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Schulz, Tim
Konzeption einer vakuumtauglichen Lastwechseleinheit für einen hochgenauen automatischen Massekomperator. - Ilmenau. - 86 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Untersuchungen auf dem Gebiet der Massemetrologie angestellt. Die Betrachtungen umfassen das Handling von Massenormalen und den daraus resultierenden Einfluss auf Wägevorgänge und deren Ergebnisse. Auf Grundlage der Analyse zum Stand der Technik wurden neue Konzepte erarbeitet und verglichen. Um diese bewerten zu können, wurden Modelle der technischen Mechanik genutzt und ausgewertet, aber auch numerische Verfahren angewandt. Für den Abgleich der Ergebnisse mit der Realität wurde ein Demonstrator konstruiert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1005015465schul.txt
Krapf, Gunter
Modulare Elektronik zur digitalen Regelung von EMK-Systemen - Eigenschaften, Anwendungen und Potenzial. - In: Engineering for a changing world / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 59 (Ilmenau) : 2017.09.11-15., (2017), insges. 1 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-098:2
Dannberg, Oliver; Kühnel, Michael; Fröhlich, Thomas
Unsicherheitsbeiträge der Krafteinleitung bei der Kalibrierung der Federkonstanten von AFM Cantilevern. - In: Engineering for a changing world / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 59 (Ilmenau) : 2017.09.11-15., (2017), insges. 2 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-097:4
Wenig, Ronny; Kühnel, Michael; Fröhlich, Thomas
Konstruktive Gestaltung des optimierten Positionier- und Kraftmesssystems der TU Ilmenau zur Kalibrierung von Federkonstanten von Mikrokraftsensoren. - In: Engineering for a changing world / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 59 (Ilmenau) : 2017.09.11-15., (2017), insges. 2 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-095:8
Kühnel, Michael; Fröhlich, Thomas
Neues hochauflösendes, miniaturisiertes und monolithisches Tiltmeter der TU Ilmenau. - In: Engineering for a changing world / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 59 (Ilmenau) : 2017.09.11-15., (2017), insges. 2 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-091:7
Hilbrunner, Falko; Rahneberg, Ilko; Fröhlich, Thomas
Wattwaage mit Hebelübersetzung auf Basis eines kommerziellen EMK-Wägesystems. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, (2017), Ahead of print (12. Okt.), insges. 22 S.

Bei Waagen nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation wird die auf eine Waagschale wirkende Gewichtskraft eines Wägegutes durch eine elektromagnetische Gegenkraft kompensiert. Nach dem Stand der Technik wird der Zusammenhang zwischen dem, die Gegenkraft erzeugendem Aktorstrom durch eine Spule und der Gewichtskraft des Wägegutes durch Kalibrierung mit Massenormalen hergestellt. Mit der für 2018 zu erwartenden Neudefinition der SI-Einheit der Masse durch Festlegung eines Wertes der Planck-Konstanten wird ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen den mechanischen und elektrischen Größen geschaffen, so dass das aus Fundamentalexperimenten bekannte Wattwaagenprinzip zur Kalibrierung von Massen eingesetzt werden kann. Im vorliegenden Artikel wird eine darauf aufbauende Methode zur Bestimmung des Kraftfaktors Bl einer kommerziellen EMK-Wägzelle vorgestellt. Dies geschieht durch die simultane Messung der Spannung über der im Magnetfeld bewegten Spule und deren Geschwindigkeit. Dabei wird im vorgestellten Verfahren die Spule gleichzeitig zur Erzeugung der Bewegung mit einem harmonischen Wechselsignal bestromt. Die Frequenz der harmonischen Bewegung hat hierbei maßgeblichen Einfluss auf die Unsicherheit des resultierenden Kraftfaktors. Eine Trennung der Spannungsanteile über der Spule erfolgt durch simultane Messung von Strom und Spannung an der Spule und Auswertung unter Berücksichtigung der vorliegenden Amplituden und Phasenlagen. Die Spule ist hierbei, wie bei kommerziellen EMK-Wägezellen üblich, über ein mechanisches Hebelwerk angekoppelt. Durch diese Hebelübersetzung ist es möglich, mit einem kompakten elektrodynamischen Aktuator (Spule-Permanentmagnetsystem), einen großen wirksamen Kraftfaktor zu realisieren. - Im Ergebnis können mit dem System Kräfte in beliebiger Raumrichtung gemessen bzw. erzeugt werden, wobei die Massebestimmung einen Spezialfall darstellt, für den zusätzlich die lokale Fallbeschleunigung bekannt sein muss. Unter Nutzung der gleichen Methodik kann durch Vertauschung von Eingangs- und Ausgangsgrößen des Formalismus, die EMK-Wägezelle auch als Positionssensor eingesetzt werden. Hierbei erfolgt unter Zuhilfenahme eines Referenzgewichtes (Justiergewichtes) und der Ausgangsspannung des Positionssensors des Wägesystems eine Kalibrierung der Auslenkung des Koppelstücks. Für beide Verfahren werden im Gegensatz zu Fundamentalexperimenten industriell relevante Messunsicherheiten im ppm-Bereich angestrebt. Es werden Messungen für beide Messmodi auf Basis kommerziell verfügbarer EMK-Wägezellen und elektrischer Messtechnik vorgestellt und diskutiert.


https://doi.org/10.1515/teme-2017-0065
Darnieder, Maximilian; Theska, René; Fröhlich, Thomas; Pabst, Markus; Wenig, Ronny; Hilbrunner, Falk
Design of high-precision weighing cells based on static analysis. - In: Engineering for a changing world : 59th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, September 11-15, 2017 : proceedings. - Ilmenau : ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 59 (Ilmenau) : 2017.09.11-15., (2017), insges. 10 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-067:6
Bartz, Frederik
Einsatzprofile und Prüfbestimmungen für zukünftige Ladeluftkühler. - Ilmenau. - 159 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung eines integrierten indirekten Ladeluftkühlers. Integrierte indirekte Ladeluftkühler finden in modernen Fahrzeugen immer häufiger Anwendung. Der Grund dafür ist der steigende Aufladegrad und die Verkleinerung des Hubraums heutiger Motoren. Diese Entwicklung wird allgemein als Downsizing bezeichnet. Der steigende Ladedruck führt zu einer erhöhten Ladelufttemperatur und einer geringeren Luftdichte. Mit einem Ladeluftkühler lässt sich die Ladelufttemperatur senken und die Luftdichte erhöhen. Die Folge ist eine Steigerung der Motorleistung. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt in der Untersuchung von aktuellen und zukünftigen Kühlmittelrohren, die in integrierten indirekten Ladeluftkühler verbaut werden. Die beiden Kühlmittelrohre sollen hinsichtlich ihrer Bauteilfestigkeit und Kühlleistung verglichen werden. Dafür werden zwei integrierte indirekte Ladeluftkühler mit den beiden unterschiedlichen Kühlmittelrohren bestückt. Die beiden Ladeluftkühler werden mit Dehnungsmessstreifen und Thermoelementen ausgestattet. Auf diese Weise können die Spannungen durch die gemessenen Dehnungen berechnet werden. Aus den gewonnenen Ergebnissen kann eine Aussage zur Bauteilfestigkeit und Beanspruchung der zu untersuchenden Ladeluftkühler gemacht werden. Die entsprechenden Versuche finden sowohl an einem Prüfstand als auch in einem Versuchsfahrzeug der Firma MAHLE Behr GmbH & Co. KG statt. Der Versuch am Prüfstand dient zur Untersuchung des reinen Temperatureinflusses auf die Kühlmittelrohre. Die Messungen im Versuchsfahrzeug werden im Kühlungswindkanal der Firma MAHLE Behr & Co. KG und auf der Straße durchgeführt. Diese Messergebnisse ermöglichen eine Aussage zur Beanspruchung der Ladeluftkühler unter realen Bedingungen. Die Ergebnisse zeigen, dass die zukünftigen Kühlmittelrohre eine höhere Kühlleistung besitzen und sich die Ladelufttemperatur weiter absenken lassen. Die zukünftigen Kühlmittelrohre sind aber auch einer höheren Beanspruchung ausgesetzt, als die aktuellen Kühlmittelrohre. Die Entwicklung der zukünftigen Kühlmittelrohre ist damit noch nicht abgeschlossen. Diese Abschlussarbeit bildet die Grundlage für weitere Entwicklungen und Optimierungen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1002279151bartz.txt
Fröhlich, Thomas; Oleskiv, Olha; Mykytyn, I.
Problems of metrological verification of software for modern measuring instruments. - In: Engineering for a changing world : 59th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, September 11-15, 2017 : proceedings. - Ilmenau : ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 59 (Ilmenau) : 2017.09.11-15., (2017), insges. 7 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-136:3
Stadnyk, Bohdan; Fröhlich, Thomas; Khoma, Yuriy; Herasymenko, Veronika; Chaban, Olesia
Impedance analyser error correction using artificial neural networks. - In: Engineering for a changing world : 59th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, September 11-15, 2017 : proceedings. - Ilmenau : ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 59 (Ilmenau) : 2017.09.11-15., (2017), insges. 8 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-051:3
Lippmann, Lutz; Irrgang, Klaus; Hohmann, Michael; Pufke, Michael
High accuracy temperature measurement and monitoring of flow parameters using a multifunctional temperature probe. - In: Engineering for a changing world : 59th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, September 11-15, 2017 : proceedings. - Ilmenau : ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 59 (Ilmenau) : 2017.09.11-15., (2017), insges. 12 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-019:7
Marangoni, Rafael Ramos; Schleichert, Jan; Rahneberg, Ilko; Hilbrunner, Falk; Fröhlich, Thomas
A self-calibrating multicomponent force/torque measuring system. - In: Engineering for a changing world : 59th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, September 11-15, 2017 : proceedings. - Ilmenau : ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 59 (Ilmenau) : 2017.09.11-15., (2017), insges. 8 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-081:5
Yan, Na; Kühnel, Michael; Vasilyan, Suren; Fröhlich, Thomas
Calibration of the torsion force measurement system for the Lorentz force velocietry application. - In: Engineering for a changing world : 59th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, September 11-15, 2017 : proceedings. - Ilmenau : ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 59 (Ilmenau) : 2017.09.11-15., (2017), insges. 7 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-082:3
Rogge, Norbert; Schleichert, Jan; Rothleitner, Christian
Investigations on motion deviations of an EMFC balance. - In: Engineering for a changing world : 59th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, September 11-15, 2017 : proceedings. - Ilmenau : ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 59 (Ilmenau) : 2017.09.11-15., (2017), insges. 10 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-068:4
Günther, Ludwig; Rothleitner, Christian; Schleichert, Jan; Härtig, Frank
The virtual weight. - In: Engineering for a changing world : 59th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, September 11-15, 2017 : proceedings. - Ilmenau : ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 59 (Ilmenau) : 2017.09.11-15., (2017), insges. 8 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-062:8
Schleichert, Jan; Vasilyan, Suren; Günther, Ludwig
Magnet system for the Planck-balance. - In: Engineering for a changing world : 59th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, September 11-15, 2017 : proceedings. - Ilmenau : ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 59 (Ilmenau) : 2017.09.11-15., (2017), insges. 10 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-076:6
Rothleitner, Christian; Schleichert, Jan; Günther, Ludwig; Vasilyan, Suren; Rogge, Norbert; Knopf, Dorothea; Fröhlich, Thomas; Härtig, Frank
The Planck-Balance - a self-calibrating precision balance for industrial applications. - In: Engineering for a changing world : 59th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, September 11-15, 2017 : proceedings. - Ilmenau : ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 59 (Ilmenau) : 2017.09.11-15., (2017), insges. 11 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-026:8
Dannberg, Oliver; Ortlepp, Ingo; Manske, Eberhard
FPGA-based signal processing of a heterodyne interferometer. - In: Engineering for a changing world : 59th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, September 11-15, 2017 : proceedings. - Ilmenau : ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 59 (Ilmenau) : 2017.09.11-15., (2017), insges. 13 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-117:6
Ullmann, Vinzenz; Meß, Torsten; Wenzel, Kay; Machleidt, Torsten; Manske, Eberhard
A new approach for holistic thread profile determination supported by optical focus variation measurements. - In: Engineering for a changing world : 59th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, September 11-15, 2017 : proceedings. - Ilmenau : ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 59 (Ilmenau) : 2017.09.11-15., (2017), insges. 11 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-040:7
Weichert, Christoph; Köchert, Paul; Schötka, Eugen; Flügge, Jens; Manske, Eberhard
A straightness measuring interferometer characterized with different wedge prisms. - In: Engineering for a changing world : 59th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, September 11-15, 2017 : proceedings. - Ilmenau : ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 59 (Ilmenau) : 2017.09.11-15., (2017), insges. 15 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-002:2
Gorges, Stephan; Leistritz, Bianca; Hesse, Steffen; Ortlepp, Ingo; Slotta, Georg; Schäffel, Christoph
Development of an integrated guiding and actuation element for high dynamic nanopositioning systems. - In: Engineering for a changing world : 59th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, September 11-15, 2017 : proceedings. - Ilmenau : ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 59 (Ilmenau) : 2017.09.11-15., (2017), insges. 7 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017iwk-077:4
Meier, Martin
Konstruktion und Aufbau eines hochpräzisen Spiegelmessplatzes. - Ilmenau. - 65 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Diese Bachelorarbeit behandelt die Entwicklung und anschließende erste Erprobung eines hoch präzisen Messgeräts, für die Erfassung von Oberflächenabweichungen an optischen Oberflächen. Zu Beginn der Entwicklung stand die Konzeptphase, mit der anschließenden konstruktiven Umsetzung des Geräts. Abschließend fand eine erste messtechnische Untersuchung des Aufbaues statt. In der Konzeptphase ist das Grundfunktionsprinzip des Aufbaus entwickelt worden. Dabei wird durch die hochauflösende Messung der Position von Oberflächenpunkten in allen drei Raumrichtungen die Topologie der Oberfläche erfasst. Die Gestaltabweichung wird durch den Vergleich des Messobjekts mit einer Referenzfläche ermittelt. Bei der Konstruktion standen eine geringe Messunsicherheit, Reduzierung von Störeinflüssen und eine flexible Anwendung im Vordergrund. Anschließend wurde der Aufbau in Form eines Prototypen realisiert. Die erste messtechnische Untersuchung ergab, dass das Gerät die gestellten Anforderungen erfüllt. Die Messdaten zeigen schon im Rohzustand einen sehr geringen Anteil an Störsignalen bei einer sehr hohen Reproduzierbarkeit. Mit dem Gerät ist eine Qualifizierung von optischen Oberflächen mit Abweichungen bis [Lambda]/30 möglich.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/100091853Xmeier.txt
Seufert, Andreas
Analyse der Staubsaugerprüfung nach DIN EN 60312-1 mit anschließender Konzepterstellung zur Erweiterung und Automatisierung der Prüfanlage. - Ilmenau. - 132 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Im Zuge des Inkrafttretens der EU-Verordnungen Nr. 665/2013 und Nr. 666/2013 sind sämtliche Staubsaugerhersteller dazu aufgerufen, ihre Geräte in der Leistungsaufnahme einzuschränken und kundenrelevante Informationen wie die Energieeffizienzklasse und Reinigungsklasse anzugeben. Letztere sind in einem genormten Verfahren, dem Prüfverfahren zur Bestimmung der Gebrauchseigenschaften bezogen auf Staubsauger für den Hausgebrauch, in der DIN EN 60312-1 zusammengefasst. Dieses Prüfverfahren, durchgeführt auf einer normgerechten Prüfanlage, eignet sich aufgrund des geringen Informationsgehalts nur eingeschränkt zum Entwicklungseinsatz. Aus diesem Grund wird die Prüfnorm und der Ist-Stand der Anlage in dieser Arbeit eingehend untersucht, Einflussgrößen analysiert und in Anbetracht dieser Analyse ein Konzept für die Anlage hinsichtlich der Automatisierung und Messwerterweiterung zur Entwicklungsarbeit erstellt. Im Vordergrund stehen hierbei ein anpassbarer Prüfablauf, geeignete Sensorik und Programmansteuerung. Ebenfalls werden aufgrund der Signifikanz für die Konzepterstellung Verfahren zur Inline-Staubmessung und Volumenstrommessung im Detail analysiert und die Eignung in Praxistests soweit möglich erprobt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/100046475Xseufe.txt
Kopietz, Sven
Messtechnische Qualifizierung eines Variable Height Kalibrier-Normals (Rampen-Normal). - Ilmenau. - 74 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Die vorliegende Masterarbeit beschreibt die messtechnische Qualifizierung eines Variable Height Stufenhöhen-Kalibrier-Normals. Zunächst werden die angewandten Messverfahren vorgestellt und die durchgeführten Messungen inklusive der dazugehörigen Ergebnisse am Kalibrier-Normal mittels Laserfokus-Sensor, Atom-Kraft-Mikroskop, verschiedenen Weißlichtinterferometer-Aufbauten und dem Rasterelektronenmikroskop aufgezeigt. Die Reproduzierbarkeit der Stufenhöhe und die optimale Datenpunktweite wurde mit dem Laserfokus-Sensor untersucht. Die Ableitung der Strukturparameter (Line Edge Roughness, Corner Rounding, Side Wall Angle und Stufenhöhe) aus den Daten aller Messprinzipien inklusive der Korrelation zwischen den Messverfahren wurde behandelt und beschrieben. Weiterhin wurde die Ableitung von Aussagen zur geometrischen Form der Strukturen und deren Unsicherheit betrachtet und geschildert. Abschließend und um weitere Untersuchungen zu ermöglichen, wurde zusätzlich eine Datenbank mit Laserfokus-Sensor-Daten angelegt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/898653886kopie.txt
Werner, Felix
Dynamisches Verhalten von Widerstandsthermometern. - Ilmenau. - 80 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Beim Einsatz von elektrischen Widerstandsthermometern ist für den Anwender das zeitliche Ansprechverhalten auf Temperaturänderungen von besonderem Interesse. Die Dynamik ist dabei von konstruktiven Aspekten des Thermometers, der Einbaustelle und dem, vom Medium und der Strömungsgeschwindigkeit beeinflussten Wärmeübergang abhängig. Diese Arbeit stellt eine messtechnische Untersuchung verschiedener elektrischer Widerstandsthermometer im Hinblick auf die dynamischen Kenngrößen dar. Dabei wird unter anderem auch untersucht, ob die Art des Wärmeeintrags in das Thermometer einen Einfluss auf das dynamische Verhalten hat. Hierfür wird zum einen als äußerer Wärmeeintrag eine plötzliche Temperaturänderung des umgebenden Messmediums geprüft, zum anderen wird ein innerer Wärmeeintrag durch die Erhöhung (und Verringerung) des Messstroms realisiert und untersucht. Da die zugrundeliegenden Modelle und Modelgleichungen bereits bekannt sind, liegt das besondere Augenmerk auf der Anwendbarkeit dieser Modelle auf den vorhandenen Versuchsaufbau sowie auf dem Vergleich zwischen den beiden verschiedenen Arten des Wärmeeintrags in den Temperaturfühler. Die Daten der Messungen werden mit den berechneten Modellen verglichen und mögliche Erklärungen für die aufgetretenen Abweichungen genannt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/898450780werne.txt
Vasilyan, Suren; Fröhlich, Thomas; Manske, Eberhard
Total momentum transfer produced by the photons of a multi-pass laser beam as an evident avenue for optical and mass metrology. - In: Optics express : the international electronic journal of optics. - Washington, DC : Soc, ISSN 10944087, Bd. 25 (2017), 17, S. 20798-20816
https://doi.org/10.1364/OE.25.020798
Schüler, Ralf; Rahneberg, Ilko; Mammen, Helge; Mengs, Enrico; Schalles, Marc; Fröhlich, Thomas
PT-100 air temperature sensor with enhanced dynamic properties. - In: Engineering for a changing worldEngineering for a changing world : 59th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, September 11-15, 2017 : programme. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 59 (Ilmenau) : 2017.09.11-15. : 59th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, September 11-15, 2017 : programme. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, ISBN 978-3-86360-160-7, (2017), S. 33-34

Oliveira, Rafael; Lepikson, Herman; Theska, René; Fröhlich, Thomas
Evaluation of the principle for generating reference inertial torques for the dynamic calibration of torque transducers. - In: Engineering for a changing worldEngineering for a changing world : 59th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, September 11-15, 2017 : programme. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 59 (Ilmenau) : 2017.09.11-15. : 59th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, September 11-15, 2017 : programme. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, ISBN 978-3-86360-160-7, (2017), S. 29

Ullmann, Vinzenz; Manske, Eberhard
Kompakter Nullpunkt-Winkelsensor auf Basis eines Kösters-Prismas. - In: DGaO-Proceedings. - Erlangen-Nürnberg: Dt. Gesellschaft für angewandte Optik, ISSN 16148436, Bd. 118Bd. 118 (2017), P27, insges. 2 S.

Zur Erfassung kleinster Winkeländerungen wurde ein Weißlichtinterferometer mit einem Kösters-Prisma aufgebaut. Das Kippen des für Mess- und Referenzstrahl gemeinsam genutzten Spiegels erzeugt ein Umklappen der Interferenzstreifen im aufgenommenen Kamerabild. Diese Neigungswinkeländerung der Streifen wird zur Auswertung des Spiegelwinkels genutzt.


http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0287-2017-P027-7
Marangoni, Rafael R.; Schleichert, Jan; Rahneberg, Ilko; Mastylo, Rostyslav; Manske, Eberhard; Fröhlich, Thomas
Multi-component force measurement in micromachining. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 84 (2017), 9, S. 587-592
https://doi.org/10.1515/teme-2016-0066
Niesse, David Johannes
Analyse und Bewertung von Oberflächenmessungen und -kennwerten für die Beurteilung von Verzahnungen. - Ilmenau. - 124 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Die fortschreitende Elektrifizierung des Antriebsstrangs stellt immer höhere Anforderungen an Getriebe. Hohe Drehzahlen verlangen widerstandsfähige Verzahnungen, welche durch den Wegfall des lauten Verbrennungsmotors leise laufen müssen und außerdem einen hohen Wirkungsgrad erzielen sollen. Diese Anforderungen können nur durch eine höhere Qualität der Verzahnungen erreicht werden. Speziell die Oberflächenrauheit spielt eine Rolle, da sie für die Schmierfilmbildung zuständig ist und die Tragfestigkeit mitbestimmt. Um eine gleichbleibend hohe Oberflächenqualität bei allen Verzahnungen zu gewährleisten, ist eine Fertigungsmessung erforderlich. Vor diesem Hintergrund befasst sich die Arbeit mit dem Kompetenzaufbau im Bereich Oberflächenmessung von Verzahnungen für eine Firma der Automobilbranche. Zunächst werden Grundlagen im Bereich Fertigungsverfahren der Zahnradherstellung und Oberflächenmessverfahren sowie Rauheitskennwerte, die für die Beurteilung von Verzahnungen sinnvoll sind, geschaffen. Anschließend folgen Versuchsreihen an Verzahnungen aus einem Getriebe mit den vorgestellten Verfahren, welche mit verschiedenen Kennwerten und Analysemethoden ausgewertet werden. Anhand der Versuchsreihen wird die praktische Eignung der Messverfahren für die Fertigungsmessung bewertet. Ziel ist es ein Messverfahren zu empfehlen, welches für die Fertigungsmessung der Verzahnungen in dieser Firma sinnvoll ist. In diesem Zusammenhang wird eine Strategie zur Messung der Oberflächenrauheit benötigt, die sich mit dem empfohlenen Messverfahren anwenden lässt. Zusätzlich sollen Kennwerte und Analysemethoden zur Beurteilung der Oberflächenrauheit ausgearbeitet werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/897123506niess.txt
Meß, Torsten
Der Paarungsflankendurchmesser - Untersuchung des begrifflichen Umfeldes, der Einflussgrößen und der Bedeutung für die Funktion, Spezifikation, Fertigung und Prüfung von Gewinden. - Ilmenau : Universitätsbibliothek. - 1 Online-Ressource (142 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation, 2017

