.
Das Kompendium ist als Grundlagenüberblick zwischen rein akademischer Theorie und ausschließlich gerätebezogener Anwendungspraxis angesiedelt. Es möchte auf effiziente Art das notwendige Basis-Know-how vermitteln, um messtechnische Aufgabenstellungen auf einer fundierten Grundlage selbständig anzugehen.
Das Kompendium wendet sich einerseits an im Beruf stehende Ingenieure, Techniker und Naturwissenschaftler, die messtechnische Systeme einsetzen oder dies planen. Andererseits an Studierende und Lehrende in technischen Bachelor- und Masterstudiengängen, die mit diesbezüglichen Fragestellungen in Lehrveranstaltungen oder studentischen Arbeiten (Abschlussarbeiten, Praktika, Studienarbeiten) befasst sind. Gleichermaßen sind diejenigen adressiert, die in weiterführende technische Ausbildungen involviert sind z.B. an Techniker- und Meisterschulen.
Der Autor hat eine Professur für Regelungstechnik und Elektrische Messtechnik an der Universität der Bundeswehr München inne ( www.unibw.de/regelungs-und-messtechnik bzw. www.prof-boettcher.de ). Mit der in diesem Kompendium behandelten Thematik beschäftigt er sich außer in einer einschlägigen Lehrveranstaltung in vielen Projekten mit Studierenden. Parallel dazu führt er laufend industrielle Kooperationsvorhaben bevorzugt mit mittelständischen Unternehmen durch.
Ich wünsche allen Leserinnen und Lesern viel Freude bei der Lektüre.
München/Neubiberg, im Juli 2019
Jörg Böttcher
Die Messtechnik beschäftigt sich mit dem Messen von physikalischen, mitunter auch chemischen Größen. Sie dient damit z.B. dem Ingenieur, der Temperaturen und Drücke in einer von ihm entwickelten Brennkammer analysiert. Oder dem Techniker, der auf einem Prüfstand das Abgasverhalten eines Kraftfahrzeugs untersucht. Dem Forscher, der die Schichtdicke eines neuartigen Silizium-Wafers ermittelt. Sowie dem Elektriker, der den Stromverbrauch eines Haushaltsgeräts überprüft. Diese Beispiele lassen sich beliebig fortsetzen - allen gemeinsam ist, dass Personen in unterschiedlichen Situationen an der quantitativen Erfassung derartiger Größen interessiert sind.
Noch häufiger findet sich Messtechnik innerhalb automatisierter technischer Systeme. So ist jedes moderne Kraftfahrzeug mit zahlreichen Steuer- und Assistenzgeräten ausgestattet, die auf der Grundlage gemessener Größen wie Geschwindigkeit, Raddrehzahlen, Neigungswinkel, Entfernung zum vorausfahrenden Fahrzeug etc. den Antrieb und die Fahrdynamik regeln. Heutige Waschmaschinensteuerungen messen u. a. Temperatur, Feuchte, Stromverbrauch, Trommeldrehzahl und Trommelunwucht, um einen effizienten und energieschonenden Waschprozess zu erreichen. Und keine CNC-Werkzeugmaschine (CNC: Computerized Numerical Control) jüngerer Bauart kommt ohne Positionsmessstellen aus.
In diesem ersten Kapitel wollen wir uns mit grundlegenden Begriffen der Messtechnik vertraut machen sowie kurz betrachten, welche nationalen und internationalen Institutionen mit ihren Regelwerken für messtechnische Belange zuständig sind.