Lehrveranstaltungshandbuch Sensortechnik

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Verantwortlich: Prof. Dr. Stoll

Lehrveranstaltung

Befriedigt Modul (MID)

• aktuelle
  • Ba ET2012 ST
  • Ba ET2010 ST
• auslaufende
  • Diplom ET DPO3 MU2

Organisation

Version erstellt 2011-10-14 VID 1 gültig ab WS 2012/13 gültig bis

Bezeichnung Lang Sensortechnik LVID F07_ST LVPID (Prüfungsnummer) 718

Semesterplan (SWS) Vorlesung 2 Übung (ganzer Kurs) 2 Übung (geteilter Kurs) Praktikum 1 Projekt Seminar Tutorium (freiwillig)

Präsenzzeiten Vorlesung 30 Übung (ganzer Kurs) 30 Übung (geteilter Kurs) Praktikum 15 Projekt Seminar Tutorium (freiwillig)

max. Teilnehmerzahl Übung (ganzer Kurs) Übung (geteilter Kurs) 40 Praktikum 16 Projekt Seminar

Gesamtaufwand: 150

Unterrichtssprache

• Deutsch

Niveau

• Bachelor

Notwendige Voraussetzungen

• keine

Literatur

• keine

Dozenten

• Prof. Dr. Stoll

Wissenschaftliche Mitarbeiter

• keiner

Zeugnistext

Sensortechnik

Kompetenznachweis

Form
sK	90 Minuten

Aufwand [h]
sK	90 Minuten

Intervall: 3/Jahr

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Lehrveranstaltungselemente

Vorlesung / Übung

Lernziele

Lerninhalte (Kenntnisse)

• Physikalische, nichtelektrische Messtechnik mit Sensoren
• Sensoren mit passiven elektrischen Messgliedern
  • Widerstände
    • Widerstandsmessung
    • Elektrische Leitung
    • Kontaktstellung
    • Temperatur
    • Beleuchtungsstärke
    • Dehnung, DMS
    • Druck
    • Magnetische Flussdichte
    • Ionenkonzentration in Elektrolyten
    • Gaszusammensetzung
  • Kondensatoren
    • Kapazitätsmessung
    • Elektrodenfläche
    • Dielektrikum
    • Elektrodenabstand
  • Spulen
    • Induktivitätsmessung
    • Magnetischer Kreis
    • Drosselspulen
• Sensoren mit spannungsliefernden Messgliedern
  • Thermospannung
    • Thermoelement
    • Thermospannungsmessung
  • Halbleiter
    • Diode
    • Transistor-Differenzschaltung
  • Elektrochemische Spannung
    • Redox
    • Nernst-Spannung
    • Ionenselektive Elektroden
    • pH-Messkette
    • Gassensitive Elektroden
    • Elektrochemische Halbleitersensoren
  • Induktionsspannung
    • Lorentz-Beziehung
    • Induktionsgesetz
    • Impulsgeber
    • Tachogenerator
    • Magnetisch-induktiver Durchflussmesser IDM
    • Hall-Sensor
    • Differentialtransformator
    • Magnetoelastischer Kraftmesser
    • Tauchspulen
• Sensoren mit strom- oder ladungsliefernden Messgliedern
  • Photoelektrischer Effekt
    • Photoelement
    • Phototransistor
    • Charge Coupled Devices CCD
    • Halbleiter-Detektoren für ionisierende Strahlung
    • Photovervielfacher
  • Ionisation in Gasen
    • Flammen-Ionisations-Detektor
    • Ionisationskammer, Zählrohr
    • Ionisations-Rauchmelder
  • Amperometrie
    • in flüssigen Elektrolyten
    • mit Festkörper-Ionenleitern
  • Piezoelektrische Sensoren
  • Pyroelektrische Sensoren
• Sensoren mit Übertragungs- und Schwingungssystemen
  • Optische Durchstrahlungsverfahren
    • Spektrale Extinktionsmessung
    • Ionenkonzentration in Wasser
    • Stoffkonzentration in Luft
    • Lichtwellenleiter als Sensoren
  • Ultraschall-Messverfahren
    • Abstandsmessung
    • Geschwindigkeitsmessung
    • Strömungsmessung
    • Messung der Zusammensetzung von Gemischen
  • Thermische Messverfahren
    • Wärmeleitung in Gasen
    • Wärmetönung bei katalytischer Verbrennung
  • Resonatoren als Messaufnehmer
    • Harmonisch schwingende Systeme
    • Masse
    • Federkonstante
    • Dämpfung
    • Coriolis-Sensoren
    • Äußere Kraft
    • Kinematische Sensoren
• Messprinzipien und Messverfahren
  • Länge
    • Länge
    • Weg
    • Abstand
    • Winkel
    • Dicke
    • Schichtdicke
  • Dehnung, Kraft, Druck
    • Dehnung
    • Kraft
    • Drehmoment
    • Druck
  • Schwingung
  • Drehbewegung
  • Durchfluss
    • Volumendurchfluss
    • Massendurchfluss
  • Füllstand
  • Temperatur
    • Berührungsthermometer
    • Strahlungsgesetze
    • Strahlungsthermometer
    • Besondere Temperaturmessverfahren
  • Luftfeuchte
  • Ionisierende Strahlung, Radioaktivität
  • Stoffkonzentration in Luft
    • Gasanalyse
    • Staubmessung
  • Stoffkonzentration in Wasser

