Sensorik an der Fachhochschule Bielefeld | Karteikarten & Zusammenfassungen

Lernmaterialien für sensorik an der Fachhochschule Bielefeld

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Wie funktioniert ein Magnetometer?

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TESTE DEIN WISSEN
  • nach dem Prinzip der anisotropen Magnetoresistenz
  • Ein senkrecht zum Stromfluss stehendes Magnetfeld ruft eine Änderung des Widerstandes hervor
  • 4 Elemente in einer Wheatstoneschen Brücke
  • Differenzspannung wird ausgewertet
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Was versteht man unter dem Begriff klaibrieren?

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Vergleichen von Messungen mit einem Prüfmittel, um Abweichungen zu erkennen und dokumentieren

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Wie funktioniert ein piezoelektrischer Sensor?

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Piezoelektrischer Effekt besagt, dass ein kristallines Material bei Verformung eine elektrische Ladung erzeugt. Diese ladungsänderung kann ausgewertet werden.

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Welche Gyroskoptechnologien gibt es?

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  • Mechanisches Gyroskop
  • Optisches Gyroskop
  • MEMS Gyroskop
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Unterscheidung Sensoren nach Wirkungsweise beim umformen? (physikalische Prinzipien)

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  • passive oder aktive Sensoren
  • analoge oder digitale Sensoren
  • elektrochemische Sensoren
  • optoelektronische Sensoren
  • magnetoelastische Sensoren
  • kapazitive Sensoren
  • piezoelektrische Sensoren
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Was sind die Vorteile/Nachteile der FQA?

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Vorteile:

  • Berechnung der Orientierung für alle 3 Achsen
  • Gute Berechnung der x Orientierung
  • stabile Werte im statischen Fall 
  • Berechnung der z Orientierung

Nachteile:

  • fehlerhaft bei auftretenden linearen Beschleunigungen
  • Abweichung in der z Orientierung


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TESTE DEIN WISSEN

Mit welchen Methoden kann man eine Kraft messen?

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TESTE DEIN WISSEN

1. Zu messende Kraft mit der auf eine bekannte Masse
wirkenden Gravitation vergleichen
2. Messen der Beschleunigung einer bekannten Masse, auf die
die zu messende Kraft einwirkt
3. Vergleich der zu messenden Kraft mit einer
elektromagnetischen Kraft
4. Umwandlung der zu messenden Kraft in einer
Flüssigkeitsdruck
5. Messen der Verformung eines elastischen Körpers, auf den
die zu messende Kraft wirkt

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Wie funktioniert ein Dehnungsmessstreifen?

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Mechanische Belastung führt zu:

- Längenänderung des Drahtes

- Querschnittsfläche wird verändert

-> Änderung des Widerstandes


Auswertung:

- Messbrücke

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Wie funktioniert ein MEMS Kraftsensor?

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TESTE DEIN WISSEN

• Elektrisches Feld zwischen Anode und Kathode
• Bei Kraftenwirkung ändert sich das elektrische Feld
• Kraft kann über den Stromfluss gemessen werden

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Definition Inertialsensoren?

Grundlegenede Sensortypen für diese Messung?

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Inertialsensoren nehmen ihre Eigenbewegungen in Bezug auf
ein Referenzkoordinatensystem wahr.

  • Accelerometer/Beschleunigungsmesser
  • Gyroskop
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Welche Einflüsse von Störgrößen gibt es bei Sensoren?

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  • Kalibrierungsfehler
  • Hyseresefehler
  • Wiederholbarkeitsfehler
  • Dead Band Error (Nullpunktfehler)
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Vor und Nachteile CCD und COMS?

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CCD

Vorteile:

  • Hoher dynamischer Bereich
  • Gute Bildqualität

Nachteile:

  • Bei gefüllten Sammelbecken „Blooming Effect“
  • relativ langsam (durch mech. Shutter)

CMOS

Vorteile:

  • Jeder Pixel kann separat adressiert werden
  • Hohe Frame Rates möglich (~100.000fps)

Nachteile:

  • Nur 30-80% des Sensors mit Pixeln bedeckt
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  • 20219 Karteikarten
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Q:

Wie funktioniert ein Magnetometer?