Mit der vorliegenden Arbeit wurde eine umfassende Untersuchung der Bestimmungsgröße Paarungsflankendurchmesser durchgeführt. Dabei wurden für den Flankendurchmesser, den Flankendurchmesserzylinder, den Flankendurchmesserkegel, den einfachen Flankendurchmesser, den Paarungsflankendurchmesser und weitere wichtige Bestimmungsgrößen neue Definitionen erarbeitet. Diese Definitionen ermöglichen erstmals die eindeutige geometrische Beschreibung und Erfassung wirklicher Gewinde im Bereich der Gewindeflanken. Alle Einflussgrößen auf den Paarungsflankendurchmesser wurden systematisch und umfassend beschrieben und analysiert. In die Betrachtungen wurden dabei nahezu alle Gewinde eingeschlossen, die auf einem Ausgangsdreieck des Gewindeprofils beruhen. Neben der ausführlichen Vermittlung der komplexen Zusammenhänge ermöglichen die aufgestellten Gleichungen die näherungsweise Berechnung des Paarungsflankendurchmessers. Die grundsätzliche Eignung dieser Betrachtungen zur hinreichend genauen Analyse und Beurteilung wirklicher Gewinde wurde anhand von Versuchen zur Bestimmung von Paarungsausgleichsbeträgen untersucht und bestätigt. Die Bestimmungsgröße Paarungsflankendurchmesser berücksichtigt die Einflüsse aller geometrischen Merkmale im Bereich der Gewindeflanken eines wirklichen Gewindes auf dessen Paarungsfähigkeit. Der Paarungsflankendurchmesser und der Paarungsausgleichsbetrag beeinflussen ein Gewinde jedoch auch hinsichtlich dessen weiterer Funktionen wie Befestigen, Bewegen, Zentrieren oder Dichten. Beide Bestimmungsgrößen sind somit bereits bei der Spezifikation, der anschließenden Fertigung und letztlich auch bei der Prüfung des Gewindes zu berücksichtigen. Die in der vorliegenden Arbeit enthaltenen Betrachtungen bilden eine entscheidende Grundlage für die sinnvolle und funktionsgerechte Tolerierung aller betreffenden Bestimmungsgrößen des Gewindes unter Berücksichtigung des Paarungsausgleichsbetrages und des Paarungsflankendurchmessers. Bei der Fertigung von Gewinden ermöglichen sie außerdem die zielgerichtete messtechnische Überwachung der Einflussgrößen auf den Paarungsflankendurchmesser und damit die entsprechende Gestaltung und Steuerung des Fertigungsprozesses. Ferner bilden die in der vorliegenden Arbeit enthaltenen Betrachtungen eine entscheidende Grundlage für die weitere Entwicklung bestehender oder neuer Verfahren zur Messung von Gewinden. Dies betrifft insbesondere die Verfahren, die eine ganzheitliche Erfassung des Gewindes als dreidimensionales Objekt gewährleisten. Unter der Voraussetzung einer entsprechend vollständigen messtechnischen Erfassung des Gewindes ist dabei auch die direkte Bestimmung des Paarungsflankendurchmessers, also dessen Messung möglich.


https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00032896
Schopka, Tobias
Praktikumsversuch "Dynamische Kennwerte von Berührungsthermometern". - Ilmenau. - 59 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Inhalt dieser Bachelorarbeit ist die Überarbeitung des Praktikumsversuches "Dynamische Kennwerte von Berührungsthermometern", der im Fachgebiet Prozessmesstechnik angeboten wird. Bestandteil dieser Überarbeitung sind Anpassungen bereits vorhandener Messprogramme und messtechnische Untersuchungen zu neuen Thermometerbauformen mit dem Ziel, eine Auswahl geeigneter Messszenarien und Aufgaben bezüglich der im Praktikum angestrebten Lernziele zu treffen. Diese werden in einer neuen Praktikumsanleitung aufgeführt. Abschließend erfolgt eine Betrachtung der wichtigsten Einflussfaktoren auf das Messunsicherheitsbudget.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/895602911schop.txt
Kubisch, Jörg
Entwicklung eines EMK-Waagen-Simulators. - Ilmenau. - 47 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist der Aufbau eines Hardwaresimulators, der das dynamische Verhalten einer elektromagnetisch kraftkompensierten (EMK) Waage nachbildet. Hierfür werden bekannte Analogien zwischen mechanischen Feder-Masse-Dämpfer Systemen und elektrischen Schwingkreisen genutzt um einen elektrischen Schaltkreis aufzubauen, der als Hardwaresimulator fungiert. Dabei sollen möglichst passive Bauelemente verwendet werden, um störende Einflüsse, wie Rauschen, gering zu halten. Zuerst wird ein theoretisches Modell der Waage vorgestellt, um mit dessen Hilfe die Übertragungsfunktion der offenen Strecke abschätzen zu können. Die Parameter der Übertragungsfunktion werden mit Hilfe des Thiele-Small-Modells bestimmt. Für ein besseres Ergebnis wird der Frequenzgang der errechneten Übertragungsfunktion mit Messwerten einer realen EMK-Waage verglichen und die Parameter angepasst. Anschließend werden für die ausgewählte EMK-Waage passende elektrische Bauteile ausgewählt, um einen entsprechenden Hardwaresimulator für diese aufzubauen. In mehreren Messungen wird das Verhalten des Schaltkreises mit dem der EMK-Waage verglichen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/895558742kubis.txt
Walther, Tom
Entwicklung und Untersuchung einer optischen Durchmessermessung von Lehrringen mit Hilfe gekoppelter Weißlichtinterferenzen. - Ilmenau. - 95 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit der Konzeption eines Messaufbaus zur optischen Bestimmung von Lehrringdurchmessern. Der zu prüfende Ring besitzt einen Nenndurchmesser von 98mm. Grundlage der Messanordnung ist ein Tandemaufbau bestehend aus zwei seriell geschalteten Interferometern ähnlich dem Michelson-Interferometer. Die dabei verwendete Lichtquelle ist eine kurzkohärenteWeißlichtdiode mit einer mittlerenWellenlänge von 828nm. Die spektrale Halbwertsbreite der Diode beträgt 83nm. Eine Verwendung von Weißlicht ermöglicht die absolute Durchmesserbestimmung des Lehrrings aufgrund des auftretenden Interferenzmaximums. Zusätzlich wird eine achromatische Polarisationsoptik verwendet, um den Kontrast zu erhöhen und Nebensignaturen zu vermeiden. Zylinderlinsen werden im Aufbau zur Anpassung der Wellenfronten an das zylindrische Profil des Lehrrings genutzt. Nach der Betrachtungen des theoretischen Strahlengangs erfolgt die Bestimmung und Auslegung notwendiger Justierstellen. Diese besitzen zum Teil ein Auflösungsvermögen von 15[my]m bzw. 1'. Anschließend erfolgt die Konstruktion, der Aufbau und die Justage des gesamten Experimentalaufbaus. Durch schrittweises Verändern des Spiegelabstandes im Referenzinterferometer wird die Interferenzsignatur ermittelt. Nach dem erfolgreichen Auffinden und der Kontrasteinstellung durch feinfühlige Justierbewegungen erfolgt die Auswertung des Streifenmusters. Dabei konnte ein Kontrast von 0,15 erzielt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/895554917walth.txt
Richartz, Ole
Konstruktion und Inbetriebnahme eines kompakten Weißlichtinterferometers für Kavitätslängenmessungen. - Ilmenau. - 99 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Das in dieser Arbeit optimierte Weißlichtinterferometer dient zum Messen von großen Kavitätslängen. Es basiert auf dem Grundprinzip nach Michelson, besitzt aber Polarisationsoptiken, um die Intensitätsanteile in Referenz- und Messarm einzustellen. Die eingesetzte Weißlichtquelle besitzt ein FWHM von 100 nm bei einer mittleren Wellenlänge von 540 nm. Hieraus ergibt sich eine Kohärenzlänge von 3,2 [my]m, die bei einem Arbeitsabstand von ca. 120 mm genutzt werden kann. Der vom Kollimator ausgehende Lichtstrahl wird durch ein Achromatenduplett mit einer Brennweite von 12,7 mm chromatisch korrigiert. Darüber hinaus ist das Interferometer neben einer CMOS-Kamera auch mit einer CMOS-Zeile für die schnelle Erfassung von Weißlichtsignaturen versehen. Die CMOS-Zeile ist mit einer passenden Zylinderlinse der Brennweite von 25 mm ausgestattet. Um das Polarisationsverhältnis weiter zu erhöhen, wurden verschiedene Polarisatoren hinsichtlich ihrer Eignung untersucht. Für die Polarisatoren gibt es nun Aufnahmen, um deren Transmissionsachse in Schritten von 1,2˚ zu rotieren und so die Intensität in beiden Interferometerarmen genauer einzustellen. Die Spiegeljustierung ist neu konstruiert worden, um eine feinfühligere Kippung zu erlauben. Gleichzeitig wurde der Drehpunkt verlegt, um parasitäre Bewegungen der Spiegeloberfläche beim Justieren zu vermeiden. Es wird nun eine Einstellgenauigkeit von 4,41' erreicht. Um Blenden und Ausgleichsglasplatten schnell und ohne Aufwand in den Strahlengang einzubringen, gibt es eine neue Wechselautomatik. Zur Positionierung von Zylinderlinse und CMOS-Zeile sind entsprechende Justierstellen ausgelegt und konstruiert worden. Durch den gewählten, modularen Aufbau lässt sich der Bereich zwischen zwei Interferenzsignaturen auf bis zu ca. 300 mm erweitern.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/895550148richa.txt
Gerlach, Raphael
Konzeptionierung eines Führungssystems für ein miniaturisiertes opto-mechanisches Messsystem. - Ilmenau. - 82 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Im Rahmen dieser Arbeit wird eine neue mechanische Führung für einen Mikroantrieb entwickelt, simuliert und in die Praxis umgesetzt. Ziel ist die Integration des Antriebs in den Messausleger eines neuartigen Handmessgeräts auf Basis der Weißlichtinterferometrie. Dazu werden zunächst verschiedene Konzepte mechanischer Führungen vorgestellt und auf ihre Einsetzbarkeit hin analysiert. Prinzipiell geeignet scheint ein Konzept mit Blattfedern, welches im Hinblick auf Funktion und Anforderungen untersucht sowie charakterisiert wird. Aus der Blattfederführung wird eine neue Führung abgeleitet und entsprechend den Anforderungen weiter angepasst und verbessert. Bei dem neuen Konzept dienen Federdrähte als Führungselemente, welche im Laufe der Arbeit dimensioniert werden. Ein weiterer entscheidender Aspekt ist die Anordnung der Drähte. Es werden verschiedene Anordnungen simuliert und nach einer Bewertung das Beste weiter verfolgt. Nach der theoretischen Betrachtung und Auslegung des neuen Führungskonzepts erfolgt eine Umsetzung dessen und eine Integration in den Laboraufbau, um anhand praktischer Versuche die Funktionsweise zu verifizieren und die Eigenschaften zu charakterisieren. Es zeigt sich, dass die Federdrahtführung grundsätzlich funktionsfähig ist, allerdings doch ein paar Probleme auftreten, sodass weiter am Konzept mit Blattfedern festgehalten und dieses optimiert wird.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/895396548gerla.txt
Horodyskyi, Ivan
Kalibrierung eines neuen Messaufbaus für die Kraftmessung. - Ilmenau. - 48 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

In der vorliegenden Masterarbeit wurde ein Torsion Messaufbau beschreiben, welcher ein Teil der Lorenzkraft-Anemometrie ist. Die Anwendung dieses Messaufbaus ist die Strömungsgeschwindigkeit niedrig leitfähiger Flüssigkeiten zu Messen. Zuerst wurde die Neigungsempfindlichkeit des Messaufbaues mit Hilfe eines präzisen Kipptisches untersucht, dann wurde die Neigungsempfindlichkeit durch selber konstruierte Gewichte kompensiert. Des Weiteren wurde mit einem Autokollimator der Drehwinkel des Messaufbaus beobachtet, dadurch wurde das Ausgangssignal des Positionssensors als elektrische Spannung in einen Drehwinkel umgewandelt. Die Faktoren sind KDW1= -0.4325 ± 0.0004 mrad/V, KDW2= -0.4288 ± 0.0005 mrad/V. Außerdem wurde der Messaufbau durch eine bekannte Neigungskraft zur Bewegung geführt, dann wurde das Ausgangssignal des Positionssensors auch in eine Kraft umgerechnet. Die Faktoren sind KK1= -40.0243 ± 0.0659 [my]N/V, KK2= -39.6740 ± 0.0681 [my]N/V. Auch die Langzeitstabilität wurde getestet. Die Experimente wurden zweimal durchgeführt, einmal als die Temperatur stabil war und das andere Mal, als sich die Temperatur veränderte. Durch das erste Experiment wurde festgestellt, dass nach ca. 12 Stunden eine Stabile Situation im Messaufbau erreicht wurde und die Eigenfrequenz bei 0.064 Hz liegt. Auch die beiden Standardabweichungen aus dem Originalsignal des ersten Sensor S1 = 0.0537 [my]N und aus dem gefilterte Signal dieses Sensors S1 = 0.0052 [my]N wurden berechnet. Zum Filtern wurde der Durchschnittsfilterwert mit dem Filterkoeffizient 25 verwendet. Aus den gewonnenen Daten des zweiten Experiments kann man sagen, dass die Temperatur beeinflusst die Messung. Für die Datenerfassung der Positionssensoren, des Autokollimator, der Temperaturwiderstände und der Verarbeitung der Messdaten, sowie für die Erstellung von Grafiken, wurden mehrere Codes im Programm MatLab geschrieben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/895395096horod.txt
Roth, Fabian
Frequenzstabilisierung eines polarisierten 1-Moden He-Ne Lasers. - Ilmenau. - 50 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Frequenzstabilisierung eines Ein-Moden-HeNe-Lasers für messtechnische Anwendungen unter Einbezug der Intensität des Laserlichtes. Dazu sind ein Versuchsaufbau konstruiert und gefertigt sowie ein Regelkreis aufgebaut worden. Anschließend konnte die Möglichkeit einer Frequenzstabilisierung untersucht werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/894819763roth.txt
Bischoff, Jörg; Mastylo, Rostyslav; Manske, Eberhard
Numerical investigations of the potential for laser focus sensors in micrometrology. - In: Modeling Aspects in Optical Metrology VI / Modeling Aspects in Optical Metrology ; 23 (Munich) : 2017.06.26-28. - Bellingham, Washington, USA : SPIE, ISBN 978-1-5106-1105-4, (2017), 103300N, insges. 9 S.

Laser focus sensors (LFS)^1 attached to a scanning nano-positioning and measuring machine (NPMM) enable near diffraction limit resolution with very large measuring areas up to 200 x 200 mm^1. Further extensions are planned to address wafer sizes of 8 inch and beyond. Thus, they are preferably suited for micro-metrology on large wafers. On the other hand, the minimum lateral features in state-of-the-art semiconductor industry are as small as a few nanometer and therefore far beyond the resolution limits of classical optics. New techniques such as OCD or ODP^3,4 a.k.a. as scatterometry have helped to overcome these constraints considerably. However, scatterometry relies on regular patterns and therefore, the measurements have to be performed on special reference gratings or boxes rather than in-die. Consequently, there is a gap between measurement and the actual structure of interest which becomes more and more an issues with shrinking feature sizes. On the other hand, near-field approaches would also allow to extent the resolution limit greatly^5 but they require very challenging controls to keep the working distance small enough to stay within the near field zone. Therefore, the feasibility and the limits of a LFS scanner system have been investigated theoretically. Based on simulations of laser focus sensor scanning across simple topographies, it was found that there is potential to overcome the diffraction limitations to some extent by means of vicinity interference effects caused by the optical interaction of adjacent topography features. We think that it might be well possible to reconstruct the diffracting profile by means of rigorous diffraction simulation based on a thorough model of the laser focus sensor optics in combination with topography diffraction^6 in a similar way as applied in OCD. The difference lies in the kind of signal itself which has to be modeled. While standard OCD is based on spectra, LFS utilizes height scan signals. Simulation results are presented for different types of topographies (dense vs. sparse, regular vs. single) with lateral features near and beyond the classical resolution limit. Moreover, the influence of topography height on the detectability is investigated. To this end, several sensor principles and polarization setups are considered such as a dual color pin hole sensor and a Foucault knife sensor. It is shown that resolution beyond the Abbe or Rayleigh limit is possible even with "classical" optical setups when combining measurements with sophisticated profile retrieval techniques and some a-priori knowledge. Finally, measurement uncertainties are derived based on perturbation simulations according to the method presented in 7.


Xie, Weichang; Hagemeier, Sebastian; Bischoff, Jörg; Mastylo, Rostyslav; Manske, Eberhard; Lehmann, Peter
Transfer characteristics of optical profilers with respect to rectangular edge and step height measurement. - In: Optical Measurement Systems for Industrial Inspection X / Optical Measurement Systems for Industrial Inspection ; 10 (Munich) : 2017.06.26-29. - Bellingham, Washington, USA : SPIE, (2017), 1032916, insges. 16 S.

Optical profilers are mature instruments used in research and industry to study surface topography features. Although the corresponding standards are based on simple step height measurements, in practical applications these instruments are often used to study the fidelity of surface topography. In this context it is well-known that in certain situations a surface profile obtained by an optical profiler will differ from the real profile. With respect to practical applications such deviations often occur in the vicinity of steep walls and in cases of high aspect ratio. In this contribution we compare the transfer characteristics of different 3D optical profiler principles, namely white-light interferometry, focus sensing, and confocal microscopy. Experimental results demonstrate that the transfer characteristics do not only depend on the parameters of the optical measurement system (e. g. wavelength and coherence of light, numerical aperture, evaluated signal feature, polarization) but also on the properties of the measuring object such as step height, aspect ratio, material properties and homogeneity, rounding and steepness of the edges, surface roughness. As a result, typical artefacts such as batwings occur for certain parameter combinations, particularly at certain height-to-wavelength ratio (HWR) values. Understanding of the mechanisms behind these phenomena enables to reduce them by an appropriate parameter adaption. However, it is not only the edge artefacts, but also the position of an edge that may be changed due to the properties of the measuring object. In order to investigate the relevant effects theoretically, several models are introduced. These are based on either an extension of Richards-Wolf modeling or rigorous coupled wave analysis (RCWA). Although these models explain the experimental effects quite well they suffer from different limitations, so that a quantitative correspondence of theoretical modeling and experimental results is hard to achieve. Nevertheless, these models are used to study the characteristics of the measured signals occurring at edges of different step height compared to signals occurring at plateaus. Moreover, a special calibration sample with continuous step height variation was developed to reduce the impact of unknown sample properties. We analyzed the signals in both, the spatial and the spatial frequency domain, and found systematic signal changes that will be discussed. As a consequence, these simulations will help to interpret measurement results appropriately and to improve them by proper parameter settings and calibration and finally to increase the edge detection accuracy.


Darnieder, Maximilian; Marangoni, Rafael R.; Theska, René; Fröhlich, Thomas; Rahneberg, Ilko
Contribution to the mechanical enhancement of load cells in precision weighing technology by means of advanced adjustment strategies. - In: Proceedings of the 17th International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology / International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology ; 17 (Hannover) : 2017.05.29-06.02. - Bedford : euspen, ISBN 978-0-9957751-0-7, (2017), S. 411-412

The accuracy of force measurement systems is predominantly influenced by its stiffness towards deflection. Monolithic mechanical systems in precision weighing technology rely on ultrathin flexure hinges. Further stiffness reduction by a decrease of the minimum hinge thickness is unfavourable. Consequently, the present concept relies on compensation rather than a reduction of the stiffness. Based on precise adjustments, the system state is altered towards an astatic state. Hereby, the overall stiffness and the tilt sensitivity is reduced. These properties have been determined as major contributions to the measurement error. The results of the theoretical investigations form a basis for future experiments and a further improvement of load cells.


Ortlepp, Ingo; Mastylo, Rostyslav; Albrecht, Arne; Manske, Eberhard
Pico litre volume measurement with a laser focus sensor on the nano measuring machine NMM-1. - In: Proceedings of the 17th International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology / International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology ; 17 (Hannover) : 2017.05.29-06.02. - Bedford : euspen, ISBN 978-0-9957751-0-7, (2017), S. 400-401

A novel approach of measuring small volumes is made in our project. The goal is to utilise the Nano Measuring Machine NMM 1 in combination with a laser focus sensor to determine the volume of small water droplets. The droplet surface is scanned by the focus sensor with picometre resolution. Based on the shape of the scan lines, the actual volume of the droplet can be calculated. However, due to the small distance between the water surface and the glass carrier, the laser focus sensor signal was distorted by undesired reflections from the glass carrier the droplets are deposited on. To reduce these undesired reflections, the BK7 carrier was anti-reflection coated. When a SiO2 layer of appropriate thickness is deposited on the carrier, the reflectance at the water-glass interface can be considerably lowered. This drastically improves the sensor signal, thus enables the correct measurement of the droplets' shapes and hence the calculation of their volume.


Eisenhauer, Nora
Optimierung einer Methode zur optischen Winkelmessung mit einem Kösters-Prisma. - Ilmenau. - 80 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Im Rahmen der Arbeit wurde ein kompakter Interferometeraufbau zur Winkelmessung realisiert. Das divergente Licht einer fasergekoppelten LED wird in eine Anordnung aus einem Kösters-Prisma und einem Messspiegel eingekoppelt und erzeugt ein Weißlichtinterferenzmuster. Die Winkellage und der Abstand der Interferenzstreifen ändern sich in Abhängigkeit des Winkels des Messspiegels und werden mittels einer Kamera erfasst. In Experimenten konnte das Interferenzmuster in einem Winkelbereich von 16' ausgewertet werden. Die Winkelfehler (Schielfehler) der verwendeten Kösters-Prismen haben dabei einen entscheidenden Einfluss auf die Ausbildung des Interferenzmusters. Zwischen der Kippung des Messspiegels und der Neigung der Interferenzstreifen besteht ein Zusammenhang in Form einer Arkustangens-Funktion. Je größer der Schielfehler ist, desto flacher ist der Anstieg am Nullpunkt dieser Arkustangens-Funktion. Zudem wurde herausgefunden, dass die Abstände der Interferenzstreifen mit größer werdendem Versatz der Lichtpunkte auf der CMOS-Zeile immer schmaler werden. Das Verhältnis zwischen Streifenneigungs- und Spiegelkippwinkel im Experiment beträgt am Umkehrpunkt 1˚=0,67'' (Versuchsreihe 3, Messreihe 2).


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/89264236Xeisen.txt
Marangoni, Rafael R.; Rahneberg, Ilko; Hilbrunner, Falko; Theska, René; Fröhlich, Thomas
Analysis of weighing cells based on the principle of electromagnetic force compensation. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 28 (2017), 7, S. 075101, insges. 7 S.
https://doi.org/10.1088/1361-6501/aa6bcd
Einenkel, Tobias
Gravimetric compensation system for LNG calibration. - Ilmenau. - 160 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Die Kalibrierung ist in der Messtechnik ein unverzichtbares Mittel zur präzisen Charakterisierung von Messgeräten für die Forschung, Wirtschaft, Industrie und den Privatgebrauch. Um hohe Zusatzkosten bei der Nutzung zu vermeiden, werden immer geringere Kalibrierunsicherheiten von den Messgeräten gefordert. Ein Beispiel dafür sind Durchflussmessgeräte, welche an Tankstellen, am Gas- und Wasserzähler oder bei der Auffüllung der heimischen Gas- bzw. Öltanks eingesetzt werden. Damit hohe Genauigkeiten der Messgeräte erreicht werden, müssen optimale und präzise Versuchsstände zur Kalibrierung entwickelt werden. Ein Versuchsaufbau zur Kalibrierung von Durchflussmessgeräten für LNG (Flüssigerdgas) befindet sich am VSL - dem Niederländischen Metrologischen Institut - in Delft. Um die Genauigkeit der Durchflusskalibrierung zu steigern, befasst sich die vorliegende Masterarbeit mit der Entwicklung eines gravimetrischen Kompensationssystems für die LNG Kalibrierung. Zur systematischen Umsetzung des Themas werden zunächst die Entwicklungsaufgabe und die Hintergründe des Projektes analysiert und mit Hilfe einer Anforderungsliste präzisiert. In diesem umfangreichen Anforderungskatalog werden die verschiedenen Teilmodule abgegrenzt, welche es im folgenden Entwicklungsprozess umzusetzen gilt. Hierzu gehören unter anderem die Auswahl aller benötigten elektrischen Komponenten, die Konstruktion der mechanischen Bauteile und die Auswahl und Programmierung einer industriellen Steuerung. Die Durchführung der Entwicklung wird durch Berechnungen, Simulationen und/oder Testmessungen unterstützt. Unter Beachtung der Vorschriften für explosionsgeschützte Umgebungen, deren Berücksichtigung aufgrund des Einsatzes von LNG dringend erforderlich ist, den benötigten Genauigkeiten und vorherrschenden Kraftverhältnissen wird ein vollständiges und funktionierendes Kompensationssystem entwickelt, welches in den vorhandenen Versuchsaufbau integriert wird und zu einer signifikanten Steigerung des Kalibrierergebnisses führt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/890482063einen.txt
Oertel, Erik
Development of a control software for an atomic force microscope in LabVIEW. - Ilmenau. - 79 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Metrologische Rasterkraftmikroskope (MAFMs), wie sie am National Physical Laboratory (NPL) entwickelt und verwendet werden, erfordern lange Messzeiten. Eine Möglichkeit, um die Zeit für eine Messung zu reduzieren, besteht in der Nutzung von adaptiven Abtastwegen, welche eine Alternative zu den konventionellen Rasterscans darstellen. Das Ziel dieser Arbeit bestand in der Entwicklung einer neuen Mess- und Steuersoftware in LabVIEW für die metrologischen Rasterkraftmikroskope von NPL. Die Software wurde auf Basis des Client-Server Modells entwickelt. Zur Erprobung der Software wurde ein einfaches Rasterkraftmikroskop aufgebaut. Dieses enthält einen Sensorkopf von NPL mit einem Faserinterferometer, durch das die Auslenkung des Cantilevers detektiert wird. Die entwickelte Software verwendet zur Erzeugung der Abtastwege die Gwyscan-Bibliothek. Diese beinhaltet neben den konventionellen Rasterscans zusätzlich nicht-äquidistante und Verbesserungsscans.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/890243166oerte.txt
Fern, Florian
Konstruktion, Aufbau und Untersuchung eines neuartigen hochauflösenden Tiltmeters. - Ilmenau. - 67 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit der Analyse, Optimierung und der messtechnischen Untersuchung monolithischer Tiltmeter, mit nanorad Auflösung, basierend auf dem Pendelprinzips. Die Anwendungsgebiete liegen in der Geodäsie, Gehophysik und Präzisionsmesstechnik. Zu Beginn wird durch Analyse eines Prototypen die Anforderungsliste für das Gesamtsystem abgeleitet. Anhand analytischer Betrachtungen kann das statische und dynamische Verhalten der Pendel beschrieben werden. Mit Hilfe der Modelle kann ein stehendes und ein hängendes Pendel als Messsystem optimiert ausgelegt werden. Die statischen und dynamischen Eigenschaften werden anhand von FEM-Simulationen verifiziert. Aus den Umgebungsbedingungen und Einflussfaktoren werden Designrichtlinien für ein Gehäuse abgeleitet. In der messtechnischen Untersuchung werden die Positionssensoren bezüglich ihrer Langzeitstabilität, sowie den Temperatur- und Feuchtekoeffizienten untersucht. Die Ergebnisse der Untersuchung ermöglichen eine relative Qualifizierung der Sensoren. Das dynamische Verhalten kann mit Hilfe der Messung der Übertragungsfunktion bestätigt werden. Abschließend zeigt eine Untersuchung des statischen Verhaltens von zwei stehenden Pendeln eine erwartete Erhöhung der Empfindlichkeit. Ausblickend werden weitere Optimierungen bezüglich der Fertigung, sowie Anwendungsmöglichkeiten in anderen Bereichen der Messtechnik aufgezeigt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/89011899Xfern.txt
Klein, Alexander
Fasergekoppelte In-situ-Laserhygrometer auf Basis der direkten Absorptions- und Wellenlängenmodulations-Spektroskopie für minimale Messstrecken. - Ilmenau : Universitätsbibliothek. - 1 Online-Ressource (PDF-Datei: IX, 124 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation, 2017

