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  Fundamentals of Metrology - Grundlagen der Messtechnik - Übung (FoM UE)

Dozentinnen/Dozenten
Prof. Dr.-Ing. habil. Tino Hausotte, M. Sc. Zhongyuan Sun, Dipl.-Phys. Matthias Fleßner, Dipl.-Ing. Andreas Gröschl, Dr.-Ing. Alexander Schuler, Dipl.-Ing. Wito Hartmann, Akad. Rat, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Martin Timmermann

Angaben
Übung
2 SWS
nur Fachstudium, Sprache Deutsch
Zeit und Ort: Mi 12:15 - 13:45, HH; Bemerkung zu Zeit und Ort: Vorlesung statt Übung: 1. bis 2. Vorlesungswoche; weitere Verschiebungen werden in der Vorlesung und auf StudOn bekanntgegeben.

Studienfächer / Studienrichtungen
PF IP-BA 2 (ECTS-Credits: 2,5)
PF ET-BA 4 (ECTS-Credits: 2,5)
WPF WING-MA 1-3 (ECTS-Credits: 2,5)
WPF WING-BA-MB-ING-MG6 3-6 (ECTS-Credits: 2,5)

Voraussetzungen / Organisatorisches
  • Kenntnisse in Physik, Mathematik und Elektrotechnik
  • Unterlagen zur Lehrveranstaltung werden passwortgeschützt auf der Lernplattform StudOn bereitgestellt. Das Passwort wird in der ersten Vorlesung bekannt gegeben.

  • Ansprechpartner für organisatorische Fragen: M.Sc. Zhongyuan Sun

Inhalt
  • Statistik – Auswertung von Messreihen (Histogramme, Hypothesentest, Konfidenzintervalle, statistischen Maßzahlen)
  • Korrelation und Regression (Korrelationskoeffizient, Fehlerfortpflanzung, Residuenanalyse)

  • Messabweichungen, Einführung in die Messunsicherheitsberechnung (Kompensation systematischer Abweichungen, Messunsicherheitsanalyse einer einfachen Messung)

  • Elektrische Größen, Messelektronik und Analog-Digital-Umsetzung (Abweichungsberechnung bei der Strommessung, Anpassungsnetzwerk für ein Drehspulinstrument, Bereichsanpassung mit einem Operationsverstärker)

  • Anwendung der Wheatstone’schen Brückenschaltung bei Messungen mit Dehnungsmessstreifen

  • Messungen mit Fotodioden bei unterschiedlichen Betriebsarten

  • Temperaturmesstechnik (Aufgaben zu Metall-Widerstandsthermometern und Pyrometern)

  • Längenmesstechnik (Abbesche Prinzip, Induktivität eines Eisenkerns mit Luftspalt, Foliendickenmessung mittels einer kapazitiven Messeinrichtung)

  • Messen von Kraft und Masse (Massewirkung, Balkenwaage, Federwaage, piezoelektrischer Kraftsensor)

  • Prozessmesstechnik (Druck- und Durchflussmessung, U-Rohrmanometer, Corioliskraftmessung, Ultraschallmessverfahren, Turbinenzähler)

  • Fertigungsmesstechnik (Standardgeometrieelemente, Angabe von Toleranzen, Prüfen von Rundheitsabweichungen mit Hilfe eines Feinzeigers)

  • Mikro- und Nanomesstechnik (Berechnung der Hertz’schen Pressung bei taktilen Messungen, Rastersondenverfahren, optische Verfahren)

Empfohlene Literatur
  • Internationales Wörterbuch der Metrologie; Hrsg. DIN Deutsches Institut für Normung; Beuth-Verlag, Berlin 2012
  • Hoffmann, J.: Handbuch der Messtechnik, Carl Hanser Verlag, München 2012

  • Profos, P.; Pfeifer, T.: Handbuch der industriellen Messtechnik, Oldenbourg-Verlag, München, 2002

  • Bucher, J.: The Metrology Handbook, ASQ Quality Press, Milwaukee, 2004

ECTS-Informationen:
Title:
Fundamentals of Metrology - Exercise

Prerequisites
  • Knowledge of physics, mathematics and statistics
  • Lecture notes will be available for download on the learning platform StudOn (www.studon.uni-erlangen.de). The password will be disclosed in the first lecture.

Contents
  • Statistics – Evaluation of series of measurements (histograms, statistical testing methods, confidence intervals, statistical measures)
  • Correlation and regression (correlation coefficient, propagation of uncertainty, residual analysis)

  • Measurement errors, introduction to measurement uncertainty (compensation of systematic errors, evaluation of measurement uncertainty of a simple measurement)

  • Electrical quantities, measurement electronics and Analog-to-digital conversion (Error calculation for current measurement, Compensating network for a moving coil instrument, Range adaption with an operational amplifier)

  • Wheatstone bridge circuit – measurements with strain gages

  • Measurements using photodiodes with different modes

  • Temperature measurement (exercises to metal resistance thermometers and pyrometers)

  • Length measurement (Abbe principle, inductance of an iron core with an air gap, film thickness measurement by means of a capacitive measuring device)

  • Measurement of force and mass (mass impact, beam balance, spring balance, piezoelectric force sensor)

  • Process measurement technology (pressure and flow measurement, U-tube manometer, coriolis force measurement, ultrasonic measurement techniques, turbine meters)

  • Manufacturing metrology (geometrical features, specifying tolerances, checking roundness using a calliper)

  • Micro-and nano metrology (calculation of Hertzian stress of tactile measurements, scanning probe microscopy)

Zusätzliche Informationen
Schlagwörter: Einheiten, Messkette, Messeffekte, Messmethoden, Messprinzipien
Erwartete Teilnehmerzahl: 176

Zugeordnet zu: Fundamentals of Metrology - Grundlagen der Messtechnik

Verwendung in folgenden UnivIS-Modulen
Startsemester SS 2014:
Fundamentals of Metrology (FoM)
Grundlagen der Messtechnik (GMT)

Institution: Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik (FMT)
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