Wochenablaufplan

Wochenplan Mess- und Sensortechnik (Messtechnik II)
WS 2016/2017
Woche
1
(KW 41)
V: 10.10.16
2
(KW42)
V: 17.10.16
Ü: 19.10.16
Ü: 21.10.16
3
(KW 43)
V: 24.10.16
Ü: 26.10.16
Ü: 28.10.16
4
(KW 44)
V: 31.10.16
Ü: 02.11.16
Ü: 04.11.16
5
(KW 45)
V: 07.11.16
Ü:09.11.16
Ü: 11.11.16
6
(KW 46)
V: 14.11.16
Ü: (16.11.16)
Ü: 18.11.16
7
(KW 47)
Vorlesung
Übung
1. Digitale Messtechnik
1.1. Einführung:
a) Quantisierung und Abtastung,
Quantisierungsrauschen
b) Digitale Messgeräte: Zähler,
Digitalmultimeter
1.2 Zeit- und Frequenzmessung mit digitalen
Zählern: Prinzip, Messunsicherheit
„Um 18:00 Uhr: Sick-Preisverleihung“
DSO (Digitale Spektralanalyse mit DFT/FFT)
1.3 Analog-Digital-Umsetzer (ADU) + DAU:
Prinzip, S&H
Parallelwandler, Sukzessive Approximation,
Kaskadenverfahren, Dual-Slope, DeltaSigma-Wandler
Ü1 (Gruppe 1):
Analoge Messtechnik,
Digitale Messtechnik
(Wertquantisierung,
Zeitdiskretisierung)
Ü1 (Gruppe 2):
s.o.
1.4 Automatische Messtechnik / PCMesstechnik:
Schnittstellen, Datenerfassung
Ausfall, Reformationstag
Ü2 (Gruppe 1):
Zeit-/Frequenzmessung mit
Zählern (Drehzahlmessung),
ADU (Dual-Slope)
2. Messsignaltheorie
Ü2 (Gruppe 2):
s.o.
2.1 Motivation: Messunsicherheitsbudget
Wiederholung Statistik aus MT I
(Fortpflanzungsregeln, Konfidenzintervall,…)
2.2 Stochastische Prozesse und
verallgemeinerte Unsicherheitsfortpflanzung
a) Werteverhalten: Erwartungswert, Varianz,
Kovarianz (Korrelation),
Fortpflanzungsrechnung
Ensemble-/Zeitbetrachtung, Mittelwert, emp.
Varianz
b)Zeitverhalten: Korrelation (AKF, KKF),
Wiener-Khinchin-Theorem, Leistungsdichte,
Parsevalsches Theorem
Ü3 (Gruppe 1):
Korrelation, Kovarianz,
Messunsicherheitsfortpflanzung, WienerKhinchin-Theorem
2.3 Rauschen als stochastischer Prozess:
Klassifizierung von Rauschen, Rauschquellen
Mittwoch Ausfall
Ü3 (Gruppe 2):
s.o.
Wochenplan Mess- und Sensortechnik (Messtechnik II)
WS 2016/2017
V: 21.11.16
Ü: 23.11.16
Ü: 25.11.16
8
(KW 48)
V: 28.11.16
Ü: 30.11.16
Ü: 02.12.16
9
(KW 49)
V: 05.12.16
Ü: 07.12.16
Ü: 09.12.16
10
(KW 50)
V: 12.12.16
Ü: 14.12.16
Ü: 16.12.16
11
(KW 51)
V: 19.12.16
KW(1)
Ü: 04.01.17
Ü: 06.01.17
12
(KW 02)
V: 09.01.17
Ü: 11.01.17
Ü: 13.01.17
(thermisches Rauschen, Schrotrauschen,
Quantisierungsrauschen (Wdh.), 1/fRauschen), Beschreibung, SNR
Anwendungsbeispiel: Bewertung von
Messsystemen (z.B. Photodetektor)
2.4 Regressionsrechnung: LS-Methode der
kleinsten Quadrate
„Fitfunktion“, digitale Lock-In-Messtechnik,
Frequenzmessung von Eintonsignalen mittels
DFT/FFT und QDT (Sinus/KosinusQuadratursignale)
2.5 Grundlagen der Messsystemtheorie:
Schätzer und deren Eigenschaften, CramerRao-Schranke (CRLB) als minimale
Messunsicherheit für unverzerrte Schätzer
(Vertiefungsmöglichkeit in Wahlvorlesung
„Messsystemtheorie“)
Anwendung: CRLB-Berechnung für die
Messung von Phasen und Frequenzen von
verrauschten, zeitbegrenzten, harmonischen
Signalen
3. Messverfahren für ausgewählte Größen
(Sensorik)
3.1 Motivation
Ü4 (Gruppe 1):
Rauschen als stochastischer
Prozess
Ü4 (Gruppe 2):
s.o.
Ü5 (Gruppe 1):
Regressionsrechnung,
Spektralanalyse, Frequenzund Phasenmessung, CRLB
3.2 Positionsmessung/Winkelmessung:
(analoge Sensoren: Kapazität, Induktivität)
digitale Sensoren, absolut/inkrementell,
Triangulation (1d, 2d, 3d), Laufzeitmessung
(Lock-in-Verstärker, Phasenmessung „LaserZollstock“, Ultraschall-Einparksensor)
3.3 Geschwindigkeitsmessung:
Gleichstrom- und Drehstromgeneratoren,
analoges und digitales Tachometer, ESP,
Weg-Laufzeit-Verfahren,
Korrelationsverfahren (Prinzip, diskrete
Kreuzkorrelation, optische Maus, SpeckleMessung: Laser-Maus),
Vorlesungsexperiment zur Korrelation /
optische Maus
Strömungs- und Durchflussmessung:
Mechanische Verfahren, Hitzdraht- und
Heißfilmsensoren, Ultraschall-Laufzeitverfahren, optische Korrelationstechnik
(PIV), Doppler basierte Verfahren (optisch +
Ultraschall), Induktion (MID-Sensor)
Ü5 (Gruppe 2):
s.o.
Ü6 (Gruppe 1):
Beispielaufgaben zu
Sensorik I (gesamte
Messkette)
Wochenplan Mess- und Sensortechnik (Messtechnik II)
WS 2016/2017
13
(KW 03)
V: 16.01.17
Ü: 18.01.17
Ü: 20.01.17
3.3 Dehnung-, Kraft-, Drehmoment-, Druck-,
Massen-, Beschleunigungsmessung:
Piezo, piezoresistive Sensoren, elektrische
Waagen, Airbagsensor, etc.
14
(KW 04)
V: 23.01.17
Ü: 25.01.17
Ü: 27.01.17
3.4 Temperaturmessung:
Elektrisch (Thermoelement) berührende und
berührungslose Sensoren, Faseroptik
(Fluoreszenz, QDT)
15
(KW 05)
V: 30.01.17
Ü: 01.02.17
Ü: 03.02.167
3.5 Weitere Messgrößen
elektrisches und magnetisches Feld
Gaskonzentration (Lambda-Sonde)
Lichtstrahlung
Zusammenfassung
Ü6 (Gruppe 2):
s.o.
Ü7 (Gruppe 1):
Beispielaufgaben zu
Sensorik II (gesamte
+Messkette)
Ü7 (Gruppe 2):
s.o.

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