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1990 | Buch | 2. Auflage

Personal Computer in Labor, Versuchs- und Prüffeld

Der PC als Hilfsmittel bei der Erfassung, Verarbeitung und Darstellung von Meßdaten

herausgegeben von: Dr.-Ing. Harald Schumny

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Über dieses Buch

Personalcomputer (PC) werden immer häufiger als Arbeitsplatzcomputer auch in technischen Bereichen eingesetzt. Ihre Verwendung in Labor, Versuchs- und Prüffeld stößt jedoch auf Schwierigkeiten oder führt gar zu Fehlschlägen, weil Möglichkeiten und Grenzen dieser Geräte falsch eingeschätzt werden, weil die Anpassung an den technischen Prozeß unzureichend ist oder die Programmierung des Rechners unzweckmäßig. Hier setzt das Buch an, vermittelt Grundlagen, zeigt Wege und Beispiele auf, wie bislang von Hand nur unvollständig oder mühsam zu bewältigende Meßaufgaben mit Hilfe eines PC erfolgreich, effizient und "richtiger" gelöst werden können. Ziel des Buches ist es, dem Leser Entscheidungshilfen zur Auswahl geeigneter Personalcomputer, von Peripherie-Hardware und Software an die Hand zu geben und ihm wichtige Voraussetzungen mitzugeben, um die vielfältigen Eigenschaften von Personalcomputern wirkungsvoll zu nutzen und Meßprobleme souverän bearbeiten zu können. Die bearbeitete und erweiterte 2. Auflage wurde um aktuelle Themen erweitert, wie z.B. integrierte Datenerfassung oder 32-Bit-Prozessoren.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Grundlagen

Frontmatter
1. PC und Standardisierung
Zusammenfassung
Über Normen und Vereinheitlichungen für Personal- bzw. Arbeitsplatzcomputer wird auf verschiedenstem Niveau geschrieben. In der Regel aber wird wirksame Standardisierung durch Marktführer bestimmt. Wir wollen hier einen zusammenfassenden Überblick geben und erkennbare Standardisierungen noch einmal herausstellen. Die denkbare Frage nach dem Sinn von Normungen bzw. nach den durch zu starke Festlegungen möglicherweise entstehenden Behinderungen wird aus der Erfahrung wie folgt beantwortet:
Harald Schumny
2. Schnittstellen und Netze
Zusammenfassung
Arbeitsplatzcomputer sind heute sehr leistungsfähig und kostengünstig. Einige Hersteller rüsten ihre Geräte in Hardware und Software speziell aus, z.B. für Textverarbeitung, Datenbankverwaltung, Graphische Datenverarbeitung, Maßdatenerfassung, Steuerung. Auf der anderen Seite stehen die “Standard-PCs”, wie sie in Kap. i beschrieben wurden.
Harald Schumny
3. Betriebssysteme für Personalcomputer
Zusammenfassung
Für den Betrieb eines Personalcomputers ist das Betriebssystem ein wesentlicher Bestandteil. Im folgenden soll daher ein Überblick über die Aufgaben und Funktionen von Betriebssystemen gegeben werden. Insbesondere werden Echtzeit-Betriebssysteme betrachtet. In einem zweiten Teil werden neben Einsatzmöglichkeiten von Echtzeit-Betriebssystemen einige am Markt gängige Betriebssysteme besprochen.
Susanne Burger
4. Software für Datenerfassung und -auswertung
Zusammenfassung
In Kapitel 3 sind Betriebssysteme für PCs behandelt. Dabei werden die allgemeinen Aufgaben eines Betriebssystems (BS, englisch OS: Operating System) kurz dargestellt, der Schwerpunkt liegt dort aber auf „Echtzeit“(engl. Real-Time, RT), was für Anwendungen bei Messen, Steuern und Regeln natürlich vorrangig ist. Im ersten Abschnitt dieses Kapitels sollen ergänzend ein paar wesentliche BS-Grundlagen zusammengetragen werden, die noch nicht angesprochen wurden, den Gesamtzusammenhang aber doch weiter verdeutlichen können. Es folgen einige Anmerkungen zum Thema “Standard-Software” und schließlich die Kurzbesprechung einer Reihe von Programmen für die Erfassung und Darstellung von Meßdaten.
Harald Schumny

