Die Pflichtveranstaltung bestehend aus Vorlesung, Übung und Praktikum findet für den Bachelor Studiengang Maschinenbau und Verfahrenstechnik im 5. Semester statt.

Informationen, die durch Anwendung messtechnischer Verfahren gewonnen werden, sind Voraussetzung für
- die Steuerung von Maschinen und Anlagen,
- die Regelung und Überwachung von Prozessen,
- die experimentelle Untersuchung und Entwicklung von Eigenschaften und Verfahren, sowie
- die Entwicklung bzw. Überprüfung von Modellen und Theorien.

Die Veranstaltung vermittelt Anworten auf die zentralen Fragen:
- Was ist ein Signal ?
- Wie entsteht ein Signal ?
- Wie erhält man aus einem Signal die gesuchte Information ?

Vorlesung und Übung
1 Einführung: Messen, Systeme, Signale
2 Statistik: Verteilung, Momente
3 Fehler und ihre Fortpflanzung
4 Datenanalyse und Reduktion: lineare und nichtlineare Regression
5 Dynamik
6 Rauschen: thermisches, Schrot-, Telegraphen-Rauschen
7 Analoge Signalverarbeitung: Filter, Verstärker
8 Digital Signalverarbeitung: A/D-Wandler
9 Sensoren und elektrische Messtechnik
9.1 Resistive Sensoren
9.2 Kapazitive Sensoren
9.3 Magnetische Sensoren
9.4 Aktive Sensoren

Praktikum
1 Gasfluss: Kennlinie, Kalibrierung
2 Oszilloskop: Dynamik, analoge Signalverarbeitung
3 Lock-in-Verstärker: Signale und Rauschen, digitale Signalverarbeitung
4 Dynamische Lichstreuung: Korrelation, Verteilung

• Messtechnik
- E. Schrüfer, Elektrische Messtechnik, 8. Auflage, Hanser 2003
- R. Lerch, Elektrische Meßtechnik, Springer, Berlin 2010
- J. Niebuhr & G. Lindner, Physikalische Meßtechnik mit Sensoren, Oldenbourg, 2002
- J. P. Holman, Experimental Methods for Engineers, McGraw Hill, 2001

• Elektronik
- E. Hering, K. Bressler, J. Gutekunst, Elektronik für Ingenieure, Springer 2005

• Physik
- E. Hering, R. Martin, M. Stohrer, Physik für Ingenieure, Springer 2007

• Mathematik
- Philip R. Bevington, Data Reduction and Error Analysis for The Physical Sciences, McGraw-Hill 1992
- William H. Press, Saul A. Teukolsky, William T. Vetterling, and Brian P. Flannery, Numerical Recipes: The Art of Scientific Computing, Cambridge University Press 2007

- Die Physikalisch Technische Bundesanstalt (PTB)
- The NIST Reference on Constants, Units and Uncertainty


- Bureau International des Poids et Mesure



- Stanford Research Systems: Application Notes


- National Instruments

- GNUPLOT Homepage

- GNUPLOT Grundkurs

- GNUPLOT am einfachen Beispiel

- Test-Daten zu GNUPLOT am einfachen Beispiel

- Tabellen zur Normalverteilung

- Abbildungen zur A/D-Wandlung: Binäre Kodierung und spektrale Überlappung

- Überblick über Sensoren (Tabellen aus E. Hering, K. Bressler, J. Gutekunst, Elektronik für Ingenieure, Springer 2005)

- Abbildungen zu kapazitiven Sensoren

1. Kennlinien, Linearisierung, Kalibrierung: Kennlinie eines Drucksensors, Kennlinie eines Heißleiters (18./25.10.11)

2. Gaußsches Fehlerfortpflanzungsgesetz, Kurvenanpassung: RC-Tiefpass, Gaußsche Normalverteilung (08./15.11.11)

3. Statistik: Gaußsche Normalverteilung II (22.11.11)

4. Statistik II: Exponentialverteilung (29.11.11)

5. Graphische Geradenanpassung: RC-Tiefpass II (06.12.11)

6. Dynamik: Temperaturfühler, Lineares Messglied 1. Ordung (13.12.11)

7. Analoge Signalverarbeitung: Nicht-Invertierender Operationsverstärker (20.12.11)

8. Thermisches Rauschen: Rauschende Serien- und Parallelwiderstände (10.01.12)

9. Resistive Sensoren, Digitale Signalverarbeitung, Elektrische Messtechnik: Pt100-Widerstandsthermometer, Innenwiderstand / Messbereichserweiterung eines Voltmeters, Wheatstone'sche Brücke (17.01.12)

10. Resistive Sensoren, Wechselstrom-Messbrücken, Aktive Sensoren: Dehnungsmessstreifen, Maxwell-Wien'sche Brücke, Thermoelement (24.01.12)

11. Kapazitive Sensoren: Füllstandsmessung (31.01.12)

PFLICHT-Vorbesprechung und Sicherheitsbelehrung: 15.11.11 im Anschluss an die Vorlesung

Praktikumstermine:
ab Do 17.11. bis Di 24.1. (nicht Do 8.12. und im Zeitraum 23.12. bis 6.1.) jeweils Mo 14-16, Di 10-12 und Do 8-10 in MD 048

Gruppenplan (Stand: 21.11.2011, 11:45 Uhr)

Terminplan (Stand: 21.11.2011, 11:45 Uhr)

Versuchsanleitungen:

Anleitung für Versuch 1 (Gasflussmessung)
Sprechstunde C. Schilling: dienstags 9-10 Uhr und freitags 9-10 Uhr in MA 269

Anleitung für Versuch 2 (Oszilloskop)
Sprechstunde U. Dörfler: montags 16-17 Uhr und dienstags 16-17 Uhr in MA 343

Anleitung für Versuch 3 (Lock-In Verstärker)
Sprechstunde A. Kompch: montags 16-18 Uhr und donnerstags 10-12 Uhr in MA 267 B

Anleitung für Versuch 4 (Dynamische Lichtstreuung)
Sprechstunde A. Sandmann: dienstags 9-10 Uhr und freitags 9-10 Uhr in MA 269

Das folgende Formular soll Ihnen als Nachweis für die erfolgreiche Teilnahme am Praktikum dienen und ist dementsprechend zu jedem Praktikumstermin mitzubringen und auch nach Beendigung des Praktikums in Ihren Studienunterlagen aufzubewahren.

Leistungsnachweis

• Klausurtermin: Mittwoch, 14.03.2011, 08:30 bis 10:00 Uhr in der LD Sporthalle und dem Hörsaal LB 107. Die Raumaufteilung ist wie folgt:
- LD-Sporthalle: Studierende mit Anfangsbuchstabe des Nachnamens von A bis R
- Hörsaal LB 107: Studierende mit Anfangsbuchstabe des Nachnamens von S bis Z

• Erlaubte Hilfsmittel:
- eine selbst mit der Hand geschriebene Formelsammlung (1 DIN A4 - Blatt, beidseitig beschrieben)
- ein nicht programmierbarer Taschenrechner

• Sehen Sie sich zur Vorbereitung auf jeden Fall die aktuellen Übungsaufgaben, die Versuche des Praktikums hinsichtlich der Datenauswertung und die "alten" Klausuraufgaben an. Es wird wie immer auch eine Aufgabe zum Praktikum geben.

"Alte" Klausuraufgaben:

MT-Klausuraufgaben WS2005/06 bis SS 2011

Hier finden Sie alle Lösungen (nicht die Lösungswege) der MT-Klausuraufgaben WS 2005/06 bis SS 2011