Rechnergestützte Messtechnik (RMT)
- Dozent/in
- Prof. Dr.-Ing. habil. Tino Hausotte
- Angaben
- Vorlesung
2 SWS, ECTS-Studium, Sprache Deutsch
Zeit und Ort: Mo 16:15 - 17:45, H10
- Studienfächer / Studienrichtungen
- WPF MB-MA-FG6 1-3 (ECTS-Credits: 2,5)
WPF MB-MA-IP6 1 (ECTS-Credits: 2,5)
WPF INF-NF-MB ab 6
WPF ME-BA-MG11 5-6 (ECTS-Credits: 2,5)
WPF ME-MA-MG11 1-3 (ECTS-Credits: 2,5)
WPF BPT-MA-M 3-4 (ECTS-Credits: 2,5)
WPF MT-MA-GPP 1-2 (ECTS-Credits: 2,5)
- Voraussetzungen / Organisatorisches
- Der Besuch der Grundlagen-Vorlesung Grundlagen der Messtechnik (GMT) wird empfohlen
Unterlagen zur Lehrveranstaltung werden passwortgeschützt auf der Lernplattform StudOn (http://www.studon.uni-erlangen.de/cat1205.html) bereitgestellt. Das Passwort wird in der ersten Vorlesung bekannt gegeben.
Informationen zur Prüfung erhalten Sie unter der zugeordneten UnivIS-Modulbeschreibung (siehe Link unten)
Prüfungstermine, eine allgemeine Regel der Prüfungstagvergabe und Termine der Klausureinsicht finden Sie auf StudOn: Prüfungstermine und Termine der Klausureinsicht (http://www.studon.uni-erlangen.de/cat427090.html)
Ansprechpartner für organisatorische Fragen: M.Sc. Zhongyuan Sun (http://www.fmt.tf.fau.de/wir-ueber-uns/mitarbeiter/snz.shtml)
- Inhalt
- Grundlagen: Grundbegriffe (Messgröße, Messsignal, Informationsparameter, analoges und digitales Signal) • Prinzip eines Messgerätes, direkte und indirekte Messung • Klassifizierung von Signalen (Informationsparameter) • Fourierreihen und Fouriertransformation • Fourieranalyse • DFT und FFT (praktische Realisierung) • Aliasing und Shannon's-Abtasttheorem • Übertragungsverhalten (Antwortfunktionen, Frequenzgang, Übertragungsfunktion) • Laplace-Transformation, Z-Transformation und Wavelet-Transformation • Digitalisierungskette
Verarbeitung und Übertragung analoger Signale: Operationsverstärker (idealer und realer, Rückkopplung) • Kenngrößen von Operationsverstärkern • Frequenzabhängige Verstärkung von Operationsverstärkern • Operationsverstärkertypen • Rückkopplung und Grundschaltungen • OPV mit differentiellen Ausgang • analoge Filter (Bode-Diagramm, Tiefpassfilter, Hochpassfilter, Bandpassfilter, Bandsperrfilter) • Messsignalübertragung (Einheitssignale) • Spannungs-Frequenz-Wandler • Galvanische Trennung und optische Übertragung • Modulatoren und Demodulatoren • Multiplexer und Demultiplexer • Abtast-Halte-Glied
A/D- und D/A-Umsetzer: digitale und analoge Signale • Digitalisierungskette • A/D-Umsetzer (Nachlauf ADU, Wägeverfahren, Rampen-A/D-Umsetzer, Dual Slope-Verfahren, Charge-Balancing-A/D-Umsetzverfahren, Parallel-A/D-Umsetzer, Kaskaden-A/D-Umsetzverfahren, Pipeline-A/D-Umsetzer, Delta-Sigma-A/D-Umsetzer / 1-Bit- bis N-Bit-Umsetzer, Einsatzbereiche, Kennwerte, Abweichungen, Signal-Rausch-Verhältnis) • Digital-Analog-Umsetzungskette • D/A-Umsetzer (Direkt bzw. Parallelumsetzer, Wägeumsetzer, Zählverfahren, Delta-Sigma-Umsetzer / 1-Bit- bis N-Bit-Umsetzer)
Verarbeitung digitaler Signale: digitale Codes • Schaltnetze (Kombinatorische Schaltungslogik) • Schaltalgebra und logische Grundverknüpfungen • Schaltwerke (Sequentielle Schaltnetze) • Speicherglieder (Flip-Flops, Sequentielle Grundschaltungen), Halbleiterspeicher • anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) • programmierbare logische Schaltung (PLDs) • Rechnerarten
Bussysteme: Bussysteme (Master, Slave, Arbiter, Routing, Repeater) • Arbitrierung • Topologien (physikalische und logische Topologie, Kennwerte, Punkt-zu-Punkt-Topologie, vermaschtes Netz, Stern-Topologie, Ring-Topologie, Bus-Topologie, Baum-Topologie, Zell-Topologie) • Übertragungsmedien (Mehrdrahtleitung, Koaxialkabel, Lichtwellenleiter) • ISO-OSI-Referenzmodell • Physikalische Schnittstellenstandards (RS-232C, RS-422, RS-485) • Feldbussysteme, GPIB (IEC-625-Bus), Messgerätebusse
USB Universal Serial Bus: Struktur des Busses • Verbindung der Geräte, Transceiver, Geschwingigkeitserkennung, Signalkodierung • Übertragungsarten (Control-Transfer, Bulk-Transfer, Isochrone-Transfer, Interrupt-Transfer, Datenübertragung mit Paketen) • Frames und Mikroframes, Geschwindigkeiten, Geschwindigkeitsumsetzung mit Hub • Deskriptoren und Software • Layer Entwicklungstools • Compliance Test • USB 3.0
Digitale Filter: analoge Filter • Eigenschaften und Charakterisierung von digitalen Filtern • Implementierung von digitalen Filtern • digitale Filter (IIR-Filter und FIR-Filter) und Formen • Messwert-Dezimierer, Digitaler Mittelwertfilter, Gaußfilter • Fensterfunktion • Realisierung mit Matlab
Messdatenauswertung: zufällige und systematische Messabweichungen, Kalibrierung • Kennlinienabweichungen und Methoden zu deren Ermittlung • Korrelationsanalyse und Regressionsanalyse • Kennlinienkorrektur • Approximation, Interpolation, Extrapolation • Arten der Kennlinienkorrektur • Messunsicherheit und deren Bestimmung • Vorgehensweise zur Ermittlung der Unsicherheit
Schaltungs- und Leiterplattenentwurf: Leiterplatten • Leiterplattenmaterial • Leiterplattenarten • Durchkontaktierungen • Leiterplattenentwurf und -entflechtung • Software • Leiterplattenherstellung
- ECTS-Informationen:
- Title:
- Computer-Aided Metrology
- Prerequisites
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- Contents
- Computer-aided evaluation, presentation, visualization and analysis of measured data and measurement results
Sensors and multi-sensor networks, methods, models and application areas of data fusion
Presentation, description, processing and analysis of static and dynamic digital signals
- Zusätzliche Informationen
- Erwartete Teilnehmerzahl: 47
- Verwendung in folgenden UnivIS-Modulen
- Startsemester SS 2015:
- Mikro-, Nano- und rechnergestützte Messtechnik (MNMT u. RMT)
- Institution: Chair of Manufacturing Metrology
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