Mechatronik (auslaufend)

Fakultät EMI

Modulhandbuch

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Sensorik

Empfohlene Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium
Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden lernen die Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten  von Sensoren und geeigneter Signalverabreitung in der Messtechnik, Automatisierungstechnik und in der Regelungstechnik.

Sie kennen verschiedene physikalische Effekte für die Erfassung von Messgrößen und die Umsetzung der Wirkprinzipien in verschiedene Sensortypen. Die Studierenden sind in der Lage eine Messaufgabe zu analysieren und die geeigneten Sensoren, Analyseverfahren und Messmethoden auszuwählen.
Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90 und Laborarbeit
Leistungspunkte Noten

5 Creditpunkte
Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Stefan Hensel
Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium
Bachelor EI, Hauptstudium
Bachelor EI3nat, Hauptstudium
Veranstaltungen

Mess- und Sensortechnik

Art Vorlesung
Nr. EMI3335
SWS 2.0
Lerninhalt

Definition und Eigenschaften eines Sensors: einfach, integriert, intelligent ("smart sensor")

Überblick von Messgrößen und möglichen Messprinzipien:

  • Drucksensoren: Piezoresistiv, kapazitiv, Temperaturkompensationmethoden
  • Längen- und Wegmessung:
    • Induktiv: Tauchanker, LVDT, Phasensynchrone Demodulation
    • Kapazitiv: Schichtdickenmessung
    • Optisch: Phasenbezogene Entfernungsmessung, Triangulation
  • Kraftmessung:
    • Dehnungsmessstreifen und Auswerteschaltungen
  • Korrelationsmesstechnik: Kreuzkorrelation, Störunterdrückung, Laufzeitkorrelation

Messsignalverarbeitung in der Messkette:

  • Normalverteilte Messabweichungen
  • Kleinste Quadrate Schätzung
  • Sensordatenfusion mit dem gewichteten kleinste Quadrate Schätzer
Literatur
  • Sensortechnik Handbuch für Praxis und Wissenschaft, Tränkler, H. (Springer, 2014)
  • Sensoren in Wissenschaft und Technik, Hering, E. (Vieweg+Teubner, 2012)
  • Elektrische Messtechnik, Schrüfer, E. (Hanser, 2014)

Labor Mess- und Sensortechnik

Art Labor/Studio
Nr. EMI261
SWS 2.0
Lerninhalt

Das Labor verknüpft die in der Vorlesung erarbeiteten Messmethoden und vorgestellten Sensoren mit sechs Versuchen

  • Interferometrische Längenmesstechnik
  • Korrelationsmesstechnik: Störunterdrückung, Laufzeitmessungen
  • Dehungsmessstreifen: Dehnung, Biegung, Torsion, Wägezelle
  • Rechnergestützte Messdatenerfassung und -verarbeitung: Induktive und potentiometrische Wegmessung
  • Wegmessung: Linear Variabler Differenzialtransformator (LVDT), phasenempfindliche Demodulation (Lock-In)
  • Druckmesstechnik: Piezoresistive Druckmessung, Temperaturkompensation, Füllstandsmessung, barometrische Messungen

 
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