Grundlagen der Kraftmesstechnik - Interaktive Studienpläne der TU Ilmenau

Bachelor Technik (GIG), Teilnahme an Modulen zu den Grundlagen der Mess- und Sensortechnik, Grundlagen der Festigkeitslehre

Die Studierenden können die Begriffe der Massemetrologie und der Verfahren zur Masse- und Kraftmessung erläutern.  Sie kennen Messeinrichtungen zur Messung von Masse und Kraft, verstehen die zugrunde liegenden Messprinzipien und können diese in verschiedenen industriellen Sensoren erkennen. Sie können Messanordnungen sowohl für die statische als auch die dynamische Wägetechnik beschreiben und in diesen Einflussfaktoren auf die Unsicherheit des Messergebnisses erläutern. 

Die Studierenden verstehen die Chancen und Risiken der Verwendung nachgiebiger Systeme in der Kraftmess- und Wägetechnik Sie sind in der Lage, Strategien zur Analyse und Auslegung nachgiebiger Systeme in der Kraftmess- und Wägetechnik zu erarbeiten. Sie können die Belastungen der Systeme definieren und die dahinter liegenden mathematischen Zusammenhänge erklären.

Die Studierenden sind nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls in der Lage, Messaufgaben auf dem Gebiet der Kraftmess- und Wägetechnik zu analysieren und geeignete Messverfahren zu deren Lösung auszuwählen. Sie verstehen die Grundstruktur des gesetzlichen Messwesens im Bereich der Kraftmess- und Wägetechnik und können die Unterschiede zwischen Eichen und Kalibrieren erläutern. 

Teil 1: Kraftmesstechnik

Einführung in die Masse- und Kraftbestimmung sowie die dynamische Wägetechnik, Darstellung und Weitergabe der Masseneinheit und der abgeleiteten Einheiten, Neudefinition der Masseneinheit, Kraftnormalmesseinrichtungen, Wägeverfahren und Prinzipien, dynamische Modelle und Ersatzschaltbilder

Aufbau und technische Ausführung von Waagen, Kraft- und Wägezellenprinzipien, Mehrkomponentensensoren

Einflussgrößen bei der Masse- und Kraftbestimmung, Magnetische Eigenschaften von Massenormalen, Suszeptometermethode, Zulassung, Prüfung, Eichung und Klasseneinteilung bei Waagen, Kalibrierung, statische und dynamische Fundamentalverfahren, Bauart- und Zulassungsvorschriften, Zertifizierungen/Akkreditierungen

Teil 2: Analyse und Auslegung nachgiebiger Mechanismen

Klassifikation nachgiebiger Systeme und Mechanismen;

Modellbildung nachgiebiger Systeme als Starrkörpermechanismen; Synthese nachgiebiger Mechanismen: vom Starrkörpergetriebe zum nachgiebigen Mechanismus mit konzentrierter/verteilter Nachgiebigkeit; Modellbildung und Analyse nachgiebiger Systeme mit Berücksichtigung großer Verformungen;

Berechnung des Verhaltens von gekrümmten stabförmigen Mechanismen unter verschiedenartigen Belastungen sowie von hohlräumigen nachgiebigen Aktuatoren unter Innendruckbelastung; dimensionslose Parameter und Modellgleichungen, kinematische Stabilität nachgiebiger Systeme

Zugang zum Moodle-Kurs mit allen Informationen und Materalien:

Kurs: Grundlagen der Kraftmesstechnik (SS 2021) (tu-ilmenau.de)

Nutzung Beamer/Laptop/Präsentationssoftware, Tafel und Kreide, Skript 

Aktuelles Literaturverzeichnis ist Bestandteil des Skripts, aktuelle Publikationen werden neben der unten aufgeführten Literatur zur Verfügung gestellt

Manfred Kochsiek, Michael Gläser: Massebestimmung, Wiley-VCH 1997, ISBN 3527293523
Manfred Kochsiek; Comprehensive mass metrology, Wiley-VCH 2000, ISBN 3-527-29614-X
Zentner L.: Nachgiebige Mechanismen, ISBN 978-3-486-76881-7 (2014)
Larry L. Howell: Compliant Mechanisms, ISBN 0-471-38478-x, 2002