"7.1 Datenerfassung (S. 292-294)

7.1.1 Messkonzept

Ziel und Aufgabe einer Messung ist die Erfassung einer oder mehrerer Messgrößen. Als Messgröße wird die physikalische Größe bezeichnet, die durch eine Messung erfasst werden soll (die zu messende Größe) bzw. erfasst wird (die gemessene Größe). Die beiden sind nicht notwendigerweise identisch. Bei jeder Messaufgabe ist primär die Frage zu stellen, durch welche Messgröße das Messobjekt (das ist der zu beobachtende Vorgang bzw. der zu erfassende Zustand) hinsichtlich der gewünschten Information am besten charakterisiert wird.

7.1.1.1 Messgröße

Zu den Messgrößen, die in der Energietechnik häufig gebraucht werden, gehören:

• als elektrische Messgrößen: Spannung, Strom, Wirkleistung und Wirkarbeit,

• als nichtelektrische Messgrößen: Mengenströme von Fluiden wie Wasser, Dampf, Luft usw., Konzentration von Gaskomponenten, Temperatur, Druck und Feuchte.

Im Hinblick auf die Zeitabhängigkeit von Messgrößen unterscheidet man:

• Momentangrößen, die jeweils für einen Zeitpunkt definiert sind,

• Wechselgrößen, die sich periodisch wiederholen und z.B. durch Scheitelwert und Effektivwert gekennzeichnet sind,

• Integralgrößen, die als Summe bzw. Integral über eine Zeitspanne definiert sind. Wichtige integrale Messgrößen sind mechanische und elektrische Arbeit sowie durchgesetzte Stoffmengen. Aus solchen Messgrößen lassen sich Informationen über Momentanzustände nur näherungsweise durch Bildung hinreichend kurzzeitiger Mittelwerte erlangen.

Damit eine Messung den gestellten Anforderungen gerecht wird, muss bei der Wahl der Messgröße auf folgende Punkte geachtet werden:

1. Der Messwert muss ein repräsentatives und getreues Abbild der zu messenden Größe im Sinne der gestellten Messaufgabe liefern. Zum einen muss hierfür die Rückwirkung der Messeinrichtung auf die Messgröße so gering sein, dass ihr verfälschender Einfluss vernachlässigt bzw. toleriert werden kann. Ferner gehört dazu, dass Messort und Messzeiten zweckentsprechend gewählt werden. Schließlich ist auch das energetische Verhalten der Anlage zu beachten, an der gemessen wird.

2. Zwischen der Messgröße und der angestrebten quantitativen Aussage, die das Ziel der Messaufgabe darstellt, muss ein eindeutiger reproduzierbarer Zusammenhang bestehen, und dieser muss genügend genau bekannt sein.

7.1.1.2 Messprinzip und Messmethode

Bei der Messung werden in aller Regel charakteristische physikalische Phänomene benutzt, die man als Messprinzip bezeichnet. Je nach der zu erfassenden Messgröße kommen unterschiedliche Messprinzipien in Frage, z.B. im Falle der Messung eines elektrischen Stromes:

• die Kraftwirkung eines Magnetfeldes auf stromdurchflossene Leiter,

• die Kraftwirkung zwischen magnetisierten Körpern, oder

• die Erzeugung JOULEscher Wärme

Man unterscheidet ferner zwischen direkten und indirekten Messmethoden, abhängig davon, ob das Ergebnis der zu messenden Größe durch Vergleich mit einem Bezugswert derselben physikalischen Größe oder auf dem Umweg über physikalisch andersartige Größen gewonnen wird.

Zu den direkten Messmethoden zählen zum einen die verschiedenen Vergleichs- und Abgleichverfahren (z.B. zur Messung elektrischer Widerstände), zum anderen aber auch diejenigen Verfahren, bei welchen das Messergebnis unmittelbar angezeigt wird, ohne dass eine zusätzliche Umrechnung erforderlich wäre (z.B Temperaturmessung über ein Ausdehnungsthermometer, Strommessung über ein Drehspulmessgerät). Bei solchen „direktanzeigenden"" Messverfahren ist der Vergleich mit dem Normal der Messgröße in der Skala enthalten. Diese stellt den durch Kalibrierung gegebenen Zusammenhang zur Bezugsgröße her."