Piezoelektrische Meßtechnik

1 Einleitung.- 2 Grundlagen der Piezoelektrizität.- 2.1 Der direkte und der reziproke piezoelektrische Effekt.- 2.2 Die Entdeckung der Piezoelektrizität.- 2.3 Entwicklung der technischen Anwendung der Piezoelektrizität.- 2.4 Entwicklung der Theorie des piezoelektrischen Effektes.- 3 Grundlagen der phänomenologischen Kristallphysik.- 3.1 Die Struktur der Kristalle.- 3.2 Einführung in die Tensorrechnung.- 3.3 Einige Anwendungen der Tensorrechnung in der Kristallphysik.- 4 Elastische Eigenschaften der Kristalle.- 4.1 Der Verzerrungszustand.- 4.2 Der Spannungszustand.- 4.3 Das Hookesche Gesetz.- 4.4 Transformationsgleichungen für elastische Konstanten.- 4.5 Der Youngsche Modul und die Poissonsche Zahl.- 4.6 Thermodynamik der Deformation.- 5 Grundlagen der Thermodynamik der piezoelektrischen Kristalle.- 5.1 Dielektrische Eigenschaften.- 5.2 Innere Energie des elastischen Dielektrikums.- 5.3 Lineare Zustandsgieichungen.- 5.4 Materialkonstanten.- 5.5 Beziehungen zwischen den Materialkonstanten.- 5.6 Die piezoelektrischen Konstanten.- 5.7 Die vier Arten des piezoelektrischen Effektes.- 5.8 Der piezoelektrische Effekt und die Kristallsymmetrie.- 5.9 Transformationsgleichungen für piezoelektrische Konstanten.- 5.10 Der pyroelektrische Effekt.- 5.11 Der hydrostatische piezoelektrische Effekt.- 5.12 Ferroelektrizität.- 5.13 Ferroika.- 5.14 Nichtlineare Effekte.- 6 Piezoelektrische Materialien.- 6.1 Allgemeine Anforderungen an piezoelektrische Materialien für Aufnehmer.- 6.2 Quarz.- 6.3 Turmalin.- 6.4 Einige andere piezoelektrische Einkristalle.- 6.5 Piezoelektrische Texturen.- 7 Grundbegriffe der piezoelektrischen Meßtechnik.- 7.1 Wahl der Begriffe und Definitionen.- 7.2 Definition eines Aufnehmers.- 7.3 Meßtechnische Eigenschaften der Aufnehmer.- 8 PiezoelektrischeAufnehmer.- 8.1 Einführung.- 8.2 Grundsätzliches zur Kraftmessung.- 8.3 Prinzipieller Aufbau der Aufnehmer.- 8.4 Allgemeine Übersicht über den praktischen Aufbau der Aufnehmer.- 8.5 Bauteile der Aufnehmer.- 9 Aufnehmer für Kräfte und Momente.- 9.1 Allgemeines.- 9.2 Aufnehmer für Kräfte.- 9.3 Mehrkomponenten-Kraftaufnehmer.- 9.4 Aufnehmer für Momente.- 9.5 Meßtechnische Besonderheiten von Ein- und Mehrkomponenten-Kraftmeßsystemen.- 9.6 Einbau von Kraftaufnehmern.- 9.7 Sechskomponenten-Kraftmessung.- 9.8 Grundlagen der Kalibrierung von Kraftaufnehmern.- 10 Druckaufnehmer.- 10.1 Allgemeines.- 10.2 Aufbau piezoelektrischer Druckaufnehmer.- 10.3 Niederdruck-Aufnehmer.- 10.4 Druckaufnehmer für allgemeine Anwendungen.- 10.5 Hochdruck-Aufnehmer.- 10.6 Druckaufnehmer mit Beschleunigungskompensation.- 10.7 Druckaufnehmer für hohe Temperaturen.- 10.8 Druckaufnehmer für plastische Massen.- 10.9 Grundlagen der Kalibrierung von Druckaufnehmern.- 11 Beschleunigungsaufnehmer.- 11.1 Allgemeines.- 11.2 Grundlegende Eigenschaften von Beschleunigungsaufnehmern.- 11.3 Bauformen piezoelektrischer Beschleunigungsaufnehmer.- 11.4 Besondere Eigenschaften von Beschleunigungsaufnehmern mit Aufnehmerelementen aus Turmalin oder piezoelektrischen Keramiken.- 11.5 Hochempfindliche Beschleunigungsaufnehmer.- 11.6 Beschleunigungsaufnehmer für allgemeine Anwendungen.- 11.7 Beschleunigungsaufnehmer für Schockmessungen.- 11.8 Beschleunigungsaufnehmer für hohe Temperaturen.- 11.9 Grundlagen der Kalibrierung von Beschleunigungsaufnehmern.- 12 Verstärker für piezoelektrische Aufnehmer.- 12.1 Elektrische Grundlagen.- 12.2 Der ideale Elektrometerverstärker.- 12.3 Der reale Elektrometerverstärker.- 12.4 Der ideale Ladungsverstärker.- 12.5 Der reale Ladungsverstärker.- 12.6 Kabel undStecker.