Erläutern Sie ein ideales Meßsystem mathematisch als Abbildungsvorschrift
Idealfall:
Definieren Sie den Begriff der Empfindlichkeit
Bezeichnet, wie stark ändert sich die Ausgangsgröße des Messsystems mit dem Eingang
Wie erkennen Sie ob eine Sensorkennlinie nichtlinear ist?
Wenn die Messpunkte nicht auf einer Geraden liegen
Die Steigung nicht konstant ist
Die Abweichung von einer Referenzgeraden systematisch vom Eingang abhängt
Was kennzeichnet eine stationäre physikalische Messkennlinie?
Wann verwenden Sie eher Interpolation bzw. Approximation zur Beschreibung einer Messkennlinie?
Zeichnen Sie jeweils ein Beispiel einer interpolierten bzw. approximierten Messkennlinie.
Erklären Sie den Begriff Abgleichen/Justieren und welche zwei Arten der Kennlinienkorrektur haben Sie dabei prinzipiell?
Ist ein bewusster Eingriff in das Gerät/System/Sensor, um y=f(u,z) optimal abzubilden.
2 Arten:
additive Verschiebung
multiplikative Drehung (Steigung)
Erklären Sie die beiden Begriffe Fixpunkt bzw. Toleranzbandjustierung einer Sensorkennlinie inkl. Skizzen.
Welche Fehler bei realen Sensorkennlinien kennen Sie?
Erläutern Sie die beiden Begriffe Hysterese und Umkehrspanne im Zusammenhang mit Sensorkennlinien
Welche zwei Hauptkriterien wenden Sie bei der Wahl des Messbereichs an?
Ausgewählter Teil der Kennlinie sollte möglichst linear mit möglichst großer Empfindlichkeit sein.
Nennen Sie die grundsätzliche Idee der Differenzmethode und geben Sie ein passendes Blockschaltbild an?
Was sind die beiden Hauptgründe für die oftmalige Verwendung der Differenzmethode in der Sensortechnik?
Gleichtaktunterdrückung
Höhere Genauigkeit und Stabilität (durch Differenzbildung werden Offsets reduziert, Drift-Effekte minimiert und Bauteiltoleranzen teilweise kompensiert)
Höhere Empfindlichkeit -> Duchr Differenzmessung kann man sehr kleine Änderungen zuverlässig detektieren
Robust gegenüber Leitungs- und Umgebungseinflüssen
Welchen Hauptvorteil bringt die Differenzmethode hinsichtlich Störungen mit sich?
es ist ein lineares Verhalten des Sensors und man hat eine doppelte Empfindlichkeit, rot eingezeichnet im Graphen, wobei die Differenzkennlinie die Gerade zwischen beiden FUnktionen darstellt
Zudem, wenn eine Störung jeweils auf den Graphen (mit * markiert) auftritt stört dies nicht, Unempfindlichkeit gegen Gleichtaktstörung, da die Differenz immer gleich bleibt
Welche Einschränkungen gelten bei der Differenzmethode?
Nur gemeinsame Störungen werden unterdrückt -> Unterschiedliche Störungen auf beiden Leitungen bleiben drinne oder werden gegebenenfalls doppelt so stark
Höherer SChaltungs- und Layoutaufwand
Begrentzter Gleichtaktspannungsbereich
Unkorreliertes Rauschen bleibt
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