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Fakultät für Maschinenbau
Institut für Prozessmess- und Sensortechnik

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Institut für Prozessmess- und Sensortechnik
Ansprechpartner

Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Thomas Fröhlich

Institutsleiter

Telefon +49 3677 69-1398

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INHALTE

Modellierung

Die Simulation ist ein wichtiges Werkzeug sowohl zur Konstruktion und Optimierung von Messinstrumenten und –sensoren als auch zur Abschätzung der Änderung messtechnischer Eigenschaften in Abhängigkeit verschiedener Umwelt- und Betriebseinflüsse. Aus diesem Grund werden im Institut PMS numerische Berechnungen thermischer, mechanischer und elektromagnetischer Problemstellungen nach der Finiten-Elemente-Methode durchgeführt. Der Simulationsumfang umfasst dabei sowohl statische, dynamische als auch gekoppelte Problemstellungen.


Zusätzlich zu dieser komplexen Modellierung werden auch Modelle mit reduzierten Freiheitsgraden erstellt, welche beispielsweise Verwendung in Regelungsaufgaben, zur Endwertvorhersage oder Störgrößenkompensation finden.


Da sowohl Randbedingungen als auch Materialparameter, die in die Berechnungen eingehen, zum Teil mit großen Unsicherheiten behaftet sind, werden am Institut PMS die Ergebnisse der numerischen Berechnungen mit experimentell ermittelten Werten unter Normbedingungen verglichen. Darüber hinaus werden Sensitivitätsanalysen, Optimierungen und Robustheitsbewertungen vorgenommen, wodurch effektive und zuverlässige Modelldesigns entstehen.

Untersuchung des Temperaturfeldes in der Nanopositionier- und Nanomessmaschine

Ein Beispiel ist die Untersuchung des Temperaturfeldes in der Nanopositionier- und Nanomessmaschine (NPMM) des Instituts PMS. Das Vorgehen dabei ist in der unten dargestellten Abbildung beispielhaft dargestellt:
•    In der NPMM wurden 10 Widerstandsthermometer an messtechnisch interessanten Stellen angeordnet (links)
•    Von der Maschine wurde ein FEM-Modell erstellt (rechts)
•    Die Ergebnisse der stationären Temperaturfeldberechnung wurden an den Stellen der Platzierung der Widerstandsthermometer ausgewertet („simuliert“) und mit den experimentellen Werten („gemessen“) verglichen.

Thermische Optimierung eines Kamerasystems

... im Rahmen des EU Forschungsprojekts EMRP-IND13

 

 

 

Ermittlung des thermischen Messfehlers bei der berührenden Temperaturmessung

... in kleinen Rohrquerschnitten und Optimierung der Messstelle

Mechanisch-Elektrische Simulation einer Wägezelle

... zur Optimierung des dynamischen Verhaltens und der Lageregelung