Sensorik at Universität Wien | Flashcards & Summaries

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Lernmaterialien für Sensorik an der Universität Wien

Greife auf kostenlose Karteikarten, Zusammenfassungen, Übungsaufgaben und Altklausuren für deinen Sensorik Kurs an der Universität Wien zu.

TESTE DEIN WISSEN

Welche zwei Messmethoden gibt es?

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TESTE DEIN WISSEN
  • Ausschlagmethode:

Dem Messobjekt wird Energie entzogen, d.h. es gibt eine Rückwirkung auf die zu

messende Größe.

  • Kompensationsmethode:

Von der Messgröße wird eine mittels Hilfsquelle erzeugte gleichartige Kompensationsgröße subtrahiert, so dass die Differenz von Mess- und Kompensationsgröße Null ergibt.

In der Regel ist diese Methode langsamer und es ist eine zusätzlich Hilfsenergie

notwendig, aber die Messung ist rückwirkungsfrei.

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Was sind Arten vom Sensorausgang?

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TESTE DEIN WISSEN
  • Analog (±10, 0-10V, 0-20mA, 4-20mA)
  • Digital (Feldbusse; CAN, ASI, Profibus)
  • Binär (Ausgangszustand 0 oder 1)
    • Binärer Sensor mit Schaltkontakt
    • Binäre Ausgangsspannung
    • Binärer Feldbussensor
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Was für Ursachen kann die Messsystemdynamik haben?

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TESTE DEIN WISSEN
  • Temperaturausgleich bei der Messung von Temperaturen
  • Auf-/ Entladevorgänge von Energiespeichern (C, L)
  • Laufzeiten
  • Resonanzerscheinungen, Dämpfungen
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TESTE DEIN WISSEN

Was für Messeffekte gibt es in der Sensorik?

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TESTE DEIN WISSEN
  • Thermische Effekte
  • Optische Effekte
  • Ohmscher Widerstandseffekt
  • Magnetische Effekte
  • Kapazitive Effekte
  • Piezoelektrischer Effekt
  • Piezoresistiver Effekt
  • Elektrodynamischer Effekt
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Was ist Messen?

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TESTE DEIN WISSEN

Der Vergleich einer bekannten Größe mit einer Unbekannten.

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Wonach kann man verschiedene Messarten kategorisieren?

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  • Ausschlagmethode - Kompensationsmethode
  • analog- digital: Der Messwert wird bei der analogen Messmethode durch die stetige Anzeige dargestellt. Bei der digitalen Messmethode wird die Messgröße in quantisierten Schritten ausgegeben (endliche Auflösung). 
  • kontinuierlich – diskret: Bei einer kontinuierlichen Messung wird die Messgröße ohne zeitliche Unterbrechung erfasst. Bei einem zeitdiskreten Messvorgang wird die Messgröße nur zu bestimmten diskreten Zeitpunkten erfasst.
  • direkt – indirekt: Direkte Messmethoden vergleichen die Messgröße unmittelbar mit einer Maßverkörperung derselben physikalischen Dimension. Z.B.: Messung eines Widerstands durch Vergleich mit einem Normalwiderstand. Indirekte Messmethoden wandeln die Messgröße in eine Zwischengröße um. Erst danach erfolgt der Vergleich mit der Maßverkörperung. Z.B.: Bestimmung des Widerstands durch Messung von Strom und Spannung.
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Wazu braucht man Sensoren?

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TESTE DEIN WISSEN
  • Zur Information des Menschen über eine bestimmte physikalische Größe:
    • Früher: Sensoren ohne Elektronik
    • Heute: Sensoren mit aufwendiger Elektronik
    • Beispiel: Fieberthermometer
  • Als Teil eines Regelkreises zur Erfassung des IST-Werts
    • ABS: Raddrehzahlsensoren
    • Anti-Elchtest-Regelung:
    • Raddrehzahlen, Lenkwinkel, Giermoment (Drehrate) ...
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Was ist ein Beispiel für analog/digitale Messung?