In der angewandten- und der Grundlagenforschung hat die Absorptionsspektroskopie mit abstimmbaren Diodenlasern (TDLAS) vielfachen Einsatz gefunden. Die hervorragenden spektralen Eigenschaften der Diodenlaser sowie die mögliche schnelle Abstimmung der Wellenlänge erlauben eine zuverlässige In-situ-Bestimmung absoluter Gasspezieskonzentrationen und -temperaturen mit hoher Sensitivität, Selektivität und Skalierbarkeit. Ein Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung und Validierung eines Absorptionsspektrometers zur Kombination der beiden meist genutzten TDLAS-Techniken - der direkten Absorptions- und der Wellenlängenmodulations-Spektroskopie. Ein schnelles Zeitmultiplex-Verfahren ermöglicht beide Methoden in einem einzigen Aufbau simultan zu verwenden. Die hierfür aufgebauten Spektrometer nutzen die direkte online Kalibrierung des WMS-Signals durch die mit dTDLAS gleichzeitig ermittelte absolute Spezieskonzentration. Hierdurch konnte die Nachweisgrenze und die Präzision um das Fünffache von 150 nmol/mol*m*Hz1/2 auf 34 nmol/mol*m*Hz1/2 verbessert werden. Dies ermöglicht Messungen absoluter Gaskonzentrationen ohne vorherige Kalibrierung gegen einen bekannten Gasstandard. Die ausgezeichneten Eigenschaften der TDLAS für die innermotorische Gasanalyse wurden in dieser Arbeit genutzt für die Entwicklung und Validierung eines Laserhygrometers für eine kalibrierungsfreie In-situ H2O-Bestimmung mit fasergekoppelten Sensorkopf für den minimal-invasiven Einsatz mit nur einem 12 mm kleinen Zugang zur Brennkammer des Verbrennungsmotors, um damit prinzipiell eine zyklusaufgelöste Analyse der Abgasrückführung zur Emissionsreduktion in modernen PKWs zu ermöglichen. Für die Entwicklung des Spektrometers wurde zunächst eine passende Absorptionslinie selektiert und die spektralen Molekülparameter metrologisch charakterisiert, was die Unsicherheit des Spektrometers massiv verringerte. Speziell die Linienstärke der gewählten Absorptionslinie bei 2,551 [my]m konnte mit einer sehr kleinen Unsicherheit von ± 1,15 % vermessen werden. Der Sensor erreichte eine Zeitauflösung von 0,9˚ Kurbelwinkel bei 1500 U/min des Motors (100 [my]s). Durch die stabile und kompakte Optik des Sensorkopfes war die optische Auflösung in der betrachteten Kompressionsphase über 130 Motorzyklen stabil bei 3,7*10-3. Dies führte zu einem SNR von 34 bei 15000 [my]mol/mol bei 1500 U/min des geschleppten Motors. Die H2O-Konzentration für den AGR-Rate relevanten Bereich, konnte absolut und kalibrierungsfrei mit ± 570[my]mol/mol bestimmt werden. Die Mittelung der Konzentration über den Kompressionsbereich von mehr als achtzig aufeinanderfolgenden Motorzyklen, ergab eine H2O-Konzentration von 13340 [my]mol/mol mit einer nur geringen Schwankung von 170 [my]mol/mol. Dieses Ergebnis bestätigt die ausgezeichnete Stabilität des Spektrometers und die damit verbundene Möglichkeit die H2O-Konzentration für eine AGR-Analyse innerhalb des Motors zyklusaufgelöst zu bestimmen.


https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00032484
Wimmel, Aaron
Schwingungsuntersuchungen sowie Optimierungen an einer ultrapräzisen Koordinatenmessmaschine. - Ilmenau. - 95 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Die Positionierung und Messung von Bauteilen und Strukturen im Nanometerbereich ist für die weitere industrielle Entwicklung sehr wichtig. Steigende Anforderungen an Produkte mit Strukturen und Oberflächen von höchster Genauigkeit schaffen die Notwendigkeit für geeignete Messmaschinen. An der TU Ilmenau, im Kompetenzzentrum NPMM 200, kann im Bereich Längenmessung schon heute ultrapräzise gemessen werden. Die Messgenauigkeit steht allerdings in Abhängigkeit zu einer stabilen Messumgebung ohne Störeinflüsse. Zu den Störeinflüssen zählen auch Schwingungen, welche die Messgenauigkeit herabsetzen. Diese Arbeit befasst sich mit der schwingungstechnischen Untersuchung der Nanopositionier- und Nanomessmaschine NPMM-200 und umfasst die Bereiche Schwingungstechnik, Messtechnik und Signalverarbeitung.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/889488932wimme.txt
Garnschröder, Gina
Untersuchungen zur Realisierung von Fixpunkttemperaturen unterhalb von 0 ˚C. - Ilmenau. - 124 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Die Kalibrierung von Thermometern an Fixpunkten zeichnet sich durch die hohe erreichbare Genauigkeit und die gute Reproduzierbarkeit aus. Um Fixpunktkalibrierungen auch in der Industrie sinnvoll nutzen zu können, muss die Kalibrierung schneller und günstiger durchführbar sein. Dafür werden kleinere Fixpunktzellen verwendet, was zur Folge hat, dass die Kalibriergenauigkeit nachlässt. Ziel der Arbeit ist es, für eben diese Kalibrierung weitere leicht zugängliche, günstige und geeignete Stoffe und Stoffgemische zu finden. Dafür werden Versuchsstoffe, die einen Phasenübergang im Temperaturbereich von 0 ˚C bis -50 ˚C aufweisen, charakterisiert und die für die Thermometerkalibrierung an Fixpunkten relevanten Eigenschaften ermittelt. Mit den erarbeiteten Kriterien zur Auswahl von Fixpunktmaterialien werden dann Stoffe und Gemische ausgewählt, die sich möglicherweise für eine Thermometerkalibrierung eignen. Die Auswahl der Versuchsstoffe und die Untersuchung orientieren sich dabei an den Ansprüchen einer industriellen Verwendung von Fixpunktmaterialien zur Thermometerkalibrierung. Mit Hilfe von Versuchen an eigens aufgebauten Fixpunktzellen und einem bereits kalibrierten Thermometer wird die Tauglichkeit der ausgewählten Stoffe zur Fixpunktkalibrierung getestet. Die Ergebnisse zu den einzelnen Stoffen werden dann miteinander verglichen und ausgewertet. Um einen Vergleich der Ergebnisse zu bereits vorhandenen Erkenntnissen anstellen zu können, wird die Untersuchung zusätzlich mit einem bereits untersuchten Material durchgeführt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/884580881garns.txt
Wiede, Alexander
Charakterisierung der Nichtlinearitäten eines 3-Achs-Heterodyninterferometers. - Ilmenau. - 56 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Diese Masterarbeit handelt über die Inbetriebnahme und die anschließenden Untersuchungen an einen Drei-Strahl-Heterodyninterferometer, welches im Fachgebiet Präzisionsmesstechnik entwickelt wurde. Dieses Interferometer ist vom optischen Grundaufbau so gestaltet, dass periodische Nichtlinearitäten infolge von Strahlüberlagerung weitgehend vermieden werden können. Bei den Untersuchungen wurden die übrigen periodischen Nichtlinearitäten ermittelt sowie eine Diskussion hinsichtlich ihrer Ursachen vorgenommen. Dabei fanden sowohl Tests der Auswertungselektronik mittels eines Funktionsgenerator als auch Untersuchungen der drei Teilstrahlen im laufenden Betrieb statt. Zwecks dazu war die Konzeption und die Realisierung geeigneter Versuchsaufbauten notwendig um die periodischen Nichtlinearitäten bei der Längenmessung und der Winkelmessung erfassen zu können. Weitere Anstrengungen betrafen die Entwicklung einer Software in LabVIEW zum Auslesen der von der Phasenmessung ermittelten Messwerte. Es gelang die Identifizierung mehrerer sowohl aperiodischer als auch periodischer Fehlerquellen für den Messbetrieb. Diese Fehlerquellen wurden hinsichtlich ihrer Ursachen und den Maßnahmen zwecks ihrer Vermeidung diskutiert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/883926865wiede.txt
Grötzsch, Michael
Entwicklung und Umsetzung eines Prüfstandskonzeptes zur Verifikation eines Beobachters für die Schätzung hydraulischer Systemgrößen. - Ilmenau. - 99 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Im Automobilbereich nehmen die Anforderungen bezüglich Ausfallsicherheit, Effizienz und Realisierungskosten der elektrisch getriebenen Nebenaggregate stetig zu. Als beispielhaftes Anwendungsgebiet für bedarfsgesteuerte Nebenaggregate lässt sich die druckgeregelte Hydraulikpumpe zur Erzeugung notwendiger Drücke in automatisierten Schaltgetrieben herausgreifen. Hierbei besteht das Ziel, die Sensoren zur Erfassung der Systemdrücke mittels Beobachter zu ersetzen oder zu ergänzen. Somit lassen sich Kosten reduzieren oder die Ausfallsicherheit durch eine redundante Ausführung deutlich steigern. Diese Arbeit liefert einen Beitrag zur Verifikation eines vorhanden Druckbeobachters zur Schätzung hydraulischer Größen in Ölkreisläufen. Durch die Entwicklung eines Konzeptes für eine Testumgebung, bestehend aus Prüfstandselektronik und Hydraulikprüfstand, können geschätzte und gemessene Größen erfasst und für eine Bewertung des Algorithmus herangezogen werden. Anhand der gegebenen Aufgabenstellung werden zunächst die Anforderungen an beide Teilsysteme abgeleitet. Die umzusetzende Prüfstandselektronik dient zur Ansteuerung der hydraulischen Komponenten, der Messwerterfassung, der Aufbereitung und der Weitergabe an eine zentrale Datenverarbeitungseinheit. Begleitend zur Bauteilrecherche werden Schaltplan und Layout der Leiterkarte erstellt, die daraufhin aufgebaut und getestet wird. Für die Umsetzung des Hydraulikprüfstandes stehen zunächst die konstruktive Gestaltung des Gestells und die zugehörige Hydraulikanordnung im Vordergrund, wobei Bauteile an Hand von Dimensionierungsrichtlinien ausgewählt werden. Um den Funktionsnachweis ausgewählter Teilkomponenten zu erbringen, wird der Prüfstand aufgebaut und mit der Prüfstandselektronik in Betrieb genommen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/882510274groet.txt
Kelm, Andreas
Modellierung des Abtragsverhaltens in der Padpolitur. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau. - 1 Online-Ressource (XIII, 147 Seiten, 9.18 MB)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation, 2016

Im Rahmen dieser Dissertation wird ein Modell vorgestellt, mit dem eine Vorhersage über den Materialabtrag bei der Padpolitur von Oberflächen möglich ist. Es ermöglicht die Vorhersage des Materialabtrags auf Basis physikalischer Parameter. Die Berechnung ist für beliebige Oberflächengeometrien ausgelegt und liefert ortsabhängige Abtragsfunktionen. Das Modell beinhaltet die Geometrie des Werkstücks, d.h. die dadurch verursachte Änderung der Abtragsfunktion ist integraler Teil der Simulation. Dies stellt eine wesentliche Verbesserung zu kommerziell erhältlichen Poliermaschinen dar, die teilweise mit festen Abtragsfunktionen arbeiten. Zu den berücksichtigten variablen Parametern zählen der lokale Verlauf der Werkstückoberfläche, die Geometrie des Werkzeugs, die Drehzahlen von Werkzeug und Werkstück sowie die Kraft auf das Werkzeug. Der Vergleich realer Polituren mit den Ergebnissen der Simulation liefert eine hohe Übereinstimmung mit Abweichungen im Bereich von 10% und darunter. Die starke Positionsabhängigkeit von Form und Größe der Abtragsspuren in der Rundtischpolitur zeigt sich gleichermaßen in der Simulation als auch der realen Politur. Das Modell bildet die Positionsabhängigkeit des Abtrags bei Verwendung von Offsetwerkzeugen ab. Die Wirksamkeit eines theoretisch hergeleiteten Vorschubprofils zur Beseitigung dieser Eigenheit von Offsetwerkzeugen zeigt die Simulation ebenso. Die in der Literatur genannte Abhängigkeit des Preston-Koeffizienten von der Relativgeschwindigkeit zwischen Werkzeug und Werkstück wird experimentell nachvollzogen und ein Verfahren zur Bestimmung des Reibungskoeffizienten während des Polierprozesses vorgestellt. Die so gemessenen Werte stimmen gut mit den in der Literatur angegebenen Werten überein.


https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00031762
Schleichert, Jan; Rahneberg, Ilko; Marangoni, Rafael R.; Fröhlich, Thomas
Calibration and uncertainty analysis for multicomponent force/torque measurements. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 84 (2017), 2, S. 130-136
https://doi.org/10.1515/teme-2016-0048
Augustin, Silke; Fröhlich, Thomas; Heydrich, Marius
Bestimmung der Messunsicherheit dynamischer Kennwerte von Berührungsthermometern in strömender Luft. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 84 (2017), 2, S. 73-82
https://doi.org/10.1515/teme-2016-0055
Köder, Thomas
Konzipierung eines neuen Wegmesssystems für Ventile. - Ilmenau. - 102 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

In vielen Industriebereichen übernehmen Ventile als Teil einer Anlage die Aufgabe, Stoffströme in sinnvoll zu beeinflussen. Nicht nur die Betriebssicherheit, sondern auch die Wirtschaftlichkeit der Anlagen ist von ihnen abhängig. Für die Steuerung und Regelung der Ventile ist es notwendig, Kenntnis über die aktuelle Ventilstellung zu erlangen. Die Firma GEMÜ Gebr. Müller Apparatebau GmbH & Co. KG setzt dafür in Stellungsreglern- und rückmeldern einen Linearpotentiometer ein. Das aktuelle System unterliegt einem Verschleiß und stellt sich als komplex in der Adaption dar. Ziel dieser Arbeit ist es daher, ein optimiertes Wegmesssystem für Ventile zu konzipieren, das dem aktuellen System aus technischer und wirtschaftlicher Sicht in nichts nachsteht. Nach einer Einführung in die Ventil- und Messtechnik werden, basierend auf einer Anforderungsanalyse, geeignete Wegmesstechnologien verglichen, gefiltert, getestet und ausgewählt. Zudem werden Ansätze möglicher Adaptionen dargestellt. Ergebnis der Masterarbeit ist die Konzipierung eines geeigneten Messsystems, welches hinsichtlich der Messtechnik und der Adaption Vorteile gegenüber dem aktuell eingesetzten Potentiometer aufweist. Des Weiteren konnte ein Messsystem gefunden werden, welches sich für die direkte Integration in Ventilantriebe eignet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/879368195koede.txt
Weisenberger, Johannes
Erstellung einer Prüf-Strategie und Validierung für die oberflächennahe Ultraschallprüfung an Wälzkörpern. - Ilmenau. - 73 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Die vorliegende Arbeit behandelt die Erstellung einer Prüfstrategie für die oberflächennahe Ultraschallprüfung an Wälzkörpern. Die Prüfstrategie bezieht sich dabei maßgeblich auf die Bestimmung eines optimierten Einschallwinkels, um die Prüfempfindlichkeit zu verbessern. Hierfür werden zunächst die theoretischen Grundlagen ermittelt und beleuchtet. Anschließend werden mehrere Versuchszyklen mit Wälzlagerrollen, die oberflächennahe Ungänzen aufweisen, durchgeführt. Jeder Zyklus beinhaltet Ultraschallversuche mit verschiedenen Einschallwinkeln, eine Wirbelstromprüfung und das anschließende Abtragen einer Materialschicht. Auf diese Weise können Prüfergebnisse der oberflächennahen Ungänzen in verschiedenen Abständen zur Prüflingsoberfläche aufgenommen werden. Dann wird die Versuchsauswertung vorgestellt und anhand der Auswertung die Grundlagen einer Justagestrategie für den ermittelten Einschallwinkel ausgearbeitet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/876279353weise.txt
Hohmann, Michael; Marin, Sebastian; Schalles, Marc; Fröhlich, Thomas
Dry block calibrator with improved temperature field and integrated fixed-point cells. - In: International journal of thermophysics : a journal of thermophysical properties and thermophysics and its applications. - New York, NY : Springer Science + Business Media B.V, ISSN 15729567, Bd. 38Bd. 38 (2017), 2, Article 17, insges. 10 S.

To reduce uncertainty of calibrations of contact thermometers using dry block calibrators, a concept was developed at Institute for Process Measurement and Sensor Technology of Technische Universität Ilmenau. This concept uses a multi-zone heating, heat flux sensors and a multiple fixed-point cell. The paper shows the concept and its validation on the basis of a dry block calibrator with a working temperature range of 70 ˚C to 430 ˚C. The experimental results show a stability of ±4mK for the reference temperature and axial temperature differences in the normalization block less than ±55mK.


http://dx.doi.org/10.1007/s10765-016-2155-9
Marin, Sebastian; Hohmann, Michael; Fröhlich, Thomas
Small multiple fixed-point cell as calibration reference for a dry block calibrator. - In: International journal of thermophysics : a journal of thermophysical properties and thermophysics and its applications. - New York, NY : Springer Science + Business Media B.V, ISSN 15729567, Bd. 38Bd. 38 (2017), 2, Article 24, insges. 12 S.

A small multiple fixed-point cell (SMFPC) was designed to be used as in situ calibration reference of the internal temperature sensor of a dry block calibrator, which would allow its traceable calibration to the International Temperature Scale of 1990 (ITS-90) in the operating range of the block calibrator from 70 ˚C to 430 ˚C. The ITS-90 knows in this temperature range, three fixed-point materials (FPM) indium, tin and zinc, with their respective fixed-point temperatures ([theta]FP), In ([theta]FP = 156.5985 ˚C), Sn ([theta]FP = 231.928 ˚C) and Zn ([theta]FP = 419.527 ˚C). All of these FPM are contained in the SMFPC in a separate chamber, respectively. This paper shows the result of temperature measurements carried out in the cell within a period of 16 months. The test setup used here has thermal properties similar to the dry block calibrator. The aim was to verify the metrological properties and functionality of the SMFPC for the proposed application.


http://dx.doi.org/10.1007/s10765-016-2148-8
Diethold, Christian
Lorentzkraft-Anemometrie von elektrisch schwach leitfähigen Fluiden. - Ilmenau : Universitätsbibliothek. - 1 Online-Ressource (IX, 100 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation, 2016

Die Lorentzkraft-Anemometrie stellt ein neuartiges, berührungsloses Messverfahren zur Bestimmung von Durchflüssen bzw. Strömungsgeschwindigkeiten von elektrisch leitfähigen Fluiden dar. Das strömende Fluid erzeugt in Verbindung mit einem externen Magnetfeld eine Lorentzkraft, die mittels eines Kraftmesssystems berührungslos erfasst wird. Gegenüber anderen Durchflussmessverfahren können die Fluide heiß, chemisch aggressiv und opak sein. Die Lorentzkraft, welche von schwach leitfähigen Fluiden, wie Elektrolyten, in der magnetischen Wechselwirkung hervorgerufen wird, liegt in der Größenordnung von wenigen Mikronewton. Die besondere Herausforderung besteht darin, dass das am Kraftmesssystem befestigte Magnetsystem zur Erzeugung des erforderlichen magnetischen Feldes hingegen eine Gewichtskraft in der Größenordnung von mehreren Newton aufweist. Der Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit liegt in der Entwicklung und Untersuchung eines Kraftmesssystems, welches auf dem Kompensationsprinzip beruht. Hierbei wird die zu messende Lorentzkraft durch eine ihr proportionale Gegenkraft elektromagnetisch kompensiert. Zur Charakterisierung und Kalibrierung des Kraftmesssystems wird ein Kalibriersystem entwickelt, welches auf dem Prinzip der elektromagnetischen Krafterzeugung beruht. Die messtechnischen Eigenschaften und die Messunsicherheit des Kalibriersystems werden vor allem von der Ausrichtung der Spule zum Topfmagneten und dem Spulenstrom bestimmt. Das Kalibriersystem ermöglicht eine Krafterzeugung, die unabhängig von der Erdbeschleunigung ist. Dies stellt einen entscheidenden Vorteil gegenüber der Kalibrierung mit Gewichtsstücken dar. Die Untersuchungen zur Durchflussmessung mittels des auf Basis des entwickelten Kraftmesssystems umgesetzten Lorentzkraft-Anemometers werden an Salzwasser durchgeführt. Dieses Modellfluid ist transparent und bei Zimmertemperatur flüssig, somit können verschiedene kommerzielle Referenzmesssysteme zur Bestimmung des Durchflusses genutzt werden. Weiterhin kann die elektrische Leitfähigkeit des Fluids durch die Salzkonzentration variiert werden. Es wird nachgewiesen, dass die ermittelte Lorentzkraft proportional zur Strömungsgeschwindigkeit und zur elektrischen Leitfähigkeit des Fluids ist. Wesentliche Einflussfaktoren auf die gemessene Lorentzkraft stellen die Neigung und die Schwingung des Messaufbaus dar.


https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00032893
Hohmann, Michael
Realisierung eines Blockkalibrators mit Wärmestromsensoren und integrierten Fixpunktzellen. - Ilmenau : Universitätsbibliothek. - 1 Online-Ressource (III, 164 Seiten, 11.81 MB )
Technische Universität Ilmenau, Dissertation, 2016

Sowohl in Kalibrierlaboratorien als auch im industriellen Umfeld werden häufig Blockkalibratoren für die Kalibrierung von Berührungsthermometern eingesetzt. Durch ihre kompakte Bauform, das geringe Gewicht und den Betrieb ohne zusätzliche Betriebsflüssigkeiten sind sie insbesondere auch für den mobilen Einsatz geeignet. Bedingt durch die Bauart dieser Geräte sind die Kalibrierunsicherheiten bei ihrer Verwendung höher als bspw. bei der Verwendung von Badthermostaten. Daher wurde in dieser Arbeit ein Konzept entwickelt, welches zwei der Haupteinflüsse auf die Kalibrierunsicherheit verringert. Dieses Konzept wurde an einem Experimentalaufbau eines Blockkalibrators im Arbeitstemperaturbereich von 70 ˚C bis 430 ˚C validiert. Das Temperaturprofil im Ausgleichsblock des Blockkalibrators in axialer Richtung wurde durch den Einsatz einer Mehrzonenheizung homogenisiert. Zur Regelung der Heizleistungen der Zonen werden Signale von Wärmestromsensoren verwendet, um so die Wärmeströme und damit die Temperaturgradienten in axialer Richtung zu minimieren. Hierbei konnten Temperaturdifferenzen kleiner ±55 mK auf einer Länge von 72 mm erreicht werden. Um das interne Referenzthermometer des Blockkalibrators in-situ kalibrieren zu können, wurde eine Mehrfachfixpunktzelle in den Blockkalibrator integriert. Diese enthält die Fixpunktmaterialien Indium, Zinn und Zink. Die Fixpunkttemperaturen konnten mittels eines automatischen, modellbasierten Auswerteverfahrens mit einer Reproduzierbarkeit (2-fache Standardabweichung der Stichprobe) von 17 mK (Indium), 21 mK (Zinn) und 41 mK (Zink) bestimmt werden. Für die Darstellung der Temperatur im Blockkalibrator ergibt sich eine erweiterte Unsicherheit von 130 mK (k = 2) bei 430 ˚C. In dieser Arbeit werden die Entwicklung des Blockkalibrators, das Funktionsprinzip und der mechanische Aufbau erläutert. Es werden zwei Bauformen von Wärmestromsensoren verglichen sowie eine Kalibriermöglichkeit für diese Sensoren dargestellt. Auf Basis von experimentellen Daten und Modellbetrachtungen wird ein Regelungskonzept entwickelt und durch Messungen hinsichtlich des dynamischen Verhaltens und der Regelabweichungen bewertet. Das Konzept des Blockkalibrators wird mittels Messungen des Temperaturprofils und Bestimmung der Fixpunkttemperaturen der Mehrfachfixpunktzelle validiert und hinsichtlich der erreichbaren kombinierten Standardunsicherheit bewertet.


https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00031713
Schneider, Sebastian
Analyse biogener Gasgemische und Biogasproben mit Hilfe der Resonator verstärkten Raman-Spektroskopie. - 99 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

In dieser Arbeit wird die Validierung der Raman-Spektroskopie für die Analyse eines biogenen Gasprozesses dargestellt. Dazu wurden die grundlegenden Parameter des Messsystems überprüft. Des Weiteren wurde ein Gasprozess simuliert und mit Hilfe der Raman Spektroskopie analysiert. In letzter Konsequenz wurden Gasproben aus einem Laborreaktor auf den Gehalt der Gase Stickstoff, Sauerstoff, Methan und Kohlenstoffdioxid untersucht. Mit Hilfe der aufgenommenen Daten konnte der Verlauf im Prozess der Gasbildung nachvollzogen werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/878084223schne.txt
Rogge, Norbert; Weiß, Heiko; Kaiser, Irina; Amthor, Arvid; Hilbrunner, Falk; Fröhlich, Thomas
Design of digital controllers for electromagnetic force compensated balances focused on the disturbance transfer function. - In: Measurement accuracy and the impact on society / NCSLI Workshop & Symposium (Saint Paul, Minn.) : 2016.07.24-28. - Boulder, CO : NCSL International, (2016), insges. 10 S.