A:
  • nach dem Prinzip der anisotropen Magnetoresistenz
  • Ein senkrecht zum Stromfluss stehendes Magnetfeld ruft eine Änderung des Widerstandes hervor
  • 4 Elemente in einer Wheatstoneschen Brücke
  • Differenzspannung wird ausgewertet
Q:

Was versteht man unter dem Begriff klaibrieren?

A:

Vergleichen von Messungen mit einem Prüfmittel, um Abweichungen zu erkennen und dokumentieren

Q:

Wie funktioniert ein piezoelektrischer Sensor?

A:

Piezoelektrischer Effekt besagt, dass ein kristallines Material bei Verformung eine elektrische Ladung erzeugt. Diese ladungsänderung kann ausgewertet werden.

Q:

Welche Gyroskoptechnologien gibt es?

A:
  • Mechanisches Gyroskop
  • Optisches Gyroskop
  • MEMS Gyroskop
Q:

Unterscheidung Sensoren nach Wirkungsweise beim umformen? (physikalische Prinzipien)

A:
  • passive oder aktive Sensoren
  • analoge oder digitale Sensoren
  • elektrochemische Sensoren
  • optoelektronische Sensoren
  • magnetoelastische Sensoren
  • kapazitive Sensoren
  • piezoelektrische Sensoren
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Q:

Was sind die Vorteile/Nachteile der FQA?

A:

Vorteile:

  • Berechnung der Orientierung für alle 3 Achsen
  • Gute Berechnung der x Orientierung
  • stabile Werte im statischen Fall 
  • Berechnung der z Orientierung

Nachteile:

  • fehlerhaft bei auftretenden linearen Beschleunigungen
  • Abweichung in der z Orientierung


Q:

Mit welchen Methoden kann man eine Kraft messen?

A:

1. Zu messende Kraft mit der auf eine bekannte Masse
wirkenden Gravitation vergleichen
2. Messen der Beschleunigung einer bekannten Masse, auf die
die zu messende Kraft einwirkt
3. Vergleich der zu messenden Kraft mit einer
elektromagnetischen Kraft
4. Umwandlung der zu messenden Kraft in einer
Flüssigkeitsdruck
5. Messen der Verformung eines elastischen Körpers, auf den
die zu messende Kraft wirkt

Q:

Wie funktioniert ein Dehnungsmessstreifen?

A:

Mechanische Belastung führt zu:

- Längenänderung des Drahtes

- Querschnittsfläche wird verändert

-> Änderung des Widerstandes


Auswertung:

- Messbrücke

Q:

Wie funktioniert ein MEMS Kraftsensor?

A:

• Elektrisches Feld zwischen Anode und Kathode
• Bei Kraftenwirkung ändert sich das elektrische Feld
• Kraft kann über den Stromfluss gemessen werden

Q:

Definition Inertialsensoren?

Grundlegenede Sensortypen für diese Messung?

A:

Inertialsensoren nehmen ihre Eigenbewegungen in Bezug auf
ein Referenzkoordinatensystem wahr.

  • Accelerometer/Beschleunigungsmesser
  • Gyroskop
Q:

Welche Einflüsse von Störgrößen gibt es bei Sensoren?

A:
  • Kalibrierungsfehler
  • Hyseresefehler
  • Wiederholbarkeitsfehler
  • Dead Band Error (Nullpunktfehler)
Q:

Vor und Nachteile CCD und COMS?

A:

CCD

Vorteile:

  • Hoher dynamischer Bereich
  • Gute Bildqualität

Nachteile:

  • Bei gefüllten Sammelbecken „Blooming Effect“
  • relativ langsam (durch mech. Shutter)

CMOS

Vorteile:

  • Jeder Pixel kann separat adressiert werden
  • Hohe Frame Rates möglich (~100.000fps)

Nachteile:

  • Nur 30-80% des Sensors mit Pixeln bedeckt
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