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TESTE DEIN WISSEN

Spannungsmessung mittels Drehspulmessgerät (Zeiger und Skala analog) und

Digitalvoltmeter (sprungförmige Änderung der Ziffernanzeige).

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Was ist ein Signal? 

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TESTE DEIN WISSEN

eine physikalische Größe, die Träger einer Information ist

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Was ist der Klirrfaktor?

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Ein Kennwertfaktor

Der Klirrfaktor ist ein Qualitätskriterium für Signalquellen (Sinusgenerator) oder

Übertragungsglieder 'Vierpole' (Verstärker, Klangregler etc.). Er quantifiziert das Vorhandensein

von Frequenzanteilen, die ein ganzzahliges Vielfaches der am Eingang anstehenden Frequenz

darstellen. Ein nichtidealer Sinusgenerator erzeugt nicht nur diejenige eine Frequenz (z.B. 1 kHz),

für welche er gebaut wurde, sondern auch noch Anteile bei 2 kHz, 3 kHz, 4 kHz usw. Ebenso

entstehen in einem Verstärker auch Anteile, die ein Vielfaches der am Eingang angelegten

Sinusspannung darstellen. Ein perfekter Verstärker oder Sinusgenerator hätte einen Klirrfaktor von

k = 0 %, in der Realität sind jedoch - je nach Anwendung - Werte von 0.01 % bis 1 % (oder mehr)

üblich. Die Angabe des Klirrfaktors ist hauptsächlich im Audiobereich üblich. (Bei höheren

Frequenzen wird oft der Abstand der ersten Oberwelle zum Grundsignal in dB angegeben).

Ein hoher Klirrfaktor (k = 10 %) erzeugt hörbare Veränderungen des Musiksignales. Der Klirrfaktor

ist abhängig von der Ausgangsleistung. Um einen besonders niedrigen Klirrfaktor zu erhalten

werden Verstärker oft für eine wesentlich geringere Leistung spezifiziert, als eigentlich möglich

wäre.

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TESTE DEIN WISSEN

Welche 3 Angaben sind wichtig zur Kennzeichnung eines Signals?


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TESTE DEIN WISSEN

Wert, Zeitverhalten,

Kurvenform

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Was ist Datenerfassung?

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TESTE DEIN WISSEN

DAQ: Data Acquisition (DAQ)– die automatische

Datenerfassung von Sensoren oder Geräten in einer Anlage, einem Labor oder im Feld.

Zweck: Ein elektrisches oder physikalisches Phänomen wie Spannung, Strom, Temperatur, Druck oder Geräusch messen


Datenerfassungshardware erweitert Standard-Laptops und -Desktop-Computer um

Ein- und Ausgänge (E / A) und verwandelt einen Universal-PC in ein flexibles,

leistungsstarkes Messsystem. Indem sie das schnelle Tempo der Verbesserungen der

Standard-PC-Technologie nutzen, erzielen sie eine immer schnellere Verarbeitung,

bei mehr Arbeitsspeicher, größeren Festplatten und Grafikanzeigen für die

Systemvisualisierung zu immer geringeren Kosten. Standard-PC-Busse wie USB, PCI

und PCI Express bieten einen Pfad für Sensor- und Spannungsmessungen, der zur

Verarbeitung, Analyse und Visualisierung direkt in den Computer gestreamt wird.

Der Zweck der Datenerfassung besteht darin, ein elektrisches oder physikalisches

Phänomen wie Spannung, Strom, Temperatur, Druck oder Schall zu messen. Die PCbasierte

Datenerfassung verwendet eine Kombination aus modularer Hardware,

Anwendungssoftware und einem Computer, um Messungen durchzuführen.

Während jedes Datenerfassungssystem durch seine Anwendungsanforderungen

definiert ist, hat jedes System das gemeinsame Ziel, Informationen zu erfassen, zu

analysieren und zu präsentieren. Datenerfassungssysteme umfassen Signale,

Sensoren, Aktoren, Signalkonditionierung, Datenerfassungsgeräte und

Anwendungssoftware.

