Kompendium Messdatenerfassung und -auswertung

Dieses Kompendium ist ein Grundlagenüberblick zwischen rein akademischer Theorie und ausschließlich gerätebezogener Implementierungspraxis. Der Autor vermittelt auf anschauliche Art das notwendige Basis-Know-how, um Lösungen für die computergestützte Messdatenerfassung und -auswertung zu verstehen und selbst zu planen.

Er wendet sich einerseits 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. Andererseits werden im Beruf stehende Ingenieure, Informatiker und Techniker angesprochen, die mit Aufgaben der Messdatenerfassung und -verarbeitung zu tun haben, beispielsweise in der Produktion, im Prüffeld und in der Entwicklung.

Die Betrachtungen beginnen mit der Messwerterfassung vor Ort, wozu unterschiedliche Messkomponenten wie PC-Einsteckkarten, externe bzw. busbasierte Messmodule, Sensoren mit Busanschluss oder vernetzbare Messgeräte dienen können. Hierbei werden auch einige für die praktische Anwendung bedeutsame Grundlagen der Digitalisierung von Messgrößen betrachtet. Intensiver werden die unterschiedlichen Kommunikationsschnittstellen, die zur Messdatenübertragung benutzt werden können, dargestellt. Diese sind der Laborbus (GPIB bzw. IEEE 488), USB, Feldbusse (grundsätzliche Technologien sowie CAN und PROFIBUS als Fallstudien) und Ethernet (LAN), letzteres auch mit den höheren Protokollen (z.B. IP, TCP, UDP, HTTP) sowie Industrial Ethernet-Aspekten (mit Kurzüberblick PROFINET).

Schließlich geht es in die Messdaten-Applikation im Computer hinein, wo die üblichen Standardverfahren der Messdatenauswertung in verständlicher Weise betrachtet werden: statistische Auswertungen, Interpolationen und Regressionen, numerisches Differenzieren und Integrieren, digitale Filter, Korrelationsfunktionen und die Spektralanalyse. Als typisches Tool für die Erstellung von Messdaten-Applikationen wird LabVIEW in einem Kurzüberblick vorgestellt.