Beschreibung: |
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 Antworten auf die zentralen Fragen: - Was ist ein Signal? - Wie entsteht ein Signal? - Wie erhält man aus einem Signal die gesuchte Information?
Themen
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 Lichtstreuung: Korrelation, Verteilung |
Lernziele: |
Die Studierenden beherrschen nach dem Besuch der Vorlesung und Übung die Grundlagen der Messtechnik, insbesondere die Methoden der Fehler- und Datenanalyse sowie der statistischen Beschreibung von Messergebnissen. Sie können Sensoren und Instrumente für wichtige Messgrößen auswählen, besitzen praktische Erfahrung mit einfachen Experimenten und kennen die Bedeutung der kritischen Interpretation von experimentellen Daten mit Hilfe von Modellen und Theorien. |
Literatur: |
• 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 - R. Müller, Rauschen, Springer 1990
• 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 |