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  • 455173 Karteikarten
  • 7693 Studierende
  • 102 Lernmaterialien

Beispielhafte Karteikarten für deinen Sensorik Kurs an der Universität Wien - von Kommilitonen auf StudySmarter erstellt!

Q:

Welche zwei Messmethoden gibt es?

A:
  • Ausschlagmethode:

Dem Messobjekt wird Energie entzogen, d.h. es gibt eine Rückwirkung auf die zu

messende Größe.

  • Kompensationsmethode:

Von der Messgröße wird eine mittels Hilfsquelle erzeugte gleichartige Kompensationsgröße subtrahiert, so dass die Differenz von Mess- und Kompensationsgröße Null ergibt.

In der Regel ist diese Methode langsamer und es ist eine zusätzlich Hilfsenergie

notwendig, aber die Messung ist rückwirkungsfrei.

Q:

Was sind Arten vom Sensorausgang?

A:
  • Analog (±10, 0-10V, 0-20mA, 4-20mA)
  • Digital (Feldbusse; CAN, ASI, Profibus)
  • Binär (Ausgangszustand 0 oder 1)
    • Binärer Sensor mit Schaltkontakt
    • Binäre Ausgangsspannung
    • Binärer Feldbussensor
Q:

Was für Ursachen kann die Messsystemdynamik haben?

A:
  • Temperaturausgleich bei der Messung von Temperaturen
  • Auf-/ Entladevorgänge von Energiespeichern (C, L)
  • Laufzeiten
  • Resonanzerscheinungen, Dämpfungen
Q:

Was für Messeffekte gibt es in der Sensorik?

A:
  • Thermische Effekte
  • Optische Effekte
  • Ohmscher Widerstandseffekt
  • Magnetische Effekte
  • Kapazitive Effekte
  • Piezoelektrischer Effekt
  • Piezoresistiver Effekt
  • Elektrodynamischer Effekt
Q:

Was ist Messen?

A:

Der Vergleich einer bekannten Größe mit einer Unbekannten.

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Q:

Wonach kann man verschiedene Messarten kategorisieren?

A:
  • Ausschlagmethode - Kompensationsmethode
  • analog- digital: Der Messwert wird bei der analogen Messmethode durch die stetige Anzeige dargestellt. Bei der digitalen Messmethode wird die Messgröße in quantisierten Schritten ausgegeben (endliche Auflösung). 
  • kontinuierlich – diskret: Bei einer kontinuierlichen Messung wird die Messgröße ohne zeitliche Unterbrechung erfasst. Bei einem zeitdiskreten Messvorgang wird die Messgröße nur zu bestimmten diskreten Zeitpunkten erfasst.
  • direkt – indirekt: Direkte Messmethoden vergleichen die Messgröße unmittelbar mit einer Maßverkörperung derselben physikalischen Dimension. Z.B.: Messung eines Widerstands durch Vergleich mit einem Normalwiderstand. Indirekte Messmethoden wandeln die Messgröße in eine Zwischengröße um. Erst danach erfolgt der Vergleich mit der Maßverkörperung. Z.B.: Bestimmung des Widerstands durch Messung von Strom und Spannung.
Q:

Wazu braucht man Sensoren?

A:
  • Zur Information des Menschen über eine bestimmte physikalische Größe:
    • Früher: Sensoren ohne Elektronik
    • Heute: Sensoren mit aufwendiger Elektronik
    • Beispiel: Fieberthermometer
  • Als Teil eines Regelkreises zur Erfassung des IST-Werts
    • ABS: Raddrehzahlsensoren
    • Anti-Elchtest-Regelung:
    • Raddrehzahlen, Lenkwinkel, Giermoment (Drehrate) ...
Q:

Was ist ein Beispiel für analog/digitale Messung?