Signalerfassung, Verarbeitung und Darstellung

Frontmatter
5. Meßdatenauswertung und Meßunsicherheit
Zusammenfassung
Auswertung von Messungen einer einzelnen direkt gemessenen physikalischen Größe nach DIN 1319 Teil 3: Zufällige und systematische Meßabweichungen. Statistische Grundbegriffe: Mittelwert, Varianz, Standardabweichung, Vertrauensintervall, Student-Faktor. Korrektion. Begriff und Berechnung der Meßunsicherheit. Angabe des Meßergebnisses mit Meßunsicherheit. Programmbeispiel.
Klaus Weise
6. Grundlagen der Meßdatenerfassung und -auswertung
Zusammenfassung
Die Anwendung von Methoden der rechnergestützten Erfassung, Analyse und Verarbeitung analoger Signale setzt grundlegende Kenntnisse über Signalstrukturen und Signaltypen voraus. Unmittelbar damit verbunden sind auch Kenntnisse über die „Hardware“- d.h. diejenigen Schaltungen -, die diese Signale erzeugen und verarbeiten. Bild 6.1 zeigt ein typisches System zur Signalverarbeitung mit einem Arbeitsplatzcomputer (APC). Dabei sind die beidseitig vom Rechner dargestellten Funktionsgruppen in vielen Anwendungsfällen auf einer Leiterkarte zusammengefaßt, die als sogenanntes Meßdaten-Erfassungssystem (DAS, Data Acquisition System) in den Rechner eingebaut wird.
J.-Uwe Varchmin
7. Meßtechnische Instrumentierung von PCs
Zusammenfassung
Die Haupteinsatzgebiete des Personalcomputers im kommerziellen Bereich sind: Textverarbeitung, Graphik-Präsentation, Kommunikation, Projektplanung und -kontrolle (Bild 7.1). Spezielle Zusatz-Hardware ist in diesem Aufgabenbereich nur bei der Kommunikation über Lokale Netze (LAN) erforderlich.
J.-Uwe Varchmin
8. Meß- und Steuerungssysteme mit IEC-Bus-Geräten und PC
Zusammenfassung
Wechselnde Aufgaben im industriellen Prüffeld und Forschungslabor erfordern standardisierte Schnittstellen für den Anschluß der Meßgeräte und Prozeßsteuerungen an den PC. Schon 1974 wurde die Normung der IEC-625/IEEE-488Schnittstelle (kurz IEC-Bus) eingeführt, die den Aufbau von Meßsystemen und deren Steuerung mit Computern — damals speziellen IEC-Bus-Controllern — wesentlich vereinfacht.
J.-Uwe Varchmin

