Fragenkatalog Tag 1

Zahl der Transistoren verdoppelt sich alle 18 Monate.

Zeitmessung beruht auf dem Vergleich mit der Frequenz eines physikalischen Effekts.

• Atomuhren: Referenzsignal wird auf Langwelle europaweit verbreitet (Synchronisation von Funkuhren)

• Pendleruhr: 10 hoch -6 (Genauigkeit)

• Quarzuhr: 500 kHz - 300 MHz (Frequenz)

• Rubidiumuhr: 10 hoch -15 (Genauigkeit), 6834,68 MHz (Frequenz)

• Cäsium-Fontäne: 10 hoch -13 (Genauigkeit), 9192,62 MHz (Frequenz)

1. Temperatur - Kelvin [K]

2. Zeit - Sekunde [s]

3. Masse - Kilogramm [kg]

4. Länge - Meter [m]

5. Stoffmenge - Mol [mol]

6. Lichtstärke - Candela [cd]

7. Stromstärke - Ampere [A]

Schnittwinkel

Spannungsnormale Josephsonkontakt:

• 2 Supraleiter im Kontakt durch eine dünne isolierende Schicht mit einer Mikrowelle angestrahlt

• Einstellung einer sehr genau definierten Spannung, die nur von der Frequenz abhängt

• Das Weston-Element ist eine spezielle galvanische Zelle.

• Sie besteht aus zwei unterschiedlichen Elektroden (Quecksilber und Cadmiumamalgan) in einer Cadmiumsulfatlösung.

• Beim Stromdurchgang wandern Cadmiumionen zur positiven Quecksilberelektrode.

• Damit es dort nicht legiert, befindet sich über der Quecksilberelektrode eine Mischung von Quecksilber(I)-Sulfat und Cadmiumsulfatkristallen.

• Bei Stromduchgang bilden sich Cadmiumsulfat und metallisches Quecksilber.

• Diode, die darauf ausgelegt ist, dauerhaft in Sperrrichtung im Bereich der Durchbruchspannung betrieben zu werden.

• Steile Kennlinie ermöglicht die Stabilisierung von Spannnungen.

• Verwendung: Durchbruchspannungen zwischen 3-200 V

Ja, Kupferdraht ist leitfähig, kann daher Kreisströme erzeugen, welche gegen das Magnetfeld wirken.

• Es werden bei Starktromverbindungen Hin- und Rückleiter möglichst nahe zusammengelegt.

• Noch effizienter lässt sich das Streufeld reduzieren, indem man die Leiter verseilt.

Prinzip: Versorgungsstrom und Messstrom werden auf getrennten Leitern geführt.

• Es fließen über zwei Leitungen ein bekannter elektrischer Strom durch den Widerstand.

• Die am Widerstand abfallende Spannung wird hochohmig über zwei weitere Leitungen abgegriffen und mit einem Spannungsmessgerät gemessen; der zu messende Widerstand wird daraus nach dem ohm’schen Gesetz berechnet.

Sie dient dazu, elektrische Größen zu messen oder unbekannte Werte zu bestimmen, indem sie eine Vergleichsmethode mit bekannten Werten in der Schaltung verwendet.

Sie besteht aus einem Netzwerk von Widerständen und/oder anderen elektrischen Bausteinen.

Beispiele:

• Wheatstone Brücke: Kraft oder Druckmessung

• Thomson Brücke: Messung kleiner ohmschen Widerstände

• Wien Brücke: Messung von Kapazitäten

• Maxwell-Wien Brücke: Messung von Induktivitäten

• Wien-Robinson Brücke: Messung von Frequenzen

• Digitalisierung: erfordert bei steilen Kennlinien eine bessere Auflösung des AD-Wandlers

• Linearisierungsnetzwerk: Kennlinie des Netzwerks wird über Zenerdioden so eingestellt, dass sie gegengleich zur Sensorkennlinie ist -> Ausgansspannung des Sensors wird linearisiert.

-> Eine drehende Scheibe zur Winkelmessung

• je nach Auflösung der Winkelmessung wird eine unterschiedliche Zahl an Gray-codierten konzentrischen Streifen eingesetzt.

• Beim Gray-Code ändert sich zwischen benachbarten Werten nur ein einziges Bit.

Hall-Sensoren, auch Hallgeber genannt, sind passive Sensoren, die den Spannungsunterschied messen, der an einem elektrischen Leiter erzeugt wird, wenn ein MAgnetfeld senkrecht zur Fließrichtung eines elektrischen Stroms steht.

• Ausdehnung von Flüssigkeiten und Gasen

• Thermoelektrischer Effekt

• Temperaturabhängigkeit des Widerstands von Metallen und bestimmten Halbleitern

• Temperaturabhängigkeit der Resonanzfrequenz von Quarzen

• Strahlungsleistung

• Die Zahl der freien Elektronen in einem Metall hängt sowohl von der Art des Metalls als auch von dessen Temperatur ab.

• Falls zwei ungleiche Metalle miteinander in Kontakt kommen, bilden sich an der Kontaktstelle eine Potentialdifferenz aus, die temperaturabhängig ist.

• Thermospannungen an den Messklemmen verursachen einen Messfehler, der von der Temperatur der Klemmen abhängt.

• Um eine absolute Messung durchführen zu können, muss das Thermoelement auf eine bekannte Temperatur “referenziert” werden.

• Dazu verwendet man einen winzigen Thermistor oder ein von der Umgebung abgeschirmtes Widerstandsthermometer, der zur Messung der Umgebungstemperatur dient. Dabei ist die Kaltstelle, die als Referent dienende Vergleichsstelle.

• Anhand der Vergleichsstellentemperatur ist das Messsystem in der Lage, die Temperatur an der Messstelle des Sensors wiederholbar und mit sehr hoher Präzision abzuleiten.

Widerstandssensor, der aus einem dünnen Platindraht besteht.

• Er besitzt bei 0°C einen Widerstand von 100Ω und hat eine Empfindlichkeit von ca. 0,4%/K.

• Aus Gründen der Robustheit meist in einem Stahlmantel oder Keramikmasse verpackt.

• Prinzip: Messung mittels Vierleitertechnik; die Kennlinie lässt sich durch ein Polynom 4. Grades linearisieren.

Diode:

• Temperaturüberwachung von CPUs

• Die Durchlassspannung eines pn-Übergangs (Diode) hat einen Temperaturkoeffizienten, der nur vom Strom durch den Übergang abhängt, aber nicht von der Temperatur.

• Extrem lineare Kennlinie über den gesamten Arbeitsbereich (zwischen -50°C und +150°C)