A:

Spannungsmessung mittels Drehspulmessgerät (Zeiger und Skala analog) und

Digitalvoltmeter (sprungförmige Änderung der Ziffernanzeige).

Q:

Was ist ein Signal? 

A:

eine physikalische Größe, die Träger einer Information ist

Q:

Was ist der Klirrfaktor?

A:

Ein Kennwertfaktor

Der Klirrfaktor ist ein Qualitätskriterium für Signalquellen (Sinusgenerator) oder

Übertragungsglieder 'Vierpole' (Verstärker, Klangregler etc.). Er quantifiziert das Vorhandensein

von Frequenzanteilen, die ein ganzzahliges Vielfaches der am Eingang anstehenden Frequenz

darstellen. Ein nichtidealer Sinusgenerator erzeugt nicht nur diejenige eine Frequenz (z.B. 1 kHz),

für welche er gebaut wurde, sondern auch noch Anteile bei 2 kHz, 3 kHz, 4 kHz usw. Ebenso

entstehen in einem Verstärker auch Anteile, die ein Vielfaches der am Eingang angelegten

Sinusspannung darstellen. Ein perfekter Verstärker oder Sinusgenerator hätte einen Klirrfaktor von

k = 0 %, in der Realität sind jedoch - je nach Anwendung - Werte von 0.01 % bis 1 % (oder mehr)

üblich. Die Angabe des Klirrfaktors ist hauptsächlich im Audiobereich üblich. (Bei höheren

Frequenzen wird oft der Abstand der ersten Oberwelle zum Grundsignal in dB angegeben).

Ein hoher Klirrfaktor (k = 10 %) erzeugt hörbare Veränderungen des Musiksignales. Der Klirrfaktor

ist abhängig von der Ausgangsleistung. Um einen besonders niedrigen Klirrfaktor zu erhalten

werden Verstärker oft für eine wesentlich geringere Leistung spezifiziert, als eigentlich möglich

wäre.

Q:

Welche 3 Angaben sind wichtig zur Kennzeichnung eines Signals?


A:

Wert, Zeitverhalten,

Kurvenform

Q:

Was ist Datenerfassung?

A:

DAQ: Data Acquisition (DAQ)– die automatische

Datenerfassung von Sensoren oder Geräten in einer Anlage, einem Labor oder im Feld.

Zweck: Ein elektrisches oder physikalisches Phänomen wie Spannung, Strom, Temperatur, Druck oder Geräusch messen


Datenerfassungshardware erweitert Standard-Laptops und -Desktop-Computer um

Ein- und Ausgänge (E / A) und verwandelt einen Universal-PC in ein flexibles,

leistungsstarkes Messsystem. Indem sie das schnelle Tempo der Verbesserungen der

Standard-PC-Technologie nutzen, erzielen sie eine immer schnellere Verarbeitung,

bei mehr Arbeitsspeicher, größeren Festplatten und Grafikanzeigen für die

Systemvisualisierung zu immer geringeren Kosten. Standard-PC-Busse wie USB, PCI

und PCI Express bieten einen Pfad für Sensor- und Spannungsmessungen, der zur

Verarbeitung, Analyse und Visualisierung direkt in den Computer gestreamt wird.

Der Zweck der Datenerfassung besteht darin, ein elektrisches oder physikalisches

Phänomen wie Spannung, Strom, Temperatur, Druck oder Schall zu messen. Die PCbasierte

Datenerfassung verwendet eine Kombination aus modularer Hardware,

Anwendungssoftware und einem Computer, um Messungen durchzuführen.

Während jedes Datenerfassungssystem durch seine Anwendungsanforderungen

definiert ist, hat jedes System das gemeinsame Ziel, Informationen zu erfassen, zu

analysieren und zu präsentieren. Datenerfassungssysteme umfassen Signale,

Sensoren, Aktoren, Signalkonditionierung, Datenerfassungsgeräte und

Anwendungssoftware.

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