Software für Erfassung und Verarbeitung

Frontmatter
9. Konzept zur Software für die rechnergestützte Meßwerterfassung und Auswertung mit PC
Zusammenfassung
Die Erfassung und Auswertung von Meßdaten steckt in einem tiefgreifenden Umbruch. Die Verfügbarkeit leistungsfähiger Hardware, deren Preis tendenziell weiter sinkt, hat zu einer rasanten Entwicklung digitaler Datenverarbeitung geführt, die sich inzwischen auch auf den gesamten Bereich der Meß- und Prüftechnik ausgedehnt hat.
Wilfried Melder
10. ASYST — Eine Programmiersprache zur Meßdatenverarbeitung
Zusammenfassung
Wie können Meßdaten auf einem Personalcomputer, kurz PC, verarbeitet werden? Zunächst ist festzustellen, ob ein geeignetes Programmpaket bereits existiert, das den Ansprüchen an Erfassung, Verarbeitung, Darstellung und Ausgabe gerecht wird. Nur wenn dies nicht der Fall ist, sollte der Anwender dazu übergehen, seine eigenen, angepaßten Programme zu schreiben — oder schreiben zu lassen. Die Entscheidung für eine bestimmte Programmiersprache ist dabei mehr oder minder endgültig.
W. Bartels
11. Anforderungen an PC-Meßplätze in der automatisierten Meßtechnik
Zusammenfassung
Vor ca. 20 Jahren wurden Ströme und Spannungen ausschließlich mit analogen Zeigerinstrumenten gemessen. Mechanische Zähler zur Erfassung von Frequenzen und Meßbrücken zur Ermittlung von Widerständen waren up to date. Gemessen wurde damals mit einer Genauigkeit von ca. 1 %. Geräte mit einer Genauigkeit von 0,1 % gehörten schon zur Spitzenklasse. Durch Einführung der digitalen Meßverfahren gelang ein entscheidender Durchbruch in neue Genauigkeitsklassen. Digitale Meßgeräte sind aus der heutigen Meßtechnik nicht mehr wegzudenken.
Armin Preuss
12. Integrierte Meßdatenerfassung
Von der Datenaufnahme bis zur Versuchsdokumentation
Zusammenfassung
In den letzten Jahren hat sich das Erscheinungsbild moderner Software gewandelt. Sehr früh wurde kommerziellen Anwendern deutlich, daß mit dem Einsatz von Public-domain-Software wie z.B. Wordstar und dBASE zu sehr begrenzte Einsatzgebiete erschlossen wurden.
Joachim Hilsmann, Karlheinz Stein

Hardware-Aspekte und Anwendungen

Frontmatter
13. Erfassung und Verarbeitung dynamischer Meßsignale mit dem PC
Zusammenfassung
Der Einsatz von Personalcomputern zur Meßwerterfassung und Auswertung ist für Versuche und in der Anlagenüberwachung weit verbreitet, da aufgrund der geringen Datenmengen pro Zeiteinheit die Hardware leistungsfähig genug ist.
Hendrik Immel
14. PP2 — Eine typische Prozeßperipherie
Zusammenfassung
Es wird der Aufbau, die Rechneranschaltung und die Systemsteuerung der Prozeßperipherie PP2 beschrieben. PP2 ist eine in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig entwickelte modulare, universelle Prozeßperipherie für Kleinrechner (PCs) zum Messen, Steuern und Regeln physikalischer Prozesse.
Hans-Joachim Schuster
15. Die neue Generation von Meßdateninterfaces
Gezeigt an den Unterschieden zwischen Datenlogger, Datenakquisition und Prozeßkontroller
Zusammenfassung
Die fortschreitende Verbreitung von Personal-, Mikro- und Minicomputern in der Meßwerterfassung und Prozeßkontrolle hat in den letzten Jahren zu einem Innovationsschub in der Technologie der Meßdateninterfaces geführt. War der klassische Datenlogger früher meist ein eigenständiges, autonomes Meßsystem mit wenig Intelligenz und eigener Rechenleistung, so steht heute im Mittelpunkt vieler Meß-, Steuer- und Regelaufgaben der Mikro- oder Personalcomputer.
Harry Reimer
16. Resümee, Vergleiche, Ausblicke
Zusammenfassung
Als die PCs nach IBM-Muster (IBM-kompatibel) am Markt durchgesetzt waren und im Verlaufe der Jahre durch Hardware-Verbesserungen zu akzeptablen Arbeitsplatzcomputern weiterentwickelt wurden, gab es für kaufmännische Anwendungen (Büroautomatisierung) zunehmend ausgereifte und leistungsfähige Software, entweder allgemein verwendbar (z.B. für Textbearbeitung, Datenbankverwaltung, Kalkulation, Planung) oder branchenspezifisch.
Harald Schumny
Backmatter
Metadaten
Titel
Personal Computer in Labor, Versuchs- und Prüffeld
herausgegeben von
Dr.-Ing. Harald Schumny
Copyright-Jahr
1990
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-662-22282-9
Print ISBN
978-3-540-52316-1
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-22282-9