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MAT – Durchflussmessung

Ziel der Laborübung ist eine Vertiefung der Kenntnisse über die Messverfahren einer Durchflussmessung. An einem Versuchsstand zur Luft-Volumenstrom-Messung stehen dabei die Norm-Blende, Venturi-Düse, Drehkolbenzähler, Wirbelfrequenz-Durchflussmesser und ein Ultraschall-Durchflussmesser zur Verfügung.
Neben der praktischen Arbeit mit den Messverfahren und den Berechnungsgleichung werden Fragen der Anwendungsmöglichkeiten, der normgerechten Einbaus, der Einsatzgrenzen, der zweckmäßigen Messwerterfassung und der Messunsicherheit behandelt.

Protokoll Durchflussmessung

Mögliche Antestat-Fragen:

  1. Welcher Erhaltungssatz gilt nicht bei der Venturidüse? Energie, Masse oder Impuls?
  2. Wie lang muss die freie Anlaufstrecke für die Normblende sein, damit der kleinste Fehler entsteht?
  3. Wenn beim Messen des Umgebungsdruck die Spannung mit 10 +/- 0,1V abgelesen wird, wie groß ist dann der daraus resultierende absolute Fehler für den Druck?
  4. Welcher Faktor dient bei der Vpunkt-Berechnung der Berücksichtigung der Lage der Druckmessstellen?
  5. Mit welchem der Messgeräte im Versuch kann man nicht den momentanen Volumenstrom ablesen?
  6. Bei welcher der Messgeräte im Versuch ist der Druckabfall über das Messgerät am größten?
  7. Wenn der Volumenstrom an einer Venturidüse oder Normblende stetig steigt, welchen Verlauf stellt der Druck über die Zeit dar?
  8. Welcher Name taucht auf, wenn man über Massenerhaltungssatz spricht?
  9. Rechenaufgabe: Der Messbereich eines Temperaturmessers ist 0..60°C, die Anzeige hat die elektrischen Daten von 4..20mA. Welche Temperatur herrscht bei der Anzeige vom 12 mA?
  10. Bei welchem Messverfahren ist die Expansionszahl von Bedeutung?
  11. Welcher Name taucht auf, wenn man über das Messprinzip des Wirbelzählers spricht?
  12. Durch welchen Vorteil zeichnet sich die Normblende aus?
  13. An welchem Messgerät tritt der kleinste bleibende Druckverlust auf?
  14. Welcher Name ist in Bezug auf die Norm-Blende zu nennen?
  15. Welchen Effekt nutzt man bei der Ultraschall-Durchflussmessung?

MAT – Temperaturmessung

Ziel der Laborübung ist die Vertiefung der Grundkenntnisse über in der Praxis weit verbreitete Temperaturmessverfahren. Dazu stehen acht Versuchstände für die Temperaturmessung mit Berührungsthermometern (Thermoelemente und Widerstandsthermometer)
einschließlich der Möglichkeit unterschiedlich konfigurierte Messketten zu überprüfen und das dynamische Verhalten zu testen. Anhand von Beispielen lernen sie die Quellen systematischer statischer und dynamischer Fehler und die Möglichkeiten zu deren rechnerischen Korrektur bzw. technischen Kompensation kennen.

Protokoll Temperaturmessung

Mögliche Antestat-Fragen:

  1. Welche Änderung der Temperaturanzeige ist bei einem TE zu erwarten, wenn man die Leitung zwischen Vergleichsstelle und Drehspulmesswerk verlängert?
  2. Was bedeutet die Bezeichnung Pt100?
  3. Es ist ein Messumformer (Fehlerklasse 0,6), Anzeige F1, Messbereich (300°) und Testmessung (250°) gegeben. Welche Toleranz hat dieser?
  4. Die Temp. von siedenden Wasser wurde mit 98°C gemessen, welcher Fehler ist anzugeben?
  5. Wie ist der Ni100 R(T)-Verlauf?
  6. Gegeben ist eine 3 Leiterschaltung und Widerstandsthermometer. Wird durch längeres Kabel das Messergebnis verändert?
  7. Auf welchen Messprinzip beruht ein Thermoelement?
  8. Was geschieht bei Verlängerung der Leitung bei einem Drehspulinstrument?
  9. Welchen Unterschied gibt es beim Sprung in einem Wasserbad bzw. Luft?
  10. Name einer Person, die mit Widerstandsthermometer in Verbindung gebracht werden kann?
  11. Wie ist die gemessene Temperatur (Platin-Thermometer) bei einer 2-Leiter-Schaltung?
  12. Wie ändert sich die Temperaturanzeige, wenn das Kabel zw. Messstelle und Umformer bei einer 2 Drahtleitung verlängert wird?
  13. Wie kann man eine Präzisionsmessung mit Thermoelement durchführen?
  14. Wie ist der gemessene Wert beim NTC-Widerstand bei einer 2-Leiter-Schaltung? (zu hoch oder zu niedrig?)
  15. Wie ändert sich der Platin-TE-Widerstand mit steigender Temperatur?
  16. Wenn Thermoelement in heißem Luftstrom statt in einem heißen Wasserstrom positioniert ist, was verändert sich am wenigsten?

MAT – Dehnungsmessung

Ziel der Übung ist es, praktische Erfahrungen zu erlangen wie man mit Hilfe eines Dehnmessstreifens (DMS) Verformungen messen kann. Dazu werden zusammengesetzte Belastungen an einfachen Bauteilen durch eine Vorrichtung realisiert. Durch Auswahl geeigneter Messstellen soll das Verständnis für den Zusammenhang zwischen mechanischer Spannung und Verformung vertieft werden.

Protokoll Dehnungsmessung

Mögliche Antestat-Fragen:

  1. Was kennzeichnet einen einachsigen Spannungszustand?
  2. Welche Ursache hat die Widerstandsänderung eines Dehnmessstreifens?
  3. Wo ist die Spannung = 0?
  4. In der Neutralen Faser

Wo findet sich das maximale Biegemoment, bei einem eingespannten Stab?
  5. Was wird bei Wheatst. Brücke addiert/subtrahiert?
  6. Wie groß ist der Winkel zwischen den Hauptnormalspannungen und den Hauptschubspannungen?
  7. Wie lautet der Übertragungsfaktor?
  8. 
Die Spannungen des ebenen Spannungszustandes lauten?
  9. Wie definiert man den ebenen Spannungszustand?
  10. Wie lautet die Formel für die Ausgangsspannung bei einer Wheatstoneschen Vollbrückenschaltung?
  11. Ein eingespannter Balken unter Zug- und Biegebelastung, je ein DMS oben und unten in geringem Abstand von der Einspannstelle: Welches Vorzeichen hat die oben bzw. unten gemessene Spannung für Zug bzw. Biegebelastung?
  12. Wieso ändert ein DMS unter Belastung seinen Widerstand?
  13. 
Bei der Verwendung von unbelasteten „Dummy“-DMS zur Kompensation des thermischen Einflusses: Wo müssen diese Dummies in der Wheatstoneschen Brücke geschaltet sein?
  14. Welche Gleichung gilt für Sigma I und Sigma II beim reinen Schubspannungszustand?

MAT – Messdynamik

In der Übung werden Kenntnisse über Fehler bei der Messwerterfassung und -verarbeitung erworben, wenn das Messsignal zeitlich veränderlich ist. Dabei werden Probleme bei der Digitalisierung von analogen Messsignalen behandelt.

Protokoll Messdynamik

Mögliche Antestat-Fragen:

  1. Definition Einschwingzeit
  2. Definition Frequenzgang /Übertragungsfunktion
  3. Definition Amplitudengang
  4. Wie ist der Übertragungsfaktor von einen ADU (Analog-Digital-Umsetzer)?
  5. ADU mit 10 Bit, wie viele Spannungswerte sind möglich?
  6. Definition obere Grenzfrequenz
  7. Wie viele Kennwerte sind zur eindeutigen Beschreibung einer periodischen Rechteckschwingung nötig?
  8. Begründer der Informationstheorie
  9. Was ist das BODE-Diagramm?
  10. Kleine Rechnung: Messbereich & Einheit von einem Eingangs- und einem Ausgangssignals gegeben und man soll Übertragungsfaktor (mit Einheit) ausrechnen.

und natürlich noch weitere! Viel Erfolg!