Fertigkeiten

• Messprinzipien, Sensoren und Messverfahren auswählen nach
  • Physikalischer Messgröße
  • Messbereich, Genauigkeit
  • Einsatzbedingungen, Zuverlässigkeit
  • Installations- und Wartungsaufwand
  • Stückzahl
• Umgang mit Störgrößen
  • Temperatur
  • Feuchtigkeit
  • Alterung

Handlungskompetenz demonstrieren

• Bearbeitung der Übungsaufgaben

Begleitmaterial

• enge Anlehnung an Lehrbuch (s.u.)
• elektronische Übungsaufgabensammlung

Besondere Voraussetzungen

• Elektrotechnik
  • Gleichstromschaltungen, -netzwerke, Begriff der Ersatzschaltung, nichtlineare Bauelemente, passive Bauelemente, Temperaturabhängigkeit von Widerständen
  • Komplexe Zeiger, Wechselstromschaltungen, -netzwerke, Filter und Schwingkreise, passive Bauelemente
• Elektronik
  • Das Verhalten realer, passiver Bauelemente diskrete HalbleiterGrundschaltungen mit diskreten Halbleiter-Bauelementen
• Physik
  • Grundbegriffe, Mechanik starrer und deformierbarer Körper (Kinematik, Dynamik, Trägheitskräfte)
• Messtechnik
  • Messung elektrischer und magnetischer Größen, Messbrücken

Besondere Literatur

• Niebuhr J., Lindner G.; Physikalische Messtechnik mit Sensoren, Oldenbourg
• Tränkler H.-R., Obermeier E., Sensortechnik, Springer
• Hoffmann J. Taschenbuch der Messtechnik, Fachbuchverlag Leipzig
• Kohlrausch, Praktische Physik, Teubner
• Gevatter, Handbuch der Mess- und Automatisierungstechnik, Springer

Besonderer Kompetenznachweis

Form
sK	90 Minuten

Beitrag zum LV-Ergebnis

Intervall: 3/Jahr

Praktikum

Lernziele

Lerninhalte (Kenntnisse)

• Versuch 1: TemperaturmessungWiderstandsthermometer, Thermoelement, Vergleichsstelle, Messumformer,Linearisierung der Fühlerkennlinie, Messumformer-Abgleich
• Versuch 2: DurchflussmessungSchwebekörper, induktiv, Wirkdruck, Volumendurchfluss, Coriolis-Massendurchflussmessung
• Versuch 3: Kraft- und DrehmomentmessungBiegebalken, Torsionsrohr, Dehnungsmessstreifen, Messbrücken,Störgrößenkompensation, Trägerfrequenz-Messverfahren
• Versuch 4: DruckmessungManometer, Druckmesszellen, statische und dynamische Druckmessung.

Fertigkeiten

• Aufgabenstellungen erfassen
• Erforderliches Fachwissen erkennen und erarbeiten
• Systematische Versuchsdurchführung planen
• Versuchsdurchführung nicht vorhergesehenen Situationen anpassen
• Versuchsauswertung
• Zusammenfassung des Ergebnisses in aussagekräftiger kurzer Form
• Versuchsbericht fristgerecht einreichen

Handlungskompetenz demonstrieren

• Versuchsdurchführung

Begleitmaterial

• elektronische Versuchsbeschreibungen

Besondere Voraussetzungen

• keine

Besondere Literatur

• erforderliche Literatur zum Schließen individueller Wissenslücken wird selbständig beschafft (z.B. Bibliothek)

Besonderer Kompetenznachweis

Form
sSB

Beitrag zum LV-Ergebnis

Intervall: 1/Jahr