The main objective of the paper is to propose a new possible design process for controllers in electromagnetic force compensated balances (EMFC). Controllers used in EMFC balances demand a high precision of the measured and generated electrical quantities. Regarding to the achievable uncertainty in static measurements, EMFC balances are state of the art, but in future applications the importance of dynamic applications will probably increase. Therefore the controlled system should possess a high measurement bandwidth to reduce the measurement time in dynamic applications. A design process will be presented, which is strongly focused on the disturbance transfer function of the control loop. Based on the consideration of these additional system characteristics in the controller design process, the measurement time of the balance is reduced significantly compared to conventional PID controllers.


Stark, Tilman; Manske, Eberhard
Transiente Kalibrierung der Temperaturabhängigkeit resistiver Hochdrucksensoren in Großserie. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 83 (2016), 12, S. 712-720
http://dx.doi.org/10.1515/teme-2016-0024
Imkamp, Dietrich; Berthold, Jürgen; Heizmann, Michael; Kniel, Karin; Manske, Eberhard; Peterek, Martin; Schmitt, Robert; Seidler, Jochen; Sommer, Klaus-Dieter
Challenges and trends in manufacturing measurement technology - the "Industrie 4.0" concept. - In: Journal of sensors and sensor systems : JSSS. - Göttingen : Copernicus Publ, ISSN 2194878X, Bd. 5 (2016), 2, S. 325-335

Strategic considerations and publications dealing with the future of industrial production are significantly influenced these days by the concept of "Industrie 4.0". For this reason the field of measurement technology for industrial production must also tackle this concept when thinking about future trends and challenges in metrology. To this end, the Manufacturing Metrology Roadmap 2020 of the VDI/VDE Society for Measurement and Automatic Control (GMA) was published in 2011 (VDI/VDE-GMA, 2011; Imkamp et al., 2012). The content of this roadmap is reviewed and extended here, covering new developments in the field of the Industrie 4.0 concept and presented with expanded and updated content.


http://dx.doi.org/10.5194/jsss-5-325-2016
Li, Di
Temperierung der Antriebe einer ultrahochauflösenden Koordinatenmessmaschine. - 52 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

In dieser Arbeit wird ein Temperierungssystem für eine ultrahochauflösende Koordinatenmessmaschine entwickelt. Die Antriebe werden bei einem Umgebungsdruck von 1 mbar sowie bei 1000 mbar temperiert. Im Experiment wird Wasser als Medium für die Abkühlung verwendet. Das Abkühlsystem besteht aus den folgenden Komponenten: Thermostat, manuelle Ventile, Verteiler, Volumenstromzähler, Proportionalventil, Ansteuerelektronik und Sammler. Durch die Steuerung der Durchflussgeschwindigkeit werden die Antriebe abgekühlt. Die Temperaturen werden durch einen Pt100 Sensor in Vier-Leiter-Schaltung gemessen. Das Temperierungssystem konnte erfolgreich getestet werden und erfüllt die gestellten Anforderungen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/873952995li.txt
Köchert, Paul; Köning, Rainer; Weichert, Christoph; Flügge, Jens; Manske, Eberhard
FPGA-basierte Lageregelung zur ultra-präzisen Positionierung im Sub-Nanometerbereich. - In: Virtuelle Instrumente in der Praxis 2016 / VIP-Kongress ; 21 (Fürstenfeldbruck) : 2016.10.26-28. - Berlin : VDE Verlag, ISBN 978-3-8007-4208-0, (2016), S. 68-72

Sindram, Johannes
Untersuchung einer Methode zur optischen Winkelmessung mittels Weißlichtinterferometrie. - 48 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Diese Arbeit befasst sich mit der Erarbeitung einer neuen Möglichkeit der präzisen Winkelmessung durch die Verwendung von Weißlichtinterferenz, speziell für die Messung von Winkelsekunden. Um dies zu erreichen wird ein spezielles Prisma, genannt Kösters-Prisma in Verbindung mit einer Weißlichtquelle verwendet. Wenn sich vor dem Prisma ein Spiegel befindet, kann man bei Tageslicht in dem Prisma Interferenzstreifen beobachten. Verändert man den Winkel des Spiegels, hat dies auch eine Veränderung Interferenz zur Folge. Es wird erarbeitet, welcher messtechnische Zusammenhang zwischen dem Winkel des Spiegels und der Veränderung der Interferenzstreifen besteht. Außerdem werden die Strahlenverläufe aus mehreren Blickrichtungen betrachtet und analysiert. Der für mögliche Messmethoden zur Verfügung stehende Messbereich wird untersucht. Untersuchungen haben ergeben, dass der Messbereich unter einer Winkelminute liegt. Abschließend werden die durchgeführte Abstandsmessungen der Interferenzstreifen mit einer Kamera und einem Tool für den Computer ausgewertet und mit den real eingestellten Winkeln verglichen. Am Ende der Arbeit werden Anregungen für weitere Ansätze zur Erstellung einer Messmethode für Winkelmessungen und die Verbesserung des Versuchsaufbaus gegeben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/872764133sindr.txt
Domaschke, Christian
Ermittlung des Brechungsindexes von Gasgemischen im Niederdruckbereich. - 59 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Präzise Laserinterferometrie setzt die Kenntnis des Brechungsindexes der Medien im optischen Strahlengang voraus. Dafür werden empirische Modellgleichungen genutzt, welche anhand der Zustandsgrößen Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchte, sowie der chemischen Zusammensetzung eine Berechnung ermöglichen. Diese Arbeit befasst sich mit der Ermittlung des Brechungsindexes eines Gasgemisches über einen Druckbereich von Normaldruck bis 1 mbar. Es wird ein Überblick über nutzbare empirische Modellgleichungen gegeben und ein Messaufbau mit allen benötigten Messgeräten realisiert. Auch die Zusammensetzung der Gase im optischen Strahlengang wird massenspektrometrisch analysiert. Durch den Vergleich von gemessenen und mit Modellgleichungen berechneten Werten, wird eine Aussage über die Verwendung der empirischen Modellgleichungen im Vakuum getroffen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/872758583domas.txt
Schleichert, Jan; Fröhlich, Thomas; Manske, Eberhard
Sechskomponenten Kraft- und Drehmomentmesssystem mit elektromagnetischer Kompensation und Lagerung. - In: XXX. Messtechnisches Symposium : Hannover, 15.-16. September 2016 : Tagungsband. - Berlin : De Gruyter Oldenbourg / Messtechnisches Symposium ; 30 (Hannover) : 2016.09.15-16., ISBN 978-3-11-049429-7, (2016), S. 9-18

https://doi.org/10.1515/9783110494297-003
Heydrich, Marius
Erstellung eines Messunsicherheitsbudgets bei der Bestimmung dynamischer Kennwerte von Berührungsthermometern für verschiedene Einsatzszenarien. - 109 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Beim Einsatz von elektrischen Berührungsthermometern ist für den Anwender das zeitliche Ansprechverhalten auf Temperaturveränderungen von besonderem Interesse. Die Dynamik ist neben konstruktiven Aspekten des Thermometers und der Einbaustelle vor allem auch vom örtlichen Wärmeübergang abhängig, welcher sehr stark durch die Parameter des Mediums während der experimentellen Bestimmung der dynamischen Eigenschaften beeinflusst wird. Die vorliegende Bachelorthesis beschäftigt sich mit der messtechnischen Untersuchung verschiedener, elektrischer Berührungsthermometer im einem Strömungskanal nach Lieneweg im Hinblick auf die Messunsicherheit bei der Bestimmung solcher dynamischen Kenngrößen durch Auswertung der Antwortfunktion bei der Durchführung eines Temperatursprungs. Dabei soll vor allem ein Überblick gegeben werden, wie sich variierende Prozess- (z. B. Strömungsgeschwindigkeit des Mediums, Höhe des Temperatursprungs) aber auch Sensorparameter (z. B. Art, Bauform, Querschnittsfläche usw.) auf das dynamische Messverhalten von elektrischen Berührungsthermometern auswirken. Die zugrundeliegenden Vorgehensweisen, Modelle und Modellgleichungen sind bereits bekannt, weshalb an vielen Stellen auf eine genaue Herleitung verzichtet und stattdessen auf zugehörige Literatur verwiesen wird. Vielmehr geht es um die Anwendung der Erkenntnisse und Gesetzmäßigkeiten auf den existierenden Versuchsaufbau. Es werden, unter Veränderung der o.g. Parameter, verschiedenen Einsatzszenarien erzeugt. Im nächsten Schritt werden die Daten mehrerer Messungen gesammelt und anschließend in wissenschaftlicher Art und Weise analysiert. Das Ergebnis der Arbeit ist ein Messunsicherheitsbudget, welches die wesentlichsten statischen und dynamischen Fehlerquellen benennt, quantifiziert und damit eine statistisch verlässliche Aussage über die Genauigkeit bei der Bestimmung der dynamischen Kenngrößen, als auch die Fähigkeit und Robustheit des Versuchsaufbaus liefert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/872581810heydr.txt
Peuker, Christian
Metrologische Untersuchungen zur Unsicherheit der Temperaturmessung mittels selbstkalibrierenden Thermometern. - 84 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Temperatur ist eine sicherheitsrelevante Prozessgröße, weshalb ist eine genaue Messung dieser Kenngröße erforderlich ist. Dafür muss die Kennlinie der verwendeten Thermometer bekannt sein. Um eine Veränderung der Kennlinie aufgrund von Alterungsprozessen zu detektieren, werden Thermometer regelmäßig kalibriert. Dies ist allerdings relativ aufwendig und kann mittels selbstvalidierenden Thermometern vereinfacht werden. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Messunsicherheit eines selbstvalidierenden Thermometers. Dabei wird insbesondere auf den Unsicherheitsbeitrag eingegangen, der aufgrund eines inhomogenen Temperaturfelds entsteht. Es werden Ursachen erläutert, wie es zu einem inhomogenen Temperaturfeld kommen kann. Außerdem wird ein mögliches Vorgehen zur Bestimmung dieses Unsicherheitsbeitrags aufgezeigt und am Beispiel einer Thermometerbauform angewendet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/872382931peuke.txt
Wiederhold, Andreas; Ebert, Reschad; Weidner, Markus; Halbedel, Bernd; Fröhlich, Thomas; Resagk, Christian
Influence of the flow profile to Lorentz force velocimetry for weakly conducting fluids - an experimental validation. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 27 (2016), 12, S. 125306, insges. 9 S.

The Lorentz force velocimetry (LFV) is a highly feasible contactless method for measuring flow rate in a pipe or in a channel. This method has been established for liquid metal flows but also for weakly conducting electrolytes where the Lorentz force amplitudes are typically six orders smaller than the ones from liquid metal flows. Due to an increased resolution of the Lorentz force measurements which was the main focus of research in the last years, now it is possible to investigate the influence of the flow profile on the amplitude of the Lorentz force. Even if there is a semi-theoretical approach an experimental validation is still outstanding. Therefore we have tested symmetric and asymmetric flow profiles to test the LFV for weakly conducting fluids for typical industrial flows. Salt water has been used as a test electrolyte with constant values of the electrical conductivity from 0.035 to 20 S m-1 and of the flow velocity in a range of 0.5-3 m s-1. We confirmed by extensive measurements that LFV is a suitable method for flow measurements even for different flow profiles within 5% measurement uncertainty. For a wide range of applications in research and industry the LFV should be not sensitive to various flow profiles.


http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/27/12/125306
Sternkopf, Christian Thomas
Entwicklung von Frequenz-Offset-Stabilisierungsverfahren für Dioden- und Gaslaser. - Ilmenau. - viii, 149 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Dissertation, 2016

Im ersten Teil der vorliegenden Dissertation wird die Entwicklung einer neuartigen fasergekoppelten Zweifrequenz-Laserlichtquelle behandelt. Die Besonderheit dieser Heterodyn-Laserlichtquelle besteht in der Frequenzkopplung zweier He-Ne-Laser nach dem Frequenz-Offset-Verfahren. Die Frequenzkopplung wird mit einem analogen Phasen-Frequenzregelkreis (PLL-Regelkreis) sowie mit einem digitalen Frequenzregelkreis aufgebaut. Zur Charakterisierung beider Regelstrukturen werden die Stabilität und die spektrale Zusammensetzung der Differenzfrequenz herangezogen. Der elektrischen Störempfindlichkeit der Laserröhren, der Lasernetzteile sowie der Frequenzregelungen wird dabei besondere Beachtung geschenkt. Als Ergebnis wird ein einzigartiges Lasersystem präsentiert, das als Lichtquelle für Präzisions-Heterodyn-Interferometer geeignet ist. Die Laserlichtquelle weist eine Standardabweichung der Differenzfrequenz von unter 20 Hz und eine Linienbreite von unter 3 kHz auf. Sie besitzt ausreichend optische Leistung am Faserausgang für die Speisung von mehrachsigen Heterodyn-Interferometern. Die Differenzfrequenz der frequenzgekoppelten He-Ne-Laser ist zwischen 1 MHz und 20 MHz einstellbar. Im zweiten Teil dieser Arbeit steht die Entwicklung von frequenzstabilen, leistungsstarken Laserdiodenlichtquellen für die Homodyn-Interferometrie im Vordergrund. Es wird ein Überblick über die neuesten verfügbaren Laserdiodentechnologien gegeben. Die vielversprechenden Varianten der gitterstabilisierten Laserdioden mit externem Resonator (ECDL) sowie der Laserdioden mit integriertem Stabilisierungsgitter (DBR) werden messtechnisch untersucht und frequenzstabilisiert. Um die geforderten Frequenzstabilitäten für interferometrische Längenmessungen zu erreichen, wird die Lichtfrequenz der Laserdioden nach dem Frequenz-Offset-Verfahren an die Frequenzen eines stabilisierten He-Ne-Lasers gekoppelt. Dafür kommen verschiedene PLL-Regelkreise zum Einsatz, welche mathematisch modelliert und optimiert werden. Anschließend werden die PLL stabilisierten Diodenlaser experimentell aufgebaut und charakterisiert. Der frequenzgekoppelte DBR-Laser weist eine Standardabweichung der Differenzfrequenz von unter 0,5 Hz und eine Linienbreite von ca. 3 MHz auf. Anhand dieser Parameter wird die Leistungsfähigkeit der verschiedenen Diodenlaser evaluiert und verglichen. Alle aufgebauten Diodenlaser wurden mit einer Faserkopplung versehen, um fasergekoppelte Homodyn-Interferometer zu speisen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/toc/871986787.PDF
Hoffmann, Christoph
Konzeption, Aufbau und messtechnische Untersuchungen eines Strömungskanals für Prüfstände zur Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Berührungsthermometern in Wasser. - 129 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Ziel dieser Arbeit ist die Konzeption und der Aufbau eines Strömungskanals zur Verbesserung der Bestimmung von Thermometerkennwerten. Eine im Institut Prozessmess- und Sensortechnik der TU-Ilmenau vorhandene Einrichtung ermöglicht eine sprunghafte Temperaturänderung an Berührungsthermometern. Die Vorrichtung taucht das zu prüfende Thermometer aus der Umgebung bei Raumtemperatur in erwärmtes Wasser. Die sprunghafte Temperaturänderung ermöglicht die experimentelle Bestimmung von Zeitprozentkennwerten und der Zeitkonstanten des Thermometers. Die Kennwerte beschreiben, wie schnell ein Thermometer auf eine Temperaturänderung reagiert. In der Masterarbeit wird ein Strömungskanal zur Verbesserung der existierenden Vorrichtung entwickelt und getestet. Aufgabe des Strömungskanals ist die Ausbildung einer gerichteten und gleichförmigen Strömung, in welche das zu prüfende Thermometer eingetaucht werden kann. Vorteil der Strömung ist, dass keine Rückwirkung des Thermometers auf das Medium stattfindet. [VDI14] Die Kennwerte können genauer bestimmt werden. Die Wassertemperatur soll zwischen 30 ˚C...80 ˚C einstellbar sein, mit einer Abweichung im Bereich der Messstelle von weniger als 0,5 K über einen Zeitraum von 60 Sekunden. Die Strömungsgeschwindigkeit soll von 0,1 m/s bis 0,3 m/s variierbar sein mit einer Abweichung an der Messstelle von weniger als 10 % über einen Zeitraum von 60 Sekunden. Zunächst wird die vorhandene Sprungeinrichtung beschrieben. Anschließend werden bereits bestehende Konzepte für einen Strömungskanal vorgestellt und hinsichtlich ihrer Eignung für den vorliegenden Anwendungsfall geprüft. Aus der Aufgabenstellung und der vorhandenen Sprungeinrichtung werden Anforderungen abgeleitet. Anhand dieser Anforderungen werden mehrere mögliche Konzepte für den Strömungskanal erarbeitet. Die Konzepte werden bewertet und das beste Konzept wird konstruktiv umgesetzt und aufgebaut. Abschließend wird der aufgebaute Strömungskanal messtechnisch untersucht und geprüft, ob die Anforderungen erfüllt sind.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/870908383hoffm.txt
Kirchner, Johannes
Überarbeitung eines Messaufbaus für Untersuchungen von Kleberquellen und Entwicklung einer Software zur automatisierten Signalauswertung. - 99 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Aufgrund von ungenauen oder zumeist gar nicht existierenden Angaben von Quelleffekten verschiedener Kleber ist im Vorfeld dieser Arbeit ein Messaufbau entstanden, in dem klimatische Bedingungen geregelt und Klebeschichtdickenänderungen mittels Interferenzstreifenverschiebungen gemessen werden können. Diese Verschiebungen werden aufgenommen und als Bild gespeichert. Aufgabe dieser Abschlussarbeit ist die automatisierte Auswertung dieser Interferenzstreifenverschiebungen sowie eine konstruktive Überarbeitung des Messaufbaus. Im Verlauf dieser Abhandlung ist ein Matlabfile entstanden, welches durch signalverstärkende Maßnahmen und der Analyse des Signals mittels Sinusregression die aufgenommenen Bilder mit einer hohen Auflösung zuverlässig auswerten kann. Nach Überprüfung einer vorhandenen Messreihe wird deutlich, dass der zeitliche Ablauf dieser Messreihe überarbeitet oder eine Simulation geschaffen werden muss, um die Endausdehnung der Klebeschichten zu berechnen. Konstruktive Änderungen des Aufbaus verbessern den Kontrast und die Auswertbarkeit der Proben zusätzlich und vereinfachen die Bedienbarkeit. Insgesamt ist ein äußerst zuverlässiger Algorithmus zur Auswertung von Streifenverschiebungen entstanden, welcher durch Überprüfung der Standardabweichung verifiziert ist, die Auswertung deutlich vereinfacht und die manuelle Messung von Kleberschichten ersetzt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/870600702kirch.txt
Wenig, Ronny
Konzeption eines automatischen Hubtisches für Präzisionsanwendungen in der Messtechnik. - 220 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

In der vorliegenden Masterarbeit werden verschiedene Varianten zum Heben und Positionieren von Präzisionsmessgeräten erarbeitet und verglichen. Dazu werden die erarbeiteten technischen Prinzipe in einer Vergleichsmatrix gegenübergestellt und ausgewählte Parameter, wie zum Beispiel Komplexität, Überbestimmtheit, mechanisches Spiel, Herstellungskosten und Justieraufwand verglichen. Anhand dieser und weiterer Kriterien findet eine Bewertung der aufgestellten Prinzipe statt und die drei am besten geeigneten Varianten werden anschließend konstruktiv umgesetzt. Dabei erhalten alle Konstruktionen die geforderten Abmessungen von 300 mm x 200 mm in der Grundfläche und es ergibt sich jeweils eine Höhe von 74 mm im eingefahrenen Zustand der Hubplattform. Die Hubbewegung dieser Plattform wird durch einen elektrischer Antrieb erzeugt, wobei es während der Bewegung zu einer parasitären Auslenkung von maximal 0,2 mm kommen kann. Nach einem vorgesehenen Hubweg von 20 mm in vertikaler Richtung, findet in der oberen Endlage eine Begrenzung des Weges durch drei feste Anschläge statt. Zur Stabilisierung der Hubplattform, wird diese mit einer festgelegten Kraft gegen die Anschläge gedrückt. In Abhängigkeit der Last muss dabei eine maximale Hubkraft von 1275 N vom Antrieb aufgebracht werden. Ein Sensor ermittelt hierbei die auftretende Kontaktkraft in einem der festen Anschläge. In Verbindung mit einem elektrischen Antrieb und einer Steuerung wird somit eine automatische Hub- und Positionierbewegung der Hubplattform realisiert. Das Ergebnis der Ausarbeitung ist eine konstruktive Umsetzung der drei besten technischen Prinzipe, die anhand eines jeweiligen Demonstratoraufbaus zu einem späteren Zeitpunkt hinsichtlich ihrer Eignung getestet und miteinander verglichen werden sollen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/869021249wenig.txt
Lahme, Marit
Projektierung einer Regelung der Lüftungsanlagen im Airbus Paintshop A380. - 62 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Zur Sicherstellung der Qualität der Lackierungen ist ein bestimmter Luftvolumenstrom in der Lackierhalle notwendig. Diese Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Projektierung einer Regelung der Lüftungsanlagen im Airbus Paintshop A380. Zu untersuchen ist die Möglichkeit der Konstanthaltung des Luftvolumenstroms. Diese Arbeit gibt zuerst einen Überblick über den Paintshop A380, sowie über den Aufbau und die Funktionsweise der Lüftungsanlagen. Anschließend erfolgt die Aufnahme des Ist-Zustands unter den vorhandenen festen Geräteeinstellungen. Es werden verschiedene Regelverfahren verglichen und erläutert, warum die Drehzahlregelung anderen Regelverfahren vorzuziehen ist und wie diese umgesetzt wird. Dazu wird gezeigt, dass der Volumenstrom in der Lüftungsanlage über eine Differenzdruckmessung am Ventilator ermittelt werden kann, da der Volumenstrom in einem festen Zusammenhang mit diesem Differenzdruck steht. Mittels Netzmessungen mit dem Handmessgerät testo 480 wird nachgewiesen, dass sich der, für die Differenzdruckmessung eingesetzte, Differenzdrucktransmitter für die Messaufgabe eignet und dass dieser korrekt funktioniert. Betrachtet werden des Weiteren der Regelkreis und dessen Parametrierung. Führungs- und Stellgrößen werden festgelegt. Das Verhalten der ungeregelten und der geregelten Anlage werden jeweils durch eine Simulation der Filterbeladung ermittelt. Als Ergebnis kann festgehalten werden, dass es möglich ist, den Volumenstrom über die Drehzahlregelung konstant zu halten.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/86779707Xlahme.txt
Dankiv, Adrian
Rechnergestützte Verarbeitung und Auswertung von Profilmessdaten optisch erfasster Gewindegeometrien. - 53 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

In dieser Arbeit werden Algorithmen für die automatisierte Erfassung von Gewindeparametern an Präzisionsgewinden entworfen und beschrieben. Außerdem werden diese Algorithmen in der Programmiersprache "Python 3" als Software zur automatisierten Auswertung der Gewindeparameter umgesetzt. Um die Algorithmen hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit zu testen, wurde eine DXF-Datei, die zwei taktil gescannte Gewindeprofile enthält, mit diesen Algorithmen getestet. Diese Datei enthält, jeweils in Gruppen zusammengefasst, die Punkte für das obere Gewindeprofil und die Messpunkte für das untere Gewindeprofil. Letztendlich ist aber vorgesehen, dass diese eingehenden Daten des Gewindeprofils mittels Fokusvariationsverfahrens gemessen und zur Verfügung gestellt werden. Es soll also in Zukunft ein optisches Messverfahren zur Anwendung kommen. Die Messdatei eines gemessenen Gewindeprofils wurde von der Firma LMW Schmalkalden GmbH für Untersuchungen an einem realen Gewinde zur Verfügung gestellt. Die Approximation des Gewindes basiert auf der Grundlage von Algorithmen zur Erfassung geometrischer Grundformen wie Kurven und Geraden. Um die genauen Parameter dieser geometrischen Grundformen zu bestimmen, wird die Optimierung mit Hilfe der Methode der kleinsten Quadrate durchgeführt. Der Graph wird dabei in Abschnitte zerlegt und partiell approximiert. Dies ist wichtig, da die Dauer der Erfassung der optimierten Werte mit Hilfe der Methode der kleinsten Quadrate nicht linear von der Menge der zu messenden Gewindeabschnitte abhängt. Das Ergebnis des approximierten Modells des Gewindes macht es möglich, die Gewindeparameter automatisiert zu erfassen. Als Ergebnis der Arbeit der Algorithmen werden folgende Werte des Gewindes erfasst: Außendurchmesser, Flankendurchmesser, Kerndurchmesser, Steigung, Gewindeflankenwinkel, Gewindeprofilwinkel, Radien der Bogenabschnitte. Die Programmdurchlaufzeit beträgt 500 Millisekunden für ein Gewindeprofil mit 7 Gewindegängen, wenn ein CPU Thread verwendet wird.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/865906173danki.txt
Mostovyy, Yaroslav
Umsetzung und Validierung von Regelalgorithmen auf einem ARM-Prozessor zum Einsatz in der Wägetechnik. - 57 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

In dieser Masterarbeit wird der Entwicklungsprozess von einem stabil arbeitenden Regler für eine EMK-Waage auf dem Mikrocomputer Raspberry Pi 2 beschrieben. In der Arbeit wurden das ADC board "Linear Technology DC979A", und das DAC board "EVAL-AD5791SDZ" von Analog Devices benutzt. Das Programm ist in C-Sprache geschrieben. Auf dem Raspberi Pi 2 läuft ein Betriebssystem Raspbian Lite, dessen Kernel durch einen "real-time kernel" ersetzt wurde. Die Kommunikation zwischen Raspberry Pi, ADC und DAC wird durch das SPI-Protokoll realisiert. Für die Realisierung der Datenübertragung durch dieses Protokoll wird die Bibliothek BCM2835 benutzt. Die maximale Geschwindigkeit der Reglung, die ohne wesentliche zeitliche Zyklusinstabilität zu erreichen war, beträgt 4 kHz. Es wurden Vergleichtests des auf Raspberry Pi basierten Reglers, eines dSPACE-Systems und eines analogen Reglers durchgeführt. In diesen Tests zeigt der auf Raspberry Pi basierte Regler bessere Ergebnisse als das dSPACE-System, aber schlechtere als der analoge Regler. Der Regler erfordert eine Reihe von Verbesserungen, die in dieser Arbeit beschrieben sind.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/865825998mosto.txt
Vasilyan, Suren
High-precision force measurements in horizontal direction in combination with high dead loads : non-contact flowmeter for low conducting electrolytes. - Ilmenau : Universitätsbibliothek. - 1 Online-Ressource (viii, 151 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation, 2016

Die Lorentzkraftanemometrie ist ein berührungsloses Verfahren zur Messung der Durchflussgeschwindigkeit elektrisch leitfähiger Fluide. Sie basiert auf der Wirkung der Lorentzkraft, die vom leitfähigen Fluid beim Durchströmen eines von außen angelegten Magnetfeldes entsteht. Die Stärke der Lorentzkraft ist linear proportional zur Fließgeschwindigkeit und Leitfähigkeit sowie quadratisch proportional zur magnetischen Feldstärke. Die Arbeit konzentriert sich hauptsächlich auf die Entwicklung geeigneter Kraftmesssysteme zur hochauflösenden Erfassung der in horizontaler Richtung wirkenden Lorentzkraft, in einem Messbereich von etwa 1 [my]N. Die zur Erzeugung des Magnetfeldes benötigten Permanentmagneten sind beweglich mittels einer Aufhängung am Messsystem (1 kg schwer) angebracht. Durch sie wirkt eine nicht zu vermeidende Kraftkomponente von ca. 10 N in vertikaler Richtung. Ein besonderer Fokus dieser Arbeit liegt auf der Erhöhung der relativen Auflösung der Kraftmessung, d. h. dem Quotienten der kleinsten in horizontaler Richtung auflösbaren Kraftkomponente und der Totlast (Aufhängung mit Magnetanordnung) -std(F_L)/F-g. Zunächst werden umfangreiche Messungen mit bestehenden Kraftmesssystemen vorgenommen. Die äußeren Störeinflüsse (z. B. thermische Drift und Vibrationen) wurden untersucht und ihre Auswirkungen auf Messergebnisse identifiziert. Darauf basierend wird ein Konzept vorgestellt, um diese Störeinflüsse mithilfe von Differenzmessungen zu reduzieren und damit die relative Auflösung zu erhöhen. Anschließend wird ein neues Verfahren zur Messung der Lorentzkräfte auf Grundlage der elektromagnetischen Kraftkompensation präsentiert. Eine allgemeine theoretische Beschreibung und Analyse für die vorgeschlagene Methode auf Basis der verwendeten Messsysteme erfolgt mithilfe eines analytischen Modells. Die Funktionsfähigkeit für alle drei neu entwickelten Kraftmesssysteme wurden vorgestellt. Neue experimentelle Untersuchungen dieser Arbeit an zwei verschiedenen Salzwasserkanälen zeigen die signifikanten Verbesserungen bei der Bestimmung der F_ L. Im Vergleich zu den vorherigen Systemen konnte eine Erhöhung der Auflösung der Kraftmessung von 1 [my]N auf 20 nN erreicht werden, mit einem Verbesserungsfaktor 50. Dies erlaubt rechnerisch die Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Fluiden mit einer um 2 Größenordnungen geringeren elektrischen Leitfähigkeit, bis zu 0,059 S/m. Praktische Messungen mit Flüssigkeiten mit einer Leitfähigkeit von 0,005 S/m bis 0,059 S/m werden präsentiert und die unerwarteten neuen Ergebnisse diskutiert.


https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00029034
Shyu, Lih-Horng; Wang, Yung-Cheng; Chang, Chung-Ping; Shih, Hung-Ta; Manske, Eberhard
A signal interpolation method for Fabry-Perot interferometer utilized in mechanical vibration measurement. - In: Measurement : journal of the International Measurement Confederation (IMEKO). - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 92 (2016), S. 83-88
http://dx.doi.org/10.1016/j.measurement.2016.05.072
Schleichert, Jan
Entwicklung und Untersuchung von Mehrkomponentensensoren für Kraft und Drehmoment. - Ilmenau : Universitätsbibliothek. - 1 Online-Ressource (xii, 136 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation, 2016

In Forschung und Industrie kommt der Kraft- und Drehmomentmesstechnik eine wichtige Bedeutung zu, welche sich in zahlreichen Anwendungen wiederspiegelt. Unter anderem basieren moderne Verfahren im Bereich der Strömungsmesstechnik und der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung auf der rückführbaren Messung aller Komponenten der vektoriellen Größen Kraft und Drehmoment. Diese Verfahren stellen besondere Anforderungen hinsichtlich der Auflösung und des Messbereichs, sodass die Entwicklung von speziellen Mehrkomponentenmesssystemen sowie deren messtechnische Charakterisierung erforderlich sind. Im Folgenden wird zunächst ein bestehender Mehrkomponentensensor für jeweils drei Kraft- und Drehmomentkomponenten hinsichtlich seiner messtechnischen Eigenschaften untersucht. Für rückführbare Messungen ist eine Kalibrierung aller Kraft- und Drehmomentkomponenten des Sensors erforderlich, wofür ein Kalibriersystem entwickelt und aufgebaut wird. Basierend auf verschiedenen Verfahren zur Kalibrierung von Mehrkomponentensensoren werden die Kalibriermatrix, die Sensorkennwerte und Unsicherheitsbeiträge der Kalibrierfaktoren ermittelt. Anschließend wird ein Aufbau zur Untersuchung der dynamischen Eigenschaften entwickelt und zur Bestimmung der Frequenzgänge der Messachsen des Sensors eingesetzt. Anschließend wird eine Systemidentifikation und Ermittlung der dynamischen Systemparameter vorgenommen, auf der Verfahren zur Kompensation dynamischer Messabweichungen aufbauen. Basierend auf den Erkenntnissen vorheriger Untersuchungen und den Anforderungen der Anwendungen wird ein schwebender Sechskomponentensensor nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraft- und Drehmomentkompensation entwickelt, aufgebaut und untersucht. Zur mathematischen Beschreibung des statischen und dynamischen Verhaltens wird ein Modell aufgestellt, welches zum Reglerentwurf eingesetzt wird. Das Modell liefert im relevanten Frequenzbereich eine gute Übereinstimmung mit dem gemessenen Systemverhalten. Anschließend werden Mehrkomponentenmessungen zur Bestimmung des Strömungsfeldes einer Flüssigmetallströmung sowie in einer Anwendung der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung durchgeführt.


https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00029037
Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Müller, Andreas; Balzer, Felix
Nanopositioning and nanomeasuring machine NPMM-200 - a new powerful tool for large-range micro- and nanotechnology. - In: Surface topography : metrology and properties. - London : Institute of Physics, ISSN 2051672X, Bd. 4 (2016), 3, S. 034004, insges. 8 S.
http://dx.doi.org/10.1088/2051-672X/4/3/034004
Vorbringer-Dorozhovets, Nataliya; Manske, Eberhard
Scanning strategies for long term and long distance AFM measurements. - In: Proceedings of the 16th international conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology / International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology ; 16 (Nottingham) : 2016.05.30-06.03. - Bedford : Euspen, ISBN 978-0-9566790-8-6, (2016), P1.60, insges. 2 S.

Köchert, Paul; Weichert, Christoph; Strube, Sebastian; Köning, Rainer; Flügge, Jens; Manske, Eberhard
A fully-fibre coupled interferometer system for displacement and angle metrology. - In: Proceedings of the 16th international conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology / International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology ; 16 (Nottingham) : 2016.05.30-06.03. - Bedford : Euspen, ISBN 978-0-9566790-8-6, (2016), O1.4, insges. 2 S.

Schleichert, Jan; Rahneberg, Ilko; Hilbrunner, Falko; Fröhlich, Thomas
Mehrkomponenten-Kraft- und -Drehmomentsensor nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kompensation. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 83 (2016), 7/8, S. 445-452
http://dx.doi.org/10.1515/teme-2015-0088
Schleichert, Jan; Carlstedt, Matthias; Marangoni, Rafael R.; Rahneberg, Ilko; Fröhlich, Thomas
Dynamische Charakterisierung eines Dreikomponenten Kraftsensors mit Hilfe eines Lorentzkraft-Lastwechslers. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 83 (2016), 7/8, S. 430-438
http://dx.doi.org/10.1515/teme-2015-0089
Augustin, Silke; Fröhlich, Thomas
Dynamisches Verhalten von Berührungsthermometern unter Berücksichtigung der Temperaturabhängigkeit der Materialdaten - Erweiterung der VDI/VDE-Richtlinie 3522. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 83 (2016), 7/8, S. 402-409
http://dx.doi.org/10.1515/teme-2015-0068
Hohmann, Michael; Schalles, Marc; Fröhlich, Thomas
Kalibrierung von Wärmestromsensoren zur Detektion von kleinen Wärmeströmen. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 83 (2016), 7/8, S. 393-401
http://dx.doi.org/10.1515/teme-2015-0016
Manske, Eberhard; Fröhlich, Thomas; Füßl, Roland
Measurement uncertainty consideration in the case of precision length measurement applications. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 83 (2016), 7/8, S. 453-458
http://dx.doi.org/10.1515/teme-2015-0035
Straube, Guido
Aufbau und Parametrierung eines Imaging-Spektrometers für die optische Auslesung von plasmonischen Hybridnanostrukturen für die Bioanalytik. - 80 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Gegenstand dieser Arbeit war der Aufbau eines Imaging-Spektrometers für das parallele optische Auslesen von plasmonischen Nanostrukturen. Ein Liquid Crystal Tunable Filter kam dabei als zentrales Element zum Einsatz. Weiterhin besteht das aufgebaute Abbildungssystem aus Lichtquelle, Kollimationssystem, Objektiv, Tubuslinse und CCD-Kamera. Zur Ansteuerung und Triggerung von Filter und Kamera wurde ein Programm geschrieben. 100nm große sphärische Goldnanopartikel wurden spektral vermessen und die akquirierten hyperspektralen Bilder verarbeitet. Die resultierenden Spektren wurden mit Daten aus Messungen derselben Nanopartikel mit einem kommerziell verfügbaren Gitter-basierten Spektrometer verglichen. Mit Hilfe eines Spotters wurden Arrays aus Goldnanopartikeln auf einen Chip aufgebracht und teilweise mit optischem Lack bedeckt. Die Änderung des Brechungsindexes durch den optischen Lack konnte detektiert werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/861455274strau.txt
Hohmann, Michael; Marin, Sebastian; Schalles, Marc; Fröhlich, Thomas
Blockkalibrator mit reduzierten axialen Temperaturgradienten und integrierter Mehrfach-Fixpunktzelle. - In: Sensoren und Messsysteme 2016 / GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme ; 18 (Nürnberg) : 2016.05.10-11. - Wunstorf : AMA Service GmbH, ISBN 978-3-9816876-0-6, (2016), S. 633-637

Ortlepp, Ingo; Büchner, Hans-Joachim; Ivanov, Tzvetan; Hofer, Manuel; Zöllner, Jens-Peter; Rangelow, Ivo; Manske, Eberhard
Miniatur-Stehende-Welle-Interferometer auf Basis schneller, transparenter Photodioden. - In: Sensoren und Messsysteme 2016 / GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme ; 18 (Nürnberg) : 2016.05.10-11. - Wunstorf : AMA Service GmbH, ISBN 978-3-9816876-0-6, (2016), S. 418-424

Um den Anforderungen an die Miniaturisierung von Messsystemen Rechnung zu tragen, wurde an der TU Ilmenau ein neuartiges Interferometer auf Grundlage von optischen stehenden Wellen entwickelt. Das Interferometerprinzip erlaubt einen einfachen, linearen und kompakten Interferometeraufbau. Die für das zu Grunde liegende Prinzip erforderlichen dünnen, transparenten Photodioden können durch den Einsatz von Standard-Halbleitertechnologien unkompliziert in großen Stückzahlen hergestellt werden. Im Folgenden werden das Funktionsprinzip des Interferometers, die Herstellung der Photodioden sowie die durchgeführten messtechnischen Untersuchungen dargelegt.


Garbers, Johannes; Gehrmann, Stephan; Fröhlich, Thomas; Augustin, Silke
Eindimensionale Sensormodellierung für die Fehlerkorrektur bei der Abgastemperaturmessung. - In: Sensoren und Messsysteme 2016 / GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme ; 18 (Nürnberg) : 2016.05.10-11. - Wunstorf : AMA Service GmbH, ISBN 978-3-9816876-0-6, (2016), S. 64-71

Süßkind, Martin
Untersuchungen der Druckbelastbarkeit von Thermometerprozessanschlüssen in Abhängigkeit von der Einsatztemperatur. - 115 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Bei der Herstellung industrieller Produkte ist die Überwachung der Prozesstemperatur von großer Bedeutung. Typische Anwendungsfelder von Thermometern finden sich in chemischen Anlagen, Raffinerien, Kraftwerken sowie in der Lebensmittelproduktion. Thermometer für den industriellen Einsatz bestehen aus einem Anschlusskopf, einem Messeinsatz, einem Schutzrohr und einem Prozessanschluss. In dieser Masterarbeit werden speziell Prozessanschlüsse zum Einschrauben mit einem zylindrischen Gewinde betrachtet. Das Schutzrohr und der Prozessanschluss werden im Betrieb hohen Drücken und Temperaturen ausgesetzt. Dies führt zu hohen Materialbeanspruchungen an diesen beiden Bauteilen. Bisher kann der Festigkeitsnachweis für Thermometereinsätze nach DIN 43772 nur für die Schutzrohre, jedoch nicht für den Bereich des Gewindes, erfolgen. Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der maximalen Druckbelastbarkeit von einschraubbaren Prozessanschlüssen in Abhängigkeit von Material und Einsatztemperatur. Dazu erfolgt die Erarbeitung eines theoretischen Berechnungsmodells. Die anhand der Berechnungsvorschrift ermittelten Werte werden anschließend durch praktische Versuche überprüft. Die Versuche wurden exemplarisch für zwei Gewindegrößen durchgeführt. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass im Berechnungsmodell ein hoher Sicherheitsfaktor vorhanden ist. Die Arbeit gibt Vorschläge zur Verbesserung des Dichtsystems. Allgemein hat sich herausgestellt, dass schmale, hoch beanspruchte Dichtungen bessere Ergebnisse erzielen als breite, niedrig beanspruchte Dichtungen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/859673731suess.txt
Hernández, Daniel; Schleichert, Jan; Karcher, Christian; Fröhlich, Thomas; Wondrak, Thomas; Timmel, Klaus
Local Lorentz force flowmeter at a continuous caster model using a new generation multicomponent force and torque sensor. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 27 (2016), 6, S. 065302, insges. 9 S.

Lorentz force velocimetry is a non-invasive velocity measurement technique for electrical conductive liquids like molten steel. In this technique, the metal flow interacts with a static magnetic field generating eddy currents which, in turn, produce flow-braking Lorentz forces within the fluid. These forces are proportional to the electrical conductivity and to the velocity of the melt. Due to Newton's third law, a counter force of the same magnitude acts on the source of the applied static magnetic field which is in our case a permanent magnet. In this paper we will present a new multicomponent sensor for the local Lorentz force flowmeter (L2F2) which is able to measure simultaneously all three components of the force as well as all three components of the torque. Therefore, this new sensor is capable of accessing all three velocity components at the same time in the region near the wall. In order to demonstrate the potential of this new sensor, it is used to identify the 3-dimensional velocity field near the wide face of the mold of a continuous caster model available at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf. As model melt, the eutectic alloy GaInSn is used.


http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/27/6/065302
Gorajski, Michael
Entwicklung eines indirekten Messverfahrens zur Untersuchung des statisch-thermischen Messfehlers von Oberflächen-Thermoelementen. - 198 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Zur Ermittlung der Oberflächentemperaturen von Materialproben mittels Oberflächenthermoelementen wurde bei der Porsche AG ein Prüfstand entwickelt. Mit diesem soll sich zukünftig der statisch thermische Messfehler von Oberflächenthermoelementen in Verbindung mit den verschiedenen Anbindungsmöglichkeiten bestimmen lassen. Dazu wird eine Referenztemperatur benötigt. Eine Möglichkeit diese Referenztemperatur zu ermitteln ist eine Wärmestrommessung, die auf dem fourier'schen Wärmeleitungsgesetz basiert. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Einführung des Wärmestromverfahrens am vorhandenen Prüfstand. Dazu wird zunächst eine theoretische Recherche bezüglich der Umsetzbarkeit des Verfahrens durchgeführt. Im Anschluss erfolgt die Erarbeitung eines neuen Konzepts für den Probenträger inklusive der Proben und der Befestigung des Probenträgers. Die zur Fertigung und Montage notwendigen 3D Modelle, Baugruppen und Einzelteilzeichnungen werden durch ein CAD Programm erstellt. Den Abschluss dieser Arbeit bilden systematisch, messtechnische Untersuchungen, bei denen die Genauigkeit der Neuentwicklungen und des Wärmestromverfahrens festge-stellt werden sollen. Dazu werden Vergleiche mit einem Referenzverfahren durchgeführt, ausgewertet und dokumentiert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/858163209goraj.txt
Kopietz, Sven
Experimentelle Grundlagenuntersuchung zum energie- und zeiteffizienten Abgleich resistiver Drucksensoren. - 49 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Die vorliegende Bachelorarbeit beschreibt eine Grundlagenuntersuchung zum energie- und zeiteffizienten Druck- und Temperaturabgleich resistiver Drucksensoren per Induktion. Zunächst wird ein experimenteller Versuchsaufbau vorgestellt, und es werden Versuche zur Erwärmung in Abhängigkeit der drei Raumrichtungen im Induktor durchgeführt. Im Anschluss wird die Reproduzierbarkeit der Temperatur behandelt und beschrieben. Die Einflüsse der Induktion auf die Lebensdauer und direkt erkennbare irreversible Verspannungen mit Kennlinienabweichung werden untersucht. Es folgt eine Effizienzbetrachtung. Des Weiteren wird die Vergleichbarkeit des digitalen Druckpfades und des Offsets zwischen induktiver Erwärmung und Klimakammer geklärt. Abschließend wird die Optimierung des Heizleistungsverlaufs zugunsten einer stabilen Messwerterfassung und einer geringen Prozesszeit betrachtet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/856671991kopie.txt
Hartmann, Steffen
Entwicklung eines Experimentalaufbaus zur Darstellung strahlungsphysikalischer Effekte in der Temperaturmessung. - 143 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Die Temperaturmessung mit Strahlungsthermometern und Infrarotkameras zeichnet sich durch eine berührungslose Messung, beispielweise in technischen Prozessen bei rotierenden Teilen, bei Hochspannungsanlagen oder in der Energietechnik zur Aufdeckung von Wärmeverlusten an Gebäuden, aus. Die dazu notwendigen Kenntnisse über strahlungsphysikalische Vorgänge, wie Emission, Transmission und Reflexion, um z. B. Messabweichungen möglichst klein zu halten, werden in dieser Arbeit vermittelt. Zur Veranschaulichung der strahlungsphysikalischen Vorgänge wird ein Experimentalaufbau für Lehrveranstaltungen oder Publikumstage, wie die Lange Nacht der Technik in Ilmenau, entwickelt, konstruiert und erstellt. Der Experimentalaufbau orientiert sich an der Gebäudethermographie mit dem Ziel, praxisnahe Gegebenheiten, wie beispielsweise den Unterschied einer Hauswand mit und ohne Dämmung hinsichtlich der Oberflächentemperatur oder die Sichtbarmachung von verdeckten Strukturen, darzustellen. Zudem wird der Einfluss des Emissionsgrades auf die Strahlungstemperaturmessung in Abhängigkeit des Materials anschaulich erklärt und beschrieben. Dazu werden geeignete Materialien ausgewählt, für welche die zu erwartenden Temperaturen berechnet und simuliert werden. In diesem Zusammenhang erfolgt auch eine Unsicherheitsberechnung. Des Weiteren wird der Experimentalaufbau temperiert und dafür eine Temperaturregelung entworfen, sowie auf die Rahmenbedingungen ausgelegt. Zuletzt werden praktische Temperaturmessungen am Experimentalaufbau mit Strahlungs- und Berührungsthermometern durchgeführt und diese mit den theoretisch berechneten Temperaturen verglichen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/856455040hartm.txt
Vasilyan, Suren; Rivero, Michel; Schleichert, Jan; Halbedel, Bernd; Fröhlich, Thomas
High-precision horizontally directed force measurements for high dead loads based on a differential electromagnetic force compensation system. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 27 (2016), 4, S. 045107, insges. 13 S.
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/27/4/045107
Köchert, Paul; Köning, Rainer; Weichert, Christoph; Flügge, Jens; Manske, Eberhard
An upgraded data acquisition and drive system at the nanometer comparator. - In: Proceedings of the 5th ASPE Topical Meeting on Precision Interferometric Metrology / ASPE Summer Topical Meeting Precision Interferometric Metrology ; 5 (Golden, Colo.) : 2015.07.08-10. : July 8 - 10, 2015, The Golden Hotel, Golden, Colorado, USA. - Raleigh, NC : ASPE, ISBN 978-1-887706-68-1, (2015), S. 61-66

Yatsyshyn, Svyatoslav; Stadnyk, Bohdan; Manske, Eberhard; Khoma, Anna
Metrological array of cyber-physical systems : Part 13 : segmental approximation for surface topology reconstruction. - In: Sensors & transducersSensors & transducers : international official journal of the International Frequency Sensor Association (IFSA) devoted to research and development of sensors and transducers. - Barcelona : IFSA Publ : international official journal of the International Frequency Sensor Association (IFSA) devoted to research and development of sensors and transducers. - Barcelona ; Toronto : IFSA Publ, ISSN 23068515, Bd. 195 (2015), 12, S. 50-55

This article presents the segment approximation method for surface topology reconstruction from white light interferogram. The method involves polynomial approximation of separate interferogram segments, and polynomial coefficients are computed at calibration stage. Metrological properties of proposed method are investigated by interferogram modeling tilted and spherical surfaces.


Khoma, Anna; Manske, Eberhard
Metody rekonstrukcji powierzchni z interferogramu ´swiatła białego bazuj&hlink;ace na transformacie Hilberta. - In: Zeszyty naukowe Politechniki Rzeszowskiej. - Rzeszów : Oficyna Wydawn. Politechn. : . - Rzeszów : Oficyna Wydawn. Politechn., (2015), S. 71-75

The paper presents methods for nonlinear surface profile reconstruction from the white light interferogram based on Hilbert transform. The accuracy of these methods was analyzed on the example of a spherical surface reconstruction. The method investigation included surface and interferogram synthesis based on the mathematical model and estimation the profile reconstruction error. The method of estimating the instantaneous phase of the interferogram showed the greatest accuracy.


