Skript zum Praktikum

TIERPHYSIOLOGISCHER KURS BIOINFORMATIK SS 2013 5
MESSGERÄTE
Die meisten Sensoren wandeln eine primäre Messgröße in eine Spannung um. Da
sich im Verlauf eines Experiments in der Regel der Betrag der Messgröße und
damit die Ausgangsspannung des Sensors ändert, ist es zweckmäßig, die
Messung mit einem Gerät vorzunehmen, das nicht nur das momentane
Messsignal, sondern das auch dessen zeitlichen Verlauf sichtbar macht. Bis vor
wenigen Jahren verwendete man dafür ein Oszilloskop, dessen Funktionsweise
Sie in jedem Physikbuch nachlesen können. Stand der Technik sind heutzutage
volldigitale Datenerfassungssysteme, die alle Funktionen eines Oszilloskops
bieten und sich ganz ähnlich bedienen lassen, die zusätzlich aber auch alle
ankommenden Signale digital speichern, so dass die Messwerte auch nach der
Messung zur Verfügung stehen. Im Kurs verwenden wir als Datenerfassungsund
-analysesystem PowerLab und die Software Chart. Eine Einführung zur
Bedienung der Software erhalten Sie im Kurs.
Abbildung 2: Prinzip der digitalen Datenerfassung mit Powerlab
ERFASSUNG ANALOGER SIGNALE MIT DIGITALER TECHNIK
Die Messdaten, die bei biologischen Messungen anfallen, sind in der Regel
kontinuierliche („analoge“) Signale. Während diese im herkömmlichen
Oszilloskop lediglich verstärkt werden mussten und dann direkt auf die
Ablenkplatten der Vertikalablenkung geschaltet wurden, ist es bei der Erfassung
analoger Signale mit digitalen Geräten notwendig, den Signalverlauf mit Hilfe
eines Analog-Digital Wandlers (Analog-Digital Converter oder kurz: ADC) in eine
Folge von diskreten Daten umzuformen. Die wichtigsten Parameter, über die ein
ADC verfügt, sind die Abtastrate und die Abtasttiefe. Da sie ganz wesentlich die
Qualität der Messdaten bestimmen, wird hier auf die Bedeutung beider Größen
näher eingegangen.