Fröhlich, Thomas; Manske, Eberhard
Prozessmesstechnik und Präzisionsmesstechnik : editorial. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 82 (2015), 7/8, S. 391-392

Das 58. Ilmenauer Wissenschaftliche Kolloquium, das vom 8. bis 12. September 2014 stattfand, stand unter dem Motto Shaping the Future by Engineering. Das Ilmenauer Wissenschaftliche Kolloquium (IWK) hat eine mehr als 50-jährige Tradition und ist damit eine der dienstältesten ingenieurwissenschaftlichen Konferenzen Deutschlands. Die drei Hauptthemen der Konferenz "Precision Engineering and Precision Measurement Technology", "Mechatronics, Biomechatronics and Mechanism Technology" und "SystemsTechnology" spiegeln die Forschungsschwerpunkte und -strategien der Technischen Universität Ilmenau und besonders der Fakultät für Maschinenbau wider, die im Jahr 2014 Ausrichter des IWK war. Dieses Schwerpunktheft enthält 7 ausgewählte Artikel, die aus Konferenzvorträgen in den durch das Institut für Prozessmess- und Sensortechnik organisierten Konferenzreihen Nanopositioning and Nanomeasuring Machines und Measurement and Sensor Technology entstanden sind.


https://doi.org/10.1515/teme-2016-0014
Sternkopf, Christian; Gerhardt, Uwe; Manske, Eberhard
Fasergekoppelte Heterodyn-Interferometer mit digital-offsetfrequenzgeregelter He-Ne-Laserlichtquelle. - In: 7. Kolloquium Mikroproduktion / Kolloquium Mikroproduktion ; 7 (Aachen) : 2015.11.16-17. - Aachen : Institut für Kunststoffverarbeitung, ISBN 978-3-00-050755-7, (2015), S. 158-164

Hohmann, Michael; Marin, Sebastian; Fröhlich, Thomas
BMBF-Projekt zur Validierung des Innovationspotenzials wissenschaftlicher Forschung (VIP) : "Temperaturkalibratoren zur universellen, automatischen Kalibrierung von Thermometern mit Absolutwertbezug (Tempkal)" : Schlussbericht : Laufzeit: 01.02.2012-30.04.2015. - Ilmenau : Technische Universität Ilmenau, Institut Prozessmess- und Sensortechnik. - 1 Online-Ressource (33 Seiten, 1,49 MB)
Förderkennzeichen BMBF 03V0255
http://edok01.tib.uni-hannover.de/edoks/e01fb16/863750354.pdf
Manske, Eberhard
Interferometrische Stehende-Welle-Sensoren : Projektbericht für den Zeitraum 02/2012-01/2015 : BMBV-Projekt zur Validierung des Innovationspotenzials wissenschaftlicher Forschung, VIP. - Ilmenau : Technische Universität Ilmenau, Institut für Mikro- und Nanotechnologien (IMN MacroNano(R)). - 1 Online-Ressource (45 Seiten, 4,48 MB)
Förderkennzeichen BMBF 03V0235
http://edok01.tib.uni-hannover.de/edoks/e01fb16/859690156.pdf
Kroschel, Alexander
Hochauflösende Kantenortsbestimmung von Mikrostrukturen mit optischen Sensoren. - 93 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2015

Eine exakte Kantendetektion bei der Messung mit optischen Oberflächensensoren ist nicht möglich. Die Lage der Kanten wird durch Beugungseffekte überlagert, wodurch die gemessene optische Kante nicht mit der realen Kante übereinstimmt. Zur Verbesserung der Lagedetektion von Kanten mit optischen Sensoren müssen die Beugungseffekte und das optische System modelliert werden. Durch einen Vergleich zwischen simulierten und gemessenen Daten kann die Kantendetektion verbessert werden. Dazu wird die vorhandene Simulation weiterentwickelt und im Hinblick auf eine automatische inverse Bildsimulation optimiert. Durchgeführte Parameterstudien erhöhen das Verständnis des Einflusses der Beugungserscheinungen auf die Messungen. Zur Untersuchung des Parameters der Stufenhöhe werden spezielle Messproben hergestellt, die über eine Gradientenschicht die Realisierung von Strukturen mit kontinuierlich ansteigender Stufenhöhe ermöglichen. Dazu wird eine galvanische Abscheidung in einer Hull-Zelle genutzt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/846562596krosc.txt
Schuppich, Juliane; Kampmann, Ronald; Sinzinger, Stefan; Mastylo, Rostyslav; Manske, Eberhard
High precision optical step detection. - In: DGaO-Proceedings. - Erlangen-Nürnberg: Dt. Gesellschaft für angewandte Optik, ISSN 16148436, Bd. 116Bd. 116.2015, A3, insges. 2 S.

For a high precision positioning and measurement system high accuracy detection of surface specific profiles such as steps or edges is required. The interaction of light with microscopic structures results in typical diffraction pattern which contain information about the 3D-profile. In this work we investigate these diffraction images in view of wavelength and position dependence.


http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0287-2015-A003-6
Lustermann, Birgit; Viehmann, Matthias; Manske, Eberhard
Modeling of tubular optical fibers using the example of an optical-electrical combination conductor. - In: POF simulation beyond data transmission / International POF Modelling Workshop ; 3 (Nuremberg) : 2015.09.21. - Norderstedt : Books on Demand, ISBN 978-3-7392-1499-3, (2015), S. 71-75

The article deals with the modeling of tubular polymer optical fibers. These occur in the patented optical electrical conductor combination system as light-conducting wrapping of an electrical cord and serve as a novel tool for the detection of arc faults. The wrapping represents a tubular step index waveguide consisting of 3 polymer layers an inner and an outer cladding as well as a light guiding core layer. To optimize the properties of the fiber, in particular the layer thicknesses, the influence of damping mechanisms caused by bending, core-cladding surface roughness and volume scattering losses are investigated and put into a model which is simple and flexible to parameterize. In doing so, the most difficult part turns out to be the modeling of survace-scattering at the core-cladding interface. In this paper the developed model is described and corresponding results are shown using the example of a silicone-FEP material combination.


Rogge, Norbert; Hofmeister, Sven; Hilbrunner, Falko; Fröhlich, Thomas
Optimization of silica gel beds for the use in humidity controller setups. - In: Proceedings / International Conference on Sensors and Measurement Technology ; 17 (Nürnberg) : 2015.05.19-21. - Wunstorf : AMA Service GmbH, ISBN 978-3-9813484-8-4, (2015), S. 257-261

The problem, discussed in this work, is the optimization of the silica gel temperature control. For fast temperature changes of the silica gel, a high density packed bed of silica gel would be necessary. But this would slow down the moisture transport in the silica gel bed due to the much faster transport in air, than on surfaces or in solid bodies. To predict the behavior of the humidity control system, simulations were performed to preselect promising silica gel bed geometries. In Simulation of the moisture transport the nonlinear sorption isotherms of the silica gel had to be taken into account, to represent the influence of dew point itself on the dynamics of changes in dew point temperature. The contribution deals with influences on the static and the dynamic performance of the humidity control system such as heater geometry, silica gel grain size and the microporous structure of the silica gel. Furthermore the characteristics of the test system have to be considered, to build up a model describing a humidity control system.


Augustin, Silke
Einflüsse auf die Messunsicherheit bei der Bestimmung dynamischer Kennwerte von Berührungsthermometern. - In: Messunsicherheit praxisgerecht bestimmen und Prüfprozesse in der industriellen Praxis - Düsseldorf : VDI-Verl., ISBN 978-3-18-092269-0, (2015), S. 147-156

Bei der Messung mit Berührungsthermometern treten statische und dynamische thermische Messabweichungen auf. Der Wert und der zeitliche Verlauf dieser Abweichungen werden u.a. beeinflusst durch Wärmetransportvorgänge im Thermometer sowie des Thermometers mit der Umgebung und dem zu messenden Medium. Zusätzlich wirken sich die Abweichungen durch Einflussgrößen auf die primäre Abbildungsgröße der Temperatur (z.B. Widerstand, Thermospannung) und weitere Störgrößen in der Messkette auf den Messwert aus. Während die Messunsicherheit bei der Bestimmung der statisch-thermischen Messabweichung immer eine große Rolle gespielt hat, wird sie bei der Ermittlung der dynamischen Kennwerte kaum betrachtet. Im Beitrag werden die Einflussfaktoren, die sich auf die dynamischen Kennwerte der Berührungsthermometer auswirken, am Beispiel eines Widerstandsthermometers näher beleuchtet.


Schleichert, Jan; Rahneberg, Ilko; Fröhlich, Thomas
Kalibrierung und Messunsicherheitsbetrachtung bei Mehrkomponenten Kraft-/Drehmomentmessungen. - In: Messunsicherheit praxisgerecht bestimmen und Prüfprozesse in der industriellen Praxis - Düsseldorf : VDI-Verl., ISBN 978-3-18-092269-0, (2015), S. 119-132

In Forschung und Industrie kommt der Kraft- und Drehmomentmesstechnik eine wichtige Bedeutung zu [1, 2]. In vielen Anwendungen müssen Betrag, Richtung und zeitlicher Verlauf der zu messenden Vektoren von Kraft und Drehmoment erfasst werden, sodass der Einsatz von Mehrkomponentensensoren erforderlich ist. Trotz ihrer weiten Verbreitung in Forschung und Industrie gibt es keine offiziellen Kalibriervorschriften [3] und Verfahren zur Ermittlung der Messunsicherheit für Mehrkomponentenmessungen von Kraft und Drehmoment. In vielen Bereichen werden zudem statisch kalibrierte Mehrkomponentensensoren für die Erfassung dynamischer Messgrößen eingesetzt [4], wodurch es im Bereich der Eigenfrequenz des Sensors und oberhalb davon zu erheblichen Messabweichungen kommt. Im Folgenden wird am Beispiel eines Sechskomponentensensors für Kraft und Drehmoment zunächst die statische Kalibrierung und ein Verfahren zur Messunsicherheitsanalyse für Mehrkomponenten Kraft-/Drehmomentmessungen im statischen Bereich vorgestellt und nachfolgend auf die dynamische Kalibrierung eingegangen. Basierend auf dem dynamischen Modell des Sensors werden Ansätze zur dynamischen Kalibrierung und Ermittlung der dynamischen Messunsicherheit diskutiert.


Kaiser, Irina; Fengler, Wolfgang; Fröhlich, Thomas
Metrologische Sicherheit eines Informationsverarbeitungssystems in der Messtechnik. - In: Messunsicherheit praxisgerecht bestimmen und Prüfprozesse in der industriellen Praxis - Düsseldorf : VDI-Verl., ISBN 978-3-18-092269-0, (2015), S. 233-240

In der Präzisionsmesstechnik steht allgemein die Anforderung der schnellen Messung im Konflikt mit einem sehr hohen Auflösungsvermögen und einer sehr kleinen Messunsicherheit. Insbesondere eichfähige Messsysteme fordern die Einhaltung der entsprechenden Regularien, wie beispielsweise das Eichgesetz und die Richtlinien der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB). Derartige messtechnische Systeme benötigen für ihre Funktionen eine komplexe und hochleistungsfähige Informationsverarbeitung, die zertifiziert werden muss. Bei der systematischen Entwicklung von Messgeräten wird ein Nachweis benötigt, dass die geforderte Messunsicherheit des jeweiligen Verfahrens gewährleistet werden kann. Für diese Zwecke wird in dem vorliegenden Beitrag eine zusätzliche und spezielle Anforderung an die metrologische Sicherheit formuliert. Die entwickelten Funktionen zur Unterstützung der metrologischen Sicherheit und die zusätzlichen Maßnahmen zur Manipulationssicherheit sollen die Eichfähigkeit sowie die Einhaltung der Standards, Vorschriften und Richtlinien bereits in den frühen Phasen des Entwicklungsprozesses sicherstellen.


Ortlepp, Ingo; Büchner, Hans-Joachim; Ivanov, Tzvetan; Hofer, Manuel; Zöllner, Jens-Peter; Rangelow, Ivo W.; Manske, Eberhard
Ultrathin transparent photodetector for use in standing-wave interferometer. - In: Full papers / IMEKO World Congress ; 21 (Prague) : 2015.08.30-09.04. - Prague : Czech Techn. Univ. in Prague, Fac. of Electrical Engineering, Department of Measurement, ISBN 978-80-01-05793-3, (2015), insges. 6 S.

A novel photodiode for application in a standing-wave interferometer was developed. The operation principle is based on the optical standing wave whose stationary intensity profile can be detected by a photosensor which - for this purpose - has to be transparent and thinner than the optical wavelength. The working principle and basic design requirements of the developed sensor are described, and the results of measurements inside and outside the standing wave are discussed.


Vorbringer-Dorozhovets, Nataliya; Manske, Eberhard
Improvement in long term stability of the long range AFMs. - In: Full papers / IMEKO World Congress ; 21 (Prague) : 2015.08.30-09.04. - Prague : Czech Techn. Univ. in Prague, Fac. of Electrical Engineering, Department of Measurement, ISBN 978-80-01-05793-3, (2015), insges. 6 S.

Vasilyan, Suren; Fröhlich, Thomas
High-resolution force measurement systems: measuring horizontal directed forces for flow metering of low conductive media in channels. - In: Full papers / IMEKO World Congress ; 21 (Prague) : 2015.08.30-09.04. - Prague : Czech Techn. Univ. in Prague, Fac. of Electrical Engineering, Department of Measurement, ISBN 978-80-01-05793-3, (2015), insges. 6 S.

Kühnel, Michael; Diethold, Christian; Fröhlich, Thomas
Progress of the TU Ilmenau dual axis tiltmeter with nanorad resolution. - In: Full papers / IMEKO World Congress ; 21 (Prague) : 2015.08.30-09.04. - Prague : Czech Techn. Univ. in Prague, Fac. of Electrical Engineering, Department of Measurement, ISBN 978-80-01-05793-3, (2015), insges. 6 S.

The progress of our tiltmeter, which bases on force compensating weigh cells (EMFC) is discussed in this paper. Currently a resolution of ˜ 1 nrad at a range of ± 9 mrad, a linearity of < 0.25*10-3 and a cross error of the axes of < ± 22 ppm is achieved. Long term measurements of earth tide related tilts demonstrate the ability to resolve tilts with very small frequencies (1 - 2 d-1). Prospectively it will be applied to measure and control tilting of measurement basements and tables.


Oliveira, Rafael S.; Lepikson, Herman A.; Fröhlich, Thomas; Theska, René; Duboc, Wagner A.
A new proposal for the dynamic test of torque transducers. - In: Full papers / IMEKO World Congress ; 21 (Prague) : 2015.08.30-09.04. - Prague : Czech Techn. Univ. in Prague, Fac. of Electrical Engineering, Department of Measurement, ISBN 978-80-01-05793-3, (2015), insges. 4 S.

Diethold, Christian; Kühnel, Michael; Ivanov, Tzvetan; Rangelow, Ivo W.; Fröhlich, Thomas
Determination of AFM-cantilever spring constants using the TU Ilmenau force displacement measurement device. - In: Full papers / IMEKO World Congress ; 21 (Prague) : 2015.08.30-09.04. - Prague : Czech Techn. Univ. in Prague, Fac. of Electrical Engineering, Department of Measurement, ISBN 978-80-01-05793-3, (2015), insges. 6 S.

This paper discusses the determination of spring constants of AFM-cantilevers using a force displacement measurement device based on electromagnetic force compensated (EMFC) load cells. The EMFC load cell was modified to utilize it as a combined displacement and force measurement device enabling the possibility to determine the spring constant of AFM-cantilevers with one sensor without the need of an additional displacement setting stage. The paper focuses on the determination of spring constants and the determination of the measurement uncertainty, which is down to 2.75 %.


Sparrer, Erik
Ein holistisches Konzept zur Entwicklung einer innovativen, umfassenden und multisensoriellen Steuerung für Nanopositionier- und Nanomessmaschinen. - Online-Ressource (PDF-Datei: 146 Bl., 8,78 MB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2015

Die vorliegende Arbeit ist ein Beitrag zur Verknüpfung von etablierten Sensor-Aktor-Lösungen der Nanometrologie mit Interaktionskonzepten aus dem Gebiet der makroskopischen Koordinatenmesstechnik. Viele Teilaspekte beider Disziplinen weisen methodische Analogien auf und legen die synergetische Nutzung einzelner Ansätze der Koodinatenmesstechnik im Rahmen nanometrologischer Anwendungen nahe. Durch eine mehrschichtige Abstraktion wird die transparente Steuerung von Nanopositionier- und Nanomessmaschinen ermöglicht, wodurch neuartige und zukunftsweisende Bedienkonzepte für die Nanometrologie entstehen. Insbesondere soll die Frage beantwortet werden, ob und wie die Ansätze zur Steuerung makroskopischer Messsysteme für die Nutzung mit dem funktionell ähnlichen, nanometrologischen System Nanopositionier- und Nanomessmaschinen auf Basis der allgemein anerkannten Steuerungsschnittstelle Inspection plus plus for Dimensional Measurement Equipment (I++DME) ermöglicht werden können.Die grundlegenden Steuerungsansätze und Verfahrensweisen zur Steuerung bzw. Messung von und mit makroskopischen bzw. nanometrologischen Systemen werden vorgestellt und erörtert. Insbesondere werden dabei die Bedeutung und Funktion der Steuerungsschnittstelle I++DME sowie einer Erweiterung für optische Sensoren, der Optical Sensor Interface Standard (OSIS), behandelt. Anschließend wird die Eignung der Schnittstellen für den Betrieb von Nanopositionier- und Nanomessmaschinen umfassend auf funktionaler und informationstechnischer Ebene untersucht. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen wird ein frei skalierbares, auf mehrstufige Schnittstellenschichten gestütztes Konzept für eine Steuerungssoftware für Nanopositionier- und Nanomessmaschinen, zusätzliche messtechnische Apparaturen sowie taktile und optische Sensoren entworfen. Alle Aspekte zur Integration von Teilsystemen werden umfassend analysiert und modular in das Lösungskonzept eingebunden. Das so entstandene innovative holistische Konzept zur transparenten Steuerung von nanometrologischen multisensoriellen Messungen mit Nanopositionier- und Nanomessmaschinen wird im weiteren Verlauf der Arbeit sukzessive ausgebaut und zu einem funktionstüchtigen Demonstrator integriert. Mit umfangreichen Analysen werden das Laufzeitverhalten, sowie die messtechnischen Eigenschaften der entstandenen Schnittstellensoftware ermittelt und mit metrologischen Experimenten bewertet. Einen zentralen Aspekt stellt die Interoperabilität und Unabhängigkeit der implementierten Steuerung von Anwendersoftware dar. Zur Demonstration der erfolgreichen Abstraktion des Systems Nanopositionier- und Nanomessmaschine als generisches Messsystem, werden verschiedene kommerzielle Steuerungsprogramme für makroskopische Koordinatenmessgeräte mit dem Demonstrator erprobt. Die im Verlauf dieser Experimente gewonnenen Erkenntnisse über den Arbeitsablauf zum Durchführen einer Messung und die Eignung der Programme für anometrologische Anwendungen werden abschließend zusammengefasst und diskutiert.


http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=26999
Manske, Eberhard
Sonderforschungsbereich 622 "Nanopositionier- und Nanomeßmaschinen". - In: Jenaer Jahrbuch zur Technik- und Industriegeschichte : . - Jena : Vopelius, ISSN 21986746, Bd. 18 (2015), S. 431-440
Manske, Eberhard; Fröhlich, Thomas
Das Institut für Prozeßmeß- und Sensortechnik. - In: Jenaer Jahrbuch zur Technik- und Industriegeschichte : . - Jena : Vopelius, ISSN 21986746, Bd. 18 (2015), S. 135-146
Wand, Michael
Experimentelle Untersuchungen zur Bestimmung der Orthogonalitätsabweichung einer Raumspiegelecke des NPMM-Demonstrators mit verschiedenen Messmethoden. - 91 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Die zunehmende Bedeutung der Mikro- und Nanotechnologie fördert die Nachfrage nach Messgeräten, die Messungen mit atomarer Auflösung an Messobjekten mit großem Messvolumen ermöglichen. Am Institut für Prozessmess- und Sensortechnik (IPMS) der TU Ilmenau konnten im Bereich Nanopostionier- und Nanomessmaschinen (NPMM) bedeutende Forschungsergebnisse erzielt werden, aus denen u. a. der NPMMDemonstrator hervorgegangen ist. Die Orthogonalität des Koordinatensystems dieses NPMM-Demonstrators wird durch die Winkel zwischen den Spiegeln (XY-, XZ- und YZSpiegel) einer Raumspiegelecke bestimmt. Im Rahmen dieser Masterarbeit wird die Orthogonalität dieser Raumspiegelecke mit Hilfe mehrerer, am IPMS entwickelter, Verfahren gemessen. Als Bestandteile der Messaufbauten werden u.a. ein hochpräzises fotoelektrisches Autokollimationsfernrohr (Elcomat 3000), rechtwinklige Prismen, Strahlteiler, Pentaprismen und ein Pentaprismenstrahlteiler genutzt. Zur Minimierung der systematischen Fehler ist es erforderlich, ein Verfahren zur Kalibrierung von Pentaprismen in horizontaler und vertikaler Ausrichtung mittels eines Fizeau-Interferometers umzusetzen. Die Messergebnisse werden analysiert und zusätzlich MATLAB-Skripte entwickelt, um u. a. den Topographieeinfluss zu ermitteln und zu korrigieren. Des Weiteren werden Fehlerquellen der verwendeten Messverfahren aufgezeigt und deren Einfluss analysiert. Stichworte: NPMM-Demonstrator, Spiegelecke, Orthogonalität, Pentaprisma


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/840089058wand.txt
Baumgartl, Hanna
Optimierung dynamischer Waagen nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation mittels numerischer Modelle zur Systemsimulation. - Online-Ressource (PDF-Datei: XII, 154 S., 11,18 MB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2015

Der Einsatz von elektromagnetisch kraftkompensierten Waagen (EMKW) in der dynamischen Wägetechnik vereint die Forderung nach hohen Auflösungen bei guter Reproduzierbarkeit mit der nach möglichst geringen Messzeiten. Um diesen ambitionierten Zielen gerecht werden zu können, bedarf es EMKW, welche in ihren Komponenten und deren Zusammenspiel hinsichtlich ihrer dynamischen Eigenschaften optimiert sind. Diese Optimierung kann experimentell oder auf numerischem Wege erfolgen, wobei letztere Variante den großen Vorteil birgt, dass die zeitaufwändige und teure Fertigung von Prototypen entfällt. In dieser Arbeit werden zwei Herangehensweisen zur Modellerstellung für die Optimierung einer dynamischen EMKW vorgestellt: Auf Basis der Modellierung der Mechanik mittels eines Starrkörpermodells sowie mittels eines FEM-Modells. Diese mechanischen Modelle werden mit Modellen für die übrigen Komponenten in Form von Kennlinien und Übertragungsfunktionen zu je einem Gesamtmodell verknüpft, welches das komplexe Verhalten des mechatronischen Systems EMKW sowohl im offenen als auch im geschlossenen Regelkreis sehr gut abbildet. Um die Fertigung von Prototypen umgehen zu können, lag besonderes Augenmerk darauf, das Verhalten sämtlicher Komponenten anhand von Simulationen beschreiben zu können. Hierfür wurden insbesondere Methoden zur Abbildung höherer Schwingungsformen in Starrkörpermodellen durch gezieltes Einbringen von Zusatzgelenken und Federsteifigkeiten, sowie die Modellierung der Systemdämpfung durch Wirbelströme untersucht. Darüber hinaus konnte eine allgemeine Faustregel zur geeigneten Wahl der Schrittweitensteuerung ermittelt und erprobt werden. Die entstandenen Modelle sind leicht handhabbar, universell und auf verschiedene Bauformen von EMKW anwendbar. Zur Validierung der Modelle wurden Simulationsergebnisse mit charakteristischen Messwerten verglichen. Um diese zu generieren kamen zwei speziell hierfür konzipierte Lastwechslereinrichtungen mit pneumatisch bzw. elektromagnetisch wirkendem Prinzip zum Einsatz. Mit letzterem wurde darüber hinaus gezeigt, dass auf Grund der mechanischen Eigenschaften einer EMKW eine Systemidentifikation an zwei Eingängen (Hebel und Waagschale) sinnvoll und empfehlenswert ist. Auf Basis der erzielten Erkenntnisse erfolgte die Dimensionierung eines Digitalreglers, mit dem eine signifikante Verbesserung der Performance erzielt wurde.


http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=26821
Michel, Christian
Konstruktion und Untersuchung eines Drucksensors zur hochpräzisen Druckmessung mittels fotoelastischen Effekt. - 61 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

In dieser Arbeit wird die Nutzung des fotoelastischen Effektes an kleinen Laserkristallen zu Druckmessung thematisiert. Die dazu nötige Umwandlung des physikalischen Druckes in eine Kraft wird zu Beginn untersucht und darauf folgend zwei Lösungsansätze aufgezeigt. Die Umwandlung kann einerseits durch eine direkte Krafteinwirkung auf den Kristall realisiert werden, wobei diese Variante nur für relativ geringe Drücke geeignet ist. Anderseits bietet die Umsetzung durch ein zweistufiges Hebelsystem die Möglichkeit deutlich größere Drücke nutzen zu können. Die durch das Hebelsystem erzeugte Übersetzung ermöglicht die Messung von sehr hohen Drücken von bis zu p=200 bar. Beide Systeme sind für die Nutzung des Linos Mikrobank-Systems geeignet und können somit direkt in Kombination mit diversen vorhandenen optischen Bauteilen genutzt werden. Neben einigen grundlegenden Betrachtungen zu den verwendeten Nd:YAG-Laserkristallen wird insbesondere auf die Lagerung dieser und die Möglichkeiten der Krafteinleitung auf die Kristalle eingegangen. Durch eine theoretische Betrachtung werden die möglichen verkraftbaren Kräfte abgeschätzt und auf deren Basis wird eine konstruktive Lösung dargestellt. Da für die Umwandlung eines Druckes in eine Kraft eine Membran von Nöten ist, diese aber, im Gegensatz zu anderen Bauteilen des Aufbaus, nicht selber gefertigt werden kann, wurden mehrere Hersteller angefragt. Die Firma Beck GmbH Druckmesselemente hat eine kleine Membran im Angebot und einige Musterexemplare zur Verfügung gestellt, welche als Ausgangspunkt für die konstruktive Umsetzung dienen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/83979794Xmiche.txt
Müller, Thomas
Numerische Untersuchung einer Mehrfachfixpunktzelle für die Kalibrierung von Berührungsthermometern. - 127 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

MehrfachFixpunktzellen (MFPZn) werden zur Kalibrierung von Thermometern an den TemperaturFixpunkten von Phasenumwandlungen verwendet. Ihr Vorteil gegenüber herkömmlichen Fixpunktzellen ist, dass die Kalibrierung an mehreren Fixpunkten in nur einem Messaufbau durchgeführt werden kann. Schwerpunkt der Arbeit ist es, ein numerisches Modell einer MFPZ mit den Metallen Indium, Zinn und Zink zu erstellen. Ziel ist die Beschreibung und Untersuchung des thermischen Verhaltens des Messaufbaus samt Zelle. Dazu ist zunächst ein Simulationsmodell mit näherungsweise berechneten Randbedingungen vorbereitet worden. Mit Hilfe einer Parametervariation ist das thermisch-transiente Verhalten des Modells den Messungen mit der MFPZ angepasst worden. Es ist ein logisches Modell umgesetzt worden, mit dem die Phasenumwandlungen der Fixpunktsubstanzen in der Zelle abgebildet werden können. Eine Bewertung der Randbedingungen hat gezeigt, dass ihre Werte im Vergleich zu den Messungen plausibel sind. Durch eine weitere Untersuchung des numerischen Modells ist demonstriert worden, dass es auch in anderen Temperaturbereichen als die der Phasenumwandlungen einsetzbar ist. Der abschließende Teil der Arbeit leitet konstruktive Optimierungsmöglichkeiten der Zelle und ihres Messaufbaus aus den Erkenntnissen mit dem Modell ab. Es wird außerdem ein Optimierungspotential des numerischen Modells evaluiert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/839793626muell.txt
Schreiber, Mario; Emran, Mohammad Sha; Fröhlich, Thomas; Schumacher, Jörg; Thess, André
Quantification of free convection effects on 1 kg mass standards. - In: Metrologia : international journal of pure and applied metrology. - Sèvres : Bureau, ISSN 16817575, Bd. 52 (2015), 6, S. 835-841

We determine the free-convection effects and the resulting mass differences in a high-precision mass comparator for cylindrical and spherical 1 kg mass standards at different air pressures. The temperature differences are chosen in the millikelvin range and lead to microgram updrafts. Our studies reveal a good agreement between the measurements and direct numerical simulations of the Boussinesq equations of free thermal convection. A higher sensitivity to the free convection effects is found for the spherical case compared to the cylindrical one. We also translate our results on the free convection effects into a form which is used in fluid mechanics: a dimensionless updraft coefficient as a function of the dimensionless Grashof number Gr that quantifies the thermal driving due to temperature differences. This relation displays a unique scaling behavior over nearly four decades in Gr and levels off into geometry-specific constants for the very small Grashof numbers. The obtained results provide a rational framework for estimating systematic errors in mass metrology due to the effects of free convection.


http://dx.doi.org/10.1088/0026-1394/52/6/835
Laue, Tom
Analyse der messtechnischen Eignung verschiedener kapazitiver Sensorstrukturen mittels einer optimierten Versuchseinrichtung. - 87 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Für das hochgenaue Wiegen kleiner Massen werden, so genannte EMK-Wäge-Systeme (Elektro-magnetische-Kraftkompensation) verwendet. Die Aufnahme der Messwerte erfolgt mithilfe von Lagesensoren im Mikro- bis Nanometerbereich. Ziel dieser Arbeit ist es die Eignung von kapazitiven Sensorstrukturen anhand einer vorhandenen Versuchseinrichtung zu überprüfen und diesen wenn nötig zu optimieren. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Kennlinienausprägung, das Rauschverhalten, die Kurz- und Langzeitdrift, der Einfluss von Störgrößen sowie die Empfindlichkeit gegenüber klimatischen Veränderungen gelegt. In dieser Arbeit werden diese Punkte abgehandelt und deren Ergebnisse werden denen einer Differenzfotodiode, als Beispiel für einen konventionellen Sensor, gegenübergestellt werden. Es wird sich zeigen, dass kapazitive Lagesensoren nach dem Prinzip der Flächenvariation viele Vorteile gegenüber der Fotodiode aufweisen. Des Weiteren enthält diese Arbeit einige konstruktive Änderungen an dem vorhandenen Prüfstand sowie einige Modifizierungen zur Vermessung kapazitiver Sensoren auf Grundlage der Flächenvariation. Nach der Auswertung und Bewertung der Messergebnisse werden die Grenzen des vorhanden Prüfstandes aufgezeigt, dadurch wird deutlich worauf besonderes Augenmerk zu richten ist, um die markante Störgröße zu unterdrücken.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/838218172laue.txt
Oliveira, Rafael; Claudino, Rafael; Kalid, Ricardo; Fröhlich, Thomas; Gusmão, L.; Lepikson, Herman
Estimate of the inertial torque in rotating shafts - a metrological approach to signal processing. - In: 3rd International Congress on Mechanical Metrology (CIMMEC 2014) : 14-16 October 2014, Gramado, Rio Grande do Sul, Brazil. - [Bristol] : IOP Publishing / International Congress on Mechanical Metrology ; 3 (Gramado) : 2014.10.14-16., (2015), 1, S. 012019, insges. 11 S.
http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/648/1/012019
Rogge, Norbert; Engwicht, Michael; Welsch, Steffen; Hilbrunner, Falko; Fröhlich, Thomas
Feuchtluftgenerator auf Basis eines Sorptionshygrostaten mit einem Hochpräzisionstauspiegel. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 82 (2015), 10, S. 477-484
http://dx.doi.org/10.1515/teme-2015-0022
Vasilyan, Suren; Ebert, Reschad; Weidner, Markus; Rivero, Michel; Halbedel, Bernd; Resagk, Christian; Fröhlich, Thomas
Towards metering tap water by Lorentz force velocimetry. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 26 (2015), 11, S. 115302, insges. 11 S.
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/26/11/115302
Müller, Philipp
Optimierungen am Lastwechsler des 1 kg Prototypkomparators CCL 1007. - 122 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Zur Bewegungsübertragung und Positionierung eines gelagerten Drehtellers existieren verschiedene Antriebsprinzipien. Ziel dieser Arbeit ist es, ein alternatives Antriebskonzept zum bestehenden Wolframdrahtantrieb auszuwählen, zu dimensionieren, aufzubauen, in Betrieb zu nehmen und mit den gewonnenen Ergebnissen aus den Untersuchungen einen funktionierenden Positionsregler zu programmieren. Dieser soll den Drehteller auf 1 [my]m genau positionieren, ohne die Gewichte auf diesem zu bewegen. Zunächst wurden verschiedene, für den Lastwechsler des 1 kg Prototypkomparators CCL 1007 in Frage kommende, hochvakuumtaugliche Antriebskonzepte analysiert und ein umsetzbares System für Untersuchungen realisiert. Dabei wurden an dem Prototypkomparator konstruktive Veränderungen vorgenommen, um den alternativen Antrieb in Betrieb zu nehmen. Im nächsten Schritt wurden mit den eingesetzten Messgeräten und den verschiedenen Beladungszuständen des Drehtellers die Betriebsparameter des Antriebes bestimmt. Dabei wurden auch Untersuchungen durchgeführt, welche die Stabilität und Genauigkeit mit einem zukünftigen Regler überprüften und Einflüsse des Antriebes auf den Drehteller zeigten. Anschließend wurden verschiedene Arten von Positionsreglern betrachtet, von denen einer, unter Berücksichtigung der Ergebnisse aus den Voruntersuchungen, in Hinblick auf die Positioniergenauigkeit und Positionierzeit programmiert und getestet wurde. Am Ende der Arbeit wurden weitere potenzielle Maßnahmen zur Verbesserung des Reglers und des Antriebes dokumentiert, welche im Rahmen dieser Master-Arbeit nicht mehr durchgeführt werden konnten.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/837428130muell.txt
Schalles, Marc; Fröhlich, Thomas; Röser, Mathias; Flügge, Jens
Thermal decoupling of heat sources by means of PCM-shielding. - In: Proceedings / International Conference on Sensors and Measurement Technology ; 17 (Nürnberg) : 2015.05.19-21. - Wunstorf : AMA Service GmbH, ISBN 978-3-9813484-8-4, (2015), S. 500-504

Vasilyan, Suren; Fröhlich, Thomas
Towards metering of tap water by Lorentz force velocimetry: realization and improvement of non-contact flow measurement method. - In: Proceedings / International Conference on Sensors and Measurement Technology ; 17 (Nürnberg) : 2015.05.19-21. - Wunstorf : AMA Service GmbH, ISBN 978-3-9813484-8-4, (2015), S. 303-308

Schleichert, Jan; Fröhlich, Thomas
Dynamic calibration of a multi-component force-/torque transducer. - In: Proceedings / International Conference on Sensors and Measurement Technology ; 17 (Nürnberg) : 2015.05.19-21. - Wunstorf : AMA Service GmbH, ISBN 978-3-9813484-8-4, (2015), S. 46-49

Multi-Component Force-/Torque Transducers are used in applications where the direction of the force- and torque vectors as well as their magnitude are unknown and time-dependent such as robotics, flow measurement or nondestructive testing. In contrast to the measurement task the calibration of those Sensors is only done statically in most cases. When the measurands are getting closer to the sensors resonance frequency, the usage of static calibration factors leads to deviations in the measurement. A dynamic calibration can be used to identify the frequency responses of the sensor and is the basis for designing an appropriate filter that compensates these deviations. In this paper the dynamic properties of a multi-component force-/torque transducer are investigated using a calibration system based on a voice-coil actuator which allows the application of force with different waveforms. The results of the measurements are compared with results of FEM calculations and results of a static calibration and a compensation filter is designed.


Fröhlich, Thomas; Hohmann, Michael; Schalles, Marc
Calibration bench for heat flux sensors. - In: Journal of thermoelectricity : . - Černivci, ISSN 16078829, (2015), 1, S. 49-59
Fidelak, Alex
Messtechnische Untersuchungen der dynamischen Eigenschaften von Thermoelementen für den Einsatz in Abgasanlagen. - 53 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Bei der technischen Temperaturmessung mit Berührungsthermometern besteht aufgrund der dynamischen Messabweichung eine Verzögerung zwischen der Mediumstemperatur und der Sensortemperatur des Berührungsthermometers. Zur Beschreibung dieser Verzögerungsglieder eignet sich das Ersatzschaltbild eines RC-Modelles. Die Zeitkonstanten des RC-Modells wurden mit Kenntnis des Aufbaus und der verwendeten Materialen eines Thermoelements berechnet. In der Arbeit wird das dynamische Verhalten von vier Thermoelementen vom Typ N, die in Abgasanlagen eingesetzt werden, messtechnisch untersucht und die dynamischen Eigenschaften verglichen. Dazu wurden die Sprungantworten der Thermoelemente an einer Prüfeinrichtung am Fachgebiet der TU Ilmenau für verschiedene Mediumstemperaturen und Strömungsgeschwindigkeiten aufgenommen und messtechnisch bewertet. Die Auswertung der Messergebnisse der Sprungantworten erfolgt mit Hilfe eines MATLAB Algorithmus unter Verwendung eines Filters, um so eine bessere Endwertbestimmung zu gewährleisten. Weiterhin wurden die Zeitprozentkennwerte und Zeitkonstanten bestimmt. Die Berechnung und Bewertung der Zeitkonstanten der Sprungantworten erfolgte mit verschiedenen Verfahren, wie der erweiterten Approximation, der sukzessiven Reduktion und mit Hilfe der MATLAB "pem" Funktion. Weiterhin wurde die Reproduzierbarkeit der Messung betrachtet sowie der Einfluss einer Veränderung der Einbaulage der Thermoelemente. Betrachtet wurden ebenfalls die Totzeiten der Sprungantworten.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/836026411fidel.txt
Fröhlich, Thomas; Manske, Eberhard
XXIX. Messtechnisches Symposium : Ilmenau, 16. - 18. September 2015 ; Tagungsband. - Berlin : De Gruyter Oldenbourg. - VIII, 172 S.
Literaturangaben
http://d-nb.info/1076127398/04
Frankenberg, Christoph
Konzeption und Demonstration eines Mechanikkonzeptes einer alternativen Fahrerbremswunsch-Erfassung. - 95 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

In Folge der voranschreitenden Entwicklung von immer sparsameren und sichereren Fahrzeugen steigen auch die Anforderungen an zukünftige Bremssysteme. Für die Umsetzung "intelligenter" und leistungsfähiger Fahrzeugbremsen ist der Übergang auf trockene, elektromechanisch betätigte Bremssysteme unausweichlich. Die Grundlage hierfür bildet die sensorgestützte Erfassung des Fahrerbremswunsches, welche in aktuellen Bremsanlagen noch nicht auf die hydraulische Absicherung verzichten kann. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist es, ein neues Sensorkonzept herauszuarbeiten, welches die Möglichkeit bietet, den Bremswunsch ohne den Hydraulikkreislauf zu plausibilisieren. Hieraus ergibt sich die Forderung, dass sich das zu entwickelnde Konzept auf die Integration in die rein mechanischen Komponenten des Bremspedals beschränken muss. Ausgehend von der Ausarbeitung technologischer, wirtschaftlicher sowie sicherheitsrelevanter Anforderungen wurden zu dieser Problemstellung verschiedene Möglichkeiten zur Platzierung von entsprechenden Sensorelementen aufgezeigt und miteinander verglichen. Gleiches gilt für die Auswahl der optimalen Technologie. Für die praktische Untersuchung und zur Aufnahme erster Messergebnisse wurde, ausgehend von dem entwickelten Sensorkonzept, ein Demonstratorprüfstand aufgebaut. Die zur Anbindung bzw. Integration der Sensoren erforderlichen Bauteile wurden mit Hilfe von CAD-Software für die Prototypenfertigung ausgelegt und gestaltet. Zusätzlich zum Aufbau und der Erprobung des Demonstrators konnte auch ein erstes Konzept für eine seriennahe Lösung ausgearbeitet werden. In diesem Zusammenhang ergab sich die Entwicklung eines speziell auf den Anwendungsfall abgestimmten Sensorbausteins. Den Abschluss dieser Arbeit bildet die überschlagmäßige Aufstellung der für eine Großserienumsetzung zu erwartenden Herstellungskosten.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/835374629frank.txt
Ebert, Andreas
Entwicklung und Absicherung von Konzepten für einen staplerlosen Rohbau mit fahrerlosen Transportsystemen. - 52 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Die vorliegende Abschlussarbeit befasst sich mit der Entwicklung, Absicherung und Optimierung von Konzepten für den Transport von Ladungsträgern und kompletten Karosserien mit Fahrerlosen Transportsystemen (FTS). Um eine präzise und unfallfreie Fortbewegung der Fahrerlosen Transportfahrzeuge (FTF) realisieren zu können, sind diese mit hochgenauer Sensorik ausgestattet. Das Hauptziel der Thesis ist es die starre Fördertechnik, sowie die Materialbelieferung durch Stapler im Rohbau mit Fahrerlosen Transportsystemen zu ersetzen. Hierfür müssen zunächst die Randbedingungen für den Transport von Universalladungsträgern (ULT) und Rohbaukarosserien festgelegt und Standards im Hinblick auf den FTS-Einsatz geschaffen werden. Anschließend soll der Transport mit Hilfe eines sog. Universal-FTF auf der Versuchsfläche erprobt, sowie mit geeigneter Sicherheitstechnik abgesichert werden. Parallel zur Eigenabsicherung der FTF wird für die jeweiligen Transportmodule ein eigenes Sicherheitskonzept entwickelt. Durch die Planung des Betriebsversuchs in Zusammenarbeit mit der Rohbauplanung soll ein Einsatz in der Serienfertigung ermöglicht werden. Infolgedessen wird die Flexibilität und Wandlungsfähigkeit in der Produktion erhöht, sowie eine Standardisierung beim Einsatz von FTS geschaffen. Die Ergebnisse wurden bei der Daimler AG am Standort Sindelfingen erarbeitet und fließen in das Projekt der "Referenzfabrik" mit ein.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/835368831ebert.txt
Lustermann, Birgit
Modellierung tubulärer optischer Fasern am Beispiel eines optisch-elektrischen Kombinationsleiters. - Nordhausen : Hochsch.. - 164, XIX, 34 S.. - (Nordhäuser Hochschultexte)
Zugl.: Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2015
Enth. außerdem: Thesen

In der Arbeit wird am Beispiel eines optisch-elektrischen Kombinationsleiters das Verhalten tubulärer Lichtwellenleiter untersucht. Der Kombinationsleiter besteht aus einem elektrischen Kabel, das mit einer lichtleitenden Kunststoffummantelung versehen ist. Die Lichtführung findet in der zwischen einer inneren und einer äußeren Mantelschicht eingebetteten hochtransparenten Kunststoffschicht, dem Lichtwellenleiterkern, statt. Ziel dieser Anordnung ist es, die durch defekte Hochvoltkabel oder -anschlüsse hervorgerufenen Störlichtbögen in kürzester Zeit optisch detektieren zu können bzw. die Kabelisolierung mittels Lichtimpulsen zu überwachen. Es wird ein Ray-Tracing-Modell einer tubulären Faser entwickelt und zur Untersuchung des optischen Übertragungsverhaltens genutzt. Dabei steht die Optimierung der Schichtdicken des tubulären Lichtwellenleiters im Vordergrund. Es wird herausgestellt, dass bei hinreichend großer Lichtquellenapertur der Anteil totalreflektierter Strahlen mit wachsendem Innenradius der tubulären Kernschicht steigt und die Übertragungsleistung der Faser unter bestimmten Voraussetzungen wesentlich durch den Tubularitätsparameter T bestimmt wird. Die derzeitige Entwicklungsarbeit am Kombinationsleiter ist auf die Faserherstellung mit Silikonelastomeren als Kernmaterial und Fluorethylenpropylen (FEP) als Mantelmaterial ausgerichtet. In der Arbeit wird nachgewiesen, dass der entscheidende Verlustmechanismus die zwischen Kern- und Mantelmaterial auftretende Grenzflächenstreuung ist. Die Modellierung der Kern-Mantel-Grenzflächenstreuung erfolgt auf der Basis gemessener Oberflächenprofile des Silikonkerns. Durch die Gegenüberstellung von Simulationsergebnissen und Ergebnissen der experimentellen Dämpfungsbestimmung vergleichbarer optischer Fasern aus der Literatur sowie eigenen Dämpfungsmessungen ist der Nachweis gelungen, dass die Methode zur Modellierung von Silikon-FEP-Fasern geeignet ist. Es wird dargelegt, dass sich bei genauer Parameterbestimmung der Streulichtgrößen optimale Schichtdicken der Polymerschichten für konkrete Segmentierungsfolgen bestimmen lassen. Im Hinblick auf einen möglichen Einsatz tubulärer Fasern zur Datenübertragung wird die Abhängigkeit der Bandbreite von der Tubularität und der Grenzflächenrauheit aufgezeigt und das Design der optischen Sende- und Empfangseinheiten diskutiert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/toc/835305279.PDF
Yan, Na
Untersuchungen zur Neigungsempfindlichkeit von Präzisionswägesystemen. - 70 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Der Wägeprozess einer Präzisionswaage und die erreichbare Standardabweichung sind von der Neigungsempfindlichkeit abhängig. Falls sich die Waage um einen Winkel neigt, wird sich die Waageanzeige auch damit verändern. In dieser Untersuchung befindet sich ein Massekomparator auf einem Wägestein, welcher auf drei Maschinenfüßen auf einem Beton-Untergrund steht. Die thermische Verformung der Maschinenfüße und des Wägesteins, die Fundamentbewegung aufgrund tektonischer Einflüsse und die Windlast außerhalb des Gebäudes könnten schon kleine Neigungen des Massekomparators verursachen. Um präzise Messergebnisse einer Waage zu gewährleisten, wurden Lösungen gesucht, die die Waage immer in einer horizontalen Position halten können. Eine Regelung wurde entwickelt, um die Neigung der Waage zu kompensieren.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/835235394yan.txt
Sauer, Bastian
Analyse der resultierenden Axialkraft von Planetenrädern und deren Einflussfaktoren. - 67 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Die vorliegende Arbeit analysiert und beschreibt die Charakteristik der resultierenden Axialkraft eines Planetenrades im 8HP Automatikgetriebe. In der klassischen Getriebetheorie ist diese jedoch nicht existent, da angenommen wird, dass Planetenräder aufgrund ihrer Abstützung an Sonnen- und Hohlrad axialkraftfrei sind. Es werden theoretische Ansätze erläutert und validiert, die den vermuteten Axialkraftunterschied erklären. Außerdem werden alle nötigen Grundlagen zu der verwendeten Getriebe und Messtechnik erläutert. Mit Hilfe einer Kraftmessdose in axialer Einbaulage zu dem Planetenrad wird die resultierende Axialkraft unter realen Bedingungen im Getriebe aufgenommen. Durch eine mehrkanalige Telemetrie kann das Messsignal nach außen übertragen und aufgezeichnet werden. Die anschließende Auswertung stellt den Verlauf der resultierenden Axialkraft strukturiert nach Gängen und Betriebszuständen dar. Alle sich ergebenden Abhängigkeiten von Einflussfaktoren wie Drehzahl, Moment und Leistung werden erläutert und mit Hilfe eines Berechnungsmodells der Kraftverlauf nachgestellt. Aus den gewonnen Erkenntnissen kann eine Abschätzung über das mögliche Reibungsreduzierungspotential abgegeben und eine Richtung für weitergehende Untersuchungen aufgezeigt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/835234592sauer.txt
Poenitsch, Patrick
Entwicklung einer Signalauswertung für faseroptische konfokale Sensoren. - 61 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Aufbauend auf einem bereits vorhandenen Versuchsaufbau mit einem konfokalen, faseroptischen Sensorkopf untersucht diese Arbeit die Anwendbarkeit von handelsüblichen Mikrocontroller - Evaluation Boards, insbesondere dem PSoC 4 CY8CKIT-049 und CY8CKIT-059 PSoC 5LP Prototyping Kits, füur die Steuerung, Messwertaufnahme und Datenübertragung in einem konfokalen Messsystem. Dabei wird zu Beginn der Arbeit ein kurzer Abriss über die historische Entwicklung der Mikrocontroller und, für die zu untersuchende Messaufgabe, wichtige Komponenten dieser dargelegt. Anschließend wird die Eignung anderer Evaluation Boards eruiert und in einer tabellarischen Übersicht dargestellt. Details zur Programmierung, den verwendeten A/D-Wandlern und Kommunikationselementen für den PSoC 4 und PSoC 5LP werden erläutert und ihre Eignung für verschiedene Kongurationen getestet. Zur Ansteuerung der Laserdioden wird eine einfache Schaltung entworfen, als Leiterplattenlayout zur Verfügung gestellt und ihre Funktionsweise anhand eines experimentellen Aufbaus, wie auch einer Simulation, aufgezeigt und validiert. Die zur Durchführung von Messungen mit dem vorhandenen Messaufbau notwendigen software - technischen Voraussetzungen werden erarbeitet und umgesetzt. Die entsprechenden Programme befinden sich im Anhang der Arbeit. Final werden die gewonnenen Messergebnisse, sowie vorhandene Fehlereinflüsse dargelegt und diskutiert, sowie ein Ausblick auf zukünftige Verbesserungen und Entwicklungsmöglichkeiten gegeben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/834609169poeni.txt
Seelig, Robert
Analyse der Wirkungsweise von Nadel-Bypass-Systemen bei Einrohrdämpfern. - 85 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Die vorliegende Bachelorarbeit behandelt die Analyse der Wirkungsweise von Nadel-Bypass-Systemen die in Einrohrstoßdämpfern zum Einsatz kommen. Aufgabensteller ist die Konstruktionsabteilung für Rennsportstoßdämpfer der ZF Race Engineering GmbH, am Standort Schweinfurt. Motivation dieser Arbeit ist die individuelle Beeinflussung der Dämpfkraftcharakteristik von Stoßdämpfern durch Nadel-Bypass-Ventile. Die Möglichkeit der externen Verstellung der Dämpfcharakteristik bietet den Vorteil, das Dämpfersetting individuell an die Streckenbedingungen, an Fahrer, das Aerodynamik-Setup sowie das vorhandene Fahrwerk anzupassen. Im Rahmen der Arbeit wird im ersten Schritt auf die Grundlagen und Arten von Schwingungsdämpfern eingegangen. Dabei werden die Einflussgrößen auf die viskose Dämpfung erläutert und die hydraulischen Grundlagen von Schwingungsdämpfern beschrieben. Im nächsten Schritt findet eine Untersuchung der Wirkungsweise von Nadel-Bypass-Ventilen statt. Dafür werden die durchflusssteuernden Größen selektiert und analysiert. Dazu gehört die Betrachtung des Öffnungsquerschnittes und des hydraulischen Durchmessers bei den jeweiligen Einstellungen. Da die Fertigung von Nadel-Ventilen gewissen Toleranzen unterliegt, wird gleichzeitig eine Toleranzbetrachtung der durchflusssteuernden Größen durchgeführt und ihre Auswirkungen dargestellt. Für die Ermittlung der vorliegenden Strömungsvorgänge am Nadel-Ventil wird in dem nächsten Schritt der Arbeit ein Versuchsdämpfer konstruiert, der Druck- und Temperatursensoren beinhaltet. Mittels diesem werden Kennfeld-Messungen bezüglich des Dämpfkraft- und Druckdifferenzverlaufes in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit durchgeführt. Um die Effizienz verschiedener Systeme zu vergleichen, die auf die Änderung der Dämpfkraftcharakteristik eines Stoßdämpfers abzielen, wird im Anschluss der Verstellbereich des Nadel-Bypass-Ventils unter Berücksichtigung von verschiedenen Nebendrosseln untersucht. Dabei wird gleichzeitig der Wirkbereich, bezogen auf die Geschwindigkeit, ermittelt. Damit der Einfluss des Nadelventils bereits bei der Konstruktion von Stoßdämpfern abgeschätzt werden kann, wird im letzten Schritt der Arbeit ein allgemeingültiger Algorithmus zur Berechnung dessen erstellt. Dafür wird der kontinuierliche Zusammenhang zwischen dem Volumenstrom und der dazugehörigen Druckdifferenz, die am Nadel-Ventil abfällt, ermittelt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/833600125seeli.txt
Gatzemeier, Benno; Fröhlich, Thomas; Fehling, Thomas; Heydenbluth, Detlef
Sartorius susceptometer for precise measurement of susceptibility and magnetization of weights. - In: 5th International Metrology Conference 2014 (CAFMET 2014) / International Metrology Conference ; 5 (Pretoria) : 2014.03.31-04.03. - Red Hook, NY : Curran, ISBN 978-1-63439-598-4, (2015), S. 109-112

Kraft, Fabio Aldo
Konzeption und Realisierung eines Messaufbaus zum Nachweis von Kleberquellen. - 80 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Durch Aufnahme von Wasser kann es zur Ausdehnung von Kleberpunkten und -schichten kommen. In der vorliegenden Masterarbeit wird die Entwicklung eines Messaufbaus zum Nachweis dieses Kleberquellens dargestellt. Dafür werden unterschiedliche Messverfahren auf ihre Eignung hin bewertet. Aus der Diskussion ergibt sich die Nutzung der Keilinterferometerie als bestgeeignetes Messverfahren. Das Verfahren überführt die Ausdehnung des Klebers in eine Verschiebung des Interferogramms. Diese Verschiebung wird durch Bilder aufgenommen und ausgewertet. Die Phasen der Entwicklung des Messaufbau werden dokumentiert und illustriert. Weiterhin wird ein halb-automatischer Auswertealgorithmus entwickelt, der eine Auswertung der Interferogrammverschiebung ermöglicht. Am Ende wird das Temperatur- und Feuchteverhalten des Messaufbaus qualifiziert. Ferner wird das durch Feuchte induzierte Kleberquellen quantifiziert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/833239074kraft.txt
Klepych, Vira
Untersuchungen zur hochauflösenden Bestimmung der Phasenlagen von Interferenzstreifenbildern unter Nutzung von optischen Matrix-Sensoren. - 56 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Moire-Interferometrie ist eine sehr empfindliche, genaue Messmethode. Die Grundidee der Messung beruht darin, dass die Veränderungen der Interferenzstreifen (Bewegung der Oberfläche, Gestaltveränderungen durch Deformation) durch Moire-Streifen mittels Bildauswertung untersucht werden können. Der Inhalt der Masterarbeit ist die Erarbeitung von Algorithmen zur Bestimmung der Phasenlagen von Interferenzstreifenbildern unter Nutzung von Optischen Matrix-Sensoren. In Kapitel 1 wird die Aufgabe formuliert und analysiert. Hauptziel der Masterarbeit ist Entwicklung und Untersuchung eines hochsensitiven und schnellen Algorithmus zur Bestimmung Abhängigkeit Phasenwinkel von der Winkelstellung des Vorgabewertes. In Kapitel 2 sind Aufbau und Funktionsprinzip des Michelson-Interferometers dargestellt.c In Kapitel 3 wird der Messaufbau für die Bildgewinnung der Interferenzbilder beschrieben. Weiterhin werden beschrieben: Bildaufzeichnung und Algorithmus, Einbindung der CCD-Kamera in Matlab unter Echtzeitbedigungen sowie technischen Daten der verwendeten Kamera. In Kapitel 4 sind wichtige Grundlagen des Moiré-Effekts und seine mathematische Beschreibung dargestellt. In Kapitel 5 wurden zwei Algorithmen zur Bestimmung der Moire-Winkel entwickelt. Die entwickelten Algorithmen zur Bestimmung der Oberflächentopologie basieren auf zwei unterschiedlichen Verfahren: Algorithmus 1 zum Zählen der Moire Interferenzstreifen und Algorithmus 2 zur Bestimmung der Abhängigkeit des berechneten Phasenwinkel von der Winkelstellung der mechanischen Vorgabe. Alle Methoden wurden analysiert und verifiziert, nachdem die Anwendungsbereiche formuliert wurden. Im Kapitel 6 und 7 wird die Interferogramm-Verarbeitung zu Phasenlagenbestimmung erläutert. Aus gespeicherten Kamerabildern, wird mittels Matlab Funktionen eine Datenmatrix erzeugt. Diese wird anschließend mit unterschiedlichen Verfahren gefiltert. Im Ergebnis werden aus dem Interferogramm die messtechnischen Zielparameter ermittelt und analysiert. Im Kapitel 8 und 9 werden Interferogramme bei verschiedenen Phasenlagen ausgewertet und analysiert. Die erhaltenen Ergebnisse zeigen den Zusammenhang der Bestimmung des Phasenwinkels von der Position des beweglichen Gitters. Alle Berechnungen wurden mittels MATLAB realisiert. Interferogramme wurden bei unterschiedliche Moiré-Winkel (α = 5&ring;, 6&ring;, 10&ring;, 15&ring;) und bei geänderten Phasenlagen mit Anzahl der Schritte n = 0 bis 12 verarbeitet. Die Ergebnisse der Verifikation zeigen, dass der entwickelte Algorithmus zur Bestimmung der Phasenlagen geeignet ist. Die erhaltenen Ergebnisse der Abweichung der bestimmten Phasenwinkeländerung zum Vorgabewert ( bei Moire-Winkeln α = 5&ring;, 6&ring;, 10&ring;, 15&ring;) zeigen, dass bessere Ergebnisse bei kleinen Moire-Winkeln (α = 5&ring;) erzielt wurden. Je mehr Pixel haben ein Streifen besitzt, umso genauer kann man den Phasenwinkel eines Streifenbildes bestimmen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/833237837klepy.txt
Hohmann, Michael; Marin, Sebastian; Schalles, Marc; Krapf, Gunter; Fröhlich, Thomas
Dry block calibrator using heat flux sensors and an adiabatic shield. - In: International journal of thermophysics : a journal of thermophysical properties and thermophysics and its applications. - New York, NY : Springer Science + Business Media B.V, ISSN 15729567, Bd. 36 (2015), 8, S. 2085-2098

The main problems of conventional dry block calibrators are axial temperature gradients and calibration results which are strongly influenced by the geometry and the thermal properties of the thermometers under test.To overcome these disadvantages, a new dry block calibrator with improved homogeneity of the inner temperature fieldwas developed for temperatures in the range from room temperature up to 600 &ring;C. The inner part of the dry block calibrator is a cylindrical normalization block which is divided into three parts in the axial direction. Between these parts, heat flux sensors are placed to measure the heat flux in the axial direction inside the normalization block. Each part is attached to a separate tube-shaped heating zone of which the heating power can be controlled in a way that the axial heat flux measured by means of the heat flux sensors is zero. Additionally, an internal reference thermometer is used to control the absolute value of the temperature inside the normalization block. To minimize the radial heat flux, an adiabatic shield is constructed which is composed of a secondary heating zone that encloses the whole assembly. For rapid changes of the set point from high to low temperatures, the design contains an additional ventilation system to cool the normalization block. The present paper shows the operating principle as well as the results of the design process, in which numerical simulations based on the finite element method were used to evaluate and optimize the design of the dry block calibrator. The final optimized design can be used to build a prototype of the dry block calibrator.


http://dx.doi.org/10.1007/s10765-015-1943-y
Sasiuk, Taras
Vorrichtung zur Bestimmung des dynamischen Verhaltens von Temperaturfühlern in Wasser. - 102 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit wurde auf der Basis einer bestehenden Einrichtung eine neue, vollständig automatisierte Vorrichtung zur Bestimmung des thermisch-dynamischen Verhaltens von Temperaturfühlern in Wasser entwickelt. Hierbei erfolgt das Eintauchen eines Thermometers aus temperierter Luft in ein temperiertes Wasserbad. Dabei kann das Eintauchen im freien Fall mit einer Geschwindigkeit von 3,2 m/s oder durch zusätzliche Zugfedern beschleunigt mit einer Geschwindigkeit von 5,72 m/s erfolgen. Diese Geschwindigkeiten können allerdings auch frei eingestellt werden. Zudem wird neben der Messung der Eintauchgeschwindigkeit der exakte Zeitpunkt des Eintauchens von der Einrichtung ermittelt und protokolliert. Hierdurch kann eine exakte und reproduzierbare Ermittlung der Sprungantwort hochdynamischer Temperatursensoren erfolgen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/832999946sasiu.txt
Oliveira, Rafael S.; Fröhlich, Thomas; Lepikson, Herman A.; Winter, Simon; Theska, René
Uncertainty of measurement for the inertial torque estimation in angular acceleration ramps of rotating shafts. - In: Proceedings of the 15th international conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology / International conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology ; 15 (Leuven) : 2015.06.01-05. - Bedford : Euspen, ISBN 978-0-9566790-7-9, (2015), S. 165-166

Weidinger, Paula
Setup of a non-polarising homodyne quadrature laser interferometer for measuring angular displacement and comparison with an autocollimator. - 112 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Industriestandards hinsichtlich Präzision und Genauigkeit kleiner Strukturen werden immer anspruchsvoller. Dies hat zur Folge, dass die Anforderungen an kontaktlose, hochauflösende Messverfahren ebenfalls steigen. Der Beitrag dieser Arbeit besteht im Aufbau und der Kalibrierung eines unpolarisierten, Homodyn-Quadratur-Laser-Interferometers zur Messung von Winkeländerungen. Das zu kalibrierende Messgerät ist ein Kleinwinkelteiler, wobei das hier weiterentwickelte Winkelinterferometer zu diesem Zweck eingesetzt werden soll. In dieser Arbeit wird der mechanische Aufbau entwickelt und die Signalverarbeitungssoftware dem vorliegenden Anwendungsfall angepasst. Dies beinhaltet Modifikationen, die die Verwendung des Interferometers zur Winkelmessung an Stelle von Längenmessungen ermöglichen, und Korrekturmethoden, die zyklische Nichtlinearitäten des Quadratursignals minimieren. Des Weiteren wird eine geeignete Benutzerschnittstelle zur Konfigurations- und Messdurchführung implementiert. Die Signalverarbeitungssoftware wird auf einem PC in Verbindung mit einem National Instruments PXI basierten Field Programmable Gate Array System ausgeführt und ermöglicht damit eine hohe, Subumlauf Auflösung durch Phasenentzerrung. Um die Genauigkeit des Winkelinterferometers zu evaluieren, wird die verspiegelte Rückseite des drehbaren Interferometerreflektors mit einem Autokollimator überwacht. Das aufgestellte Messunsicherheitsbudget zeigt alle Faktoren auf, die das Messergebnis beeinträchtigen. Das Winkelinterferometer kann im Bereich von 15' mit einer Messunsicherheit von Up=y±0.017'' und einer Messauflösung von 4.86x10-6'' verwendet werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/832934402weidi.txt
Schmidt, Christoph
Entwicklung einer Messeinrichtung zur Überprüfung von Flügelradanemometern und deren Messwertübertragung vor und nach Generatorprobeläufen. - 78 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Der Kühlkreislauf ist ein wichtiger Faktor für die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit eines Generators. Zur Messung von Strömungen im Generator werden vom Siemens Generatorenwerk in Erfurt Flügelradanemometer verwendet. Die vorliegende Bachelorarbeit behandelt die Entwicklung eines transportablen Kontrollsystems zur Funktionsüberprüfung der Flügelradanemometer. Hierbei wird der gesamte konstruktive Entwicklungsprozess dargelegt sowie Anforderungen und die Funktionsweise des Prüfsystems festgelegt und visualisiert. Eine Übersicht über verschiedene Prinzipien zur Messung von Strömungsgeschwindigkeiten werden im Kontext der angestrebten Anwendung analysiert. Die Konstruktion des Prüfsystems und die Auslegung eines Luftstromerzeugers als zentraler Bestandteil werden beschrieben. Des Weiteren werden mögliche Fehlereinflüsse aufgezeigt, die die Messergebnisse beeinflussen können. In der Arbeit wird dargelegt, wie ein Kontrollsystem entwickelt wurde, das den technischen und wirtschaftlichen Anforderungen entspricht.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/832934216schmi.txt
Schulz, Tim
Konzeption und Aufbau einer Singlepoint-Wägezelle mit optischer Wegmessung. - 53 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Die vorliegende Arbeit beinhaltet die Konzeption einer Singlepoint-Wägezelle für dynamische- und Präzisionsanwendungen im niederen Lastbereich. Den Schwerpunkt der Arbeit bildet ein Variantenvergleich zwischen Parallellogrammverformungskörpern mit konzentrierten beziehungsweise verteilten Elastizitäten, wobei neben dem primären auch das parasitäre Verhalten berücksichtigt wurde. Grundlage des Variantenvergleichs sind umfangreiche analytische Berechnungen, basierend auf reduzierten mechanischen Modellen, um die metrologischen Eigenschaften der Wägezelle zu charakterisieren. Im Ergebnis der Arbeit sind allgemeine Empfehlungen für die Auslegung von Parallellogrammverformungskörpern festgehalten. Neben geometrischen Parametern wurde auch die Eignung verschiedener potenzieller Werkstoffe untersucht. Die Ergebnisse der analytischen Berechnungen wurden anhand einer konkreten Realisierungsvariante mittels einer numerischen FEM-Simulation erfolgreich verifiziert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/832907324schul.txt
Weidehaas, Frank
Entwicklung eines Kalibriersystems für die Bearbeitungsköpfe der Mikromontageanlage VICO XTec der Häcker Automation. - 42 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Die VICO XTec ist eine modulare Mikromontageanlage der Häcker Automation, auf der eine Vielzahl an Modulen in nahezu beliebiger Häufigkeit und Anordnung zum Realisieren verschiedenster Prozesse zum Einsatz kommt. Diese Varianz betrifft auch die Bearbeitungsköpfe, was jedoch keinen Einfluss auf das Prozessergebnis haben darf. In dieser Arbeit wird ein Kalibriersystem entwickelt, um das Verhalten der Bearbeitungsköpfe zueinander über ihren gesamten Funktionsbereich hinweg zu ermitteln, und entsprechend zu korrigieren. Eine Analyse des Gesamtsystems zeigt, dass es dabei nicht ausreicht, die Köpfe isoliert zu betrachten, da auch das Basisportal der Maschine das Verhalten der Köpfe zueinander beeinflusst. Zum Messen dieses Verhaltens zeigt sich der Einsatz einer Kombination aus Laserdiode, Tripelprisma und positionsempfindlicher Diode als am besten geeignet. Sind die Laserdiode und die PSD zusammen in einem Gehäuse auf der Grundplatte der Maschine montiert, wird die Einrichtung des Systems erleichtert. Die durchgeführten Versuche bestätigen, dass die gemessenen Abweichungen durch Rückführen dieser an die Maschinensteuerung erfolgreich kompensiert werden können.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/832901598weide.txt
Funke, Fabian
Konzeption und Aufbau eines halbautomatisierten Mess- und Analyseprozesses für den Lasermaterialabtrag und begleitende Untersuchungen zur Serieneinführung in der Wägetechnik. - 69 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

In der vorliegenden Bachelorarbeit wird ein Beitrag zur Serieneinführung des Lasermaterialabtrags an Wägezellen geliefert. Zur Einführung dieser Fertigungsmethode müssen geeignete Abtragsparameter bestimmt und die Reproduzierbarkeit der Abtragsergebnisse verifiziert werden. Hierfür ist eine Vielzahl an Messergebnissen notwendig, welche möglichst schnell erfasst und ausgewertet werden soll. Daher wird ein Halbautomatismus für den Mess- und Auswerteprozess entwickelt. Dieser setzt sich aus folgenden Komponenten zusammen: Zum einen wird eine Verbesserung des aktuellen Positioniertischs untersucht. Der verbesserte Tisch sollte möglichst automatisch verfahrbar sein und muss gewisse Anforderungen an die Genauigkeit erfüllen. Weiterhin wird ein Add-On für die Auswertesoftware MountainsMap der Firma Digital Surf entwickelt, durch welches der Großteil von Auswertungen automatisiert abläuft. Daraufhin wird ein weiteres Programm entwickelt, welches bei der Zusammenstellung relevanter Messergebnisse behilflich ist. Sind diese Schritte realisiert, so werden die entwickelten Mechanismen bei Untersuchungen zum Lasermaterialabtrag angewendet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/831982004funke.txt
Wiede, Alexander
Fehlerkompensation an einen 5-Achs-Positioniersystem. - 62 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Die folgende Bachelorarbeit behandelt die Fehlerkompensation an einen 5-Achs-Positioniersystem, welches als Justagesystem eines Mosaik-Gitterkompressors dient. Die Verwendung von Gitterkompressoren samt deren Justagesystemen ergibt sich als Notwendigkeit aus der Verwendung von Ultrakurzpulslasern, welche auf dem Prinzip der CPA basieren. Dazu wurde eine Charakterisierung des Systems mittels interferometrischen und kapazitiven Sensoren bezüglich seiner Positionierunsicherheit vorgenommen. Neben den Kurvenverläufen der Positionierfehler der fünf Verfahrachsen konnten Achsinteraktionen sowie die Abhängigkeit der angefahrenen Ist-Position von der Anfahrrichtung nachgewiesen werden. Die Fehlerquellen sind die kapazitive Sensorik der Regelung und die Auslegung des Festkörpergelenksystems bezüglich seiner Drehachse. Weitere Betrachtungen betrafen die Positionsstabilität. Diese Eigenschaft stellte sich als ebenfalls relevant für die Einhaltung der Justageanforderungen heraus. Im Ergebnis der Charakterisierung des Ausgangszustands erwies sich die ursprünglich angedachte Kompensationsmethode der Koppelmatrix als ungeeignet. Stattdessen wurden für die Konzeption der Fehlerkompensation mittels Regression gebildete Ausgleichspolynome ergänzt durch eine unidirektionale Anfahrprozedur verwendet. Zusätzlich galt es die Verfahrprozeduren für zwei rotatorische Achsen zu entwerfen, welche noch nicht in der Bedienungssoftware implementiert waren. Bei den abschließenden Messungen konnte die Funktionsfähigkeit der Softwareimplementierungen bestätigt werden. Es gelang eine deutliche Reduktion der anfallenden Positionierfehler mittels der Ausgleichspolynome. Die unidirektionale Anfahrprozedur ist geeignet die Abhängigkeit des Positionierverhaltens von der Anfahrrichtung zu vermeiden. Zum Erreichen der Justageanforderungen sind allerdings weitere Anstrengungen notwendig.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/831825820wiede.txt
Ullmann, Vinzenz; Emam, Sherief; Manske, Eberhard
White-light interferometers with polarizing optics for length measurements with an applicable zero-point detection. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 26 (2015), 8, S. 084010, insges. 15 S.
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/26/8/084010
Manske, Eberhard; Füßl, Roland; Mastylo, Rostyslav; Vorbringer-Dorozhovets, Nataliya; Birli, Oliver; Jäger, Gerd
Ongoing trends in precision metrology, particularly in nanopositioning and nanomeasuring technology. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 82 (2015), 7/8, S. 359-366
http://dx.doi.org/10.1515/teme-2015-0011
Ullmann, Vinzenz; Kühnel, Michael; Manske, Eberhard
Interferometrische Rundlauffehlerbestimmung von Drehtischen für die optische Rundheitsmessung. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 82 (2015), 6, S. 299-308
http://dx.doi.org/10.1515/teme-2015-0021
Koppe, Adam
Untersuchungen der Abnutzung von AFM-Spitzen. - 120 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Gegenstand dieser Masterarbeit ist die Untersuchung der Abnutzung von AFM-Spitzen und die Auswahl einer geeigneten Methode zur Bestimmung der Spitzengeometrie. Dazu erfolgten Analysen verschiedener Charakterisierungsmethoden zur Bestimmung der Messspitzengeometrie. Es konnte ein auf der blinden Spitzenabschätzung basierendes Verfahren bestimmt werden, welches eine Charakterisierung von AFM-Spitzen mit einer hohen Qualität ermöglicht. Darauf aufbauend folgten experimentelle Untersuchungen zum Verschleißverhalten solcher Spitzen am Rasterkraftmikroskop des Typs Solver HV2 von NT MDT in Abhängigkeit der Scangeschwindigkeit, Messkraft, Betriebsmodi, Messstrecke, Cantilevertypen und Probenmaterialien. Die Auswertung der Messdaten führte zu Erkenntnissen bezüglich des Verschleißverhaltens, welche in dieser Arbeit zusammengefasst wurden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/827355831koppe.txt
Müller-Welt, Philipp
Erarbeitung einer Prüfvorrichtung zur reproduzierbaren Bestimmung der Crimphöhe in der Kabelvorbereitung der Drehzahlsensorfertigung. - 77 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Im Zuge der Fertigungsüberwachung und -steuerung werden bei Bosch laufende Qualitätskontrollen durchgeführt. Für die an den halb- und vollautomatischen Fertigungslinien im Bosch Werk Eisenach hergestellten Crimpverbindungen ist die Crimphöhe ein wesentliches Qualitätsmerkmal. Der aktuelle Messprozess zur Ermittlung der Crimphöhe ist derzeit nicht fähig und genügt damit nicht den Ansprüchen der Qualitätssicherung. Ziel dieser Arbeit ist die Erarbeitung eines fähigen Messprozesses. Dazu werden zunächst die Qualitätsanforderungen an eine Crimpverbindung festgelegt und eine Definition der Crimphöhe entwickelt. Nach einer Erläuterung der Vorgehensweise zur Bestimmung der Prüfprozessfähigkeit bei Bosch folgt eine Analyse der aktuellen Crimphöhenmessung. Auf dieser Grundlage wurden verschiedene Optimierungsmaßnahmen erprobt, mit denen bereits eine wesentliche Verbesserung des bestehenden Messprozesses erreicht werden kann. Nachdem diese Maßnahmen die Grenzen des bestehenden Systems aufzeigten, wurden Untersuchungen neuer geeigneter Messsysteme durchgeführt. Hierbei konnte für ein System eine Fähigkeit nachgewiesen werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/826754376muell.txt
Peuker, Christian
Experimentelle Untersuchungen zur Messwertstabilität von Interferometern mit Asymmetrischen Strahlteiler und Auswertung. - 52 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

In dieser Arbeit wird ein Laserinterferometer mit einem Asymmetrischen Strahlteiler nach dem Michelson-Prinzip auf dessen Messwertstabilität bei Temperaturübergängen untersucht. Dabei wird beschrieben, wie sehr das System gegen äußere Umwelteinflüsse abgeschirmt werden muss, um reproduzierbare Messungen zu erhalten. Außerdem werden zwei verschiedene Bauformen von Messspiegeln untersucht und die Ergebnisse anschließend verglichen. Bei den Messungen wurde herausgefunden, dass ein Laserinterferometer mit einem Asymmetrischen Strahlteiler driftfrei ist, wenn die Spiegel direkt an der Grundplatte befestigt werden und wenn sich die Unterlage des Systems nicht thermisch verformt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/82646839Xpeuke.txt
Hofmeister, Sven
Entwurf und messtechnische Untersuchung eines Demonstrationsaufbaus zur Veranschaulichung des Funktionsprinzips eines Tauspiegelhygrometers. - 48 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Um das Messprinzip eines Tauspiegelhygrometers zu veranschaulichen soll in dieser Arbeit ein Tauspiegelhygrometer aufgebaut werden, welches das Messverfahren visuell zugänglich macht, da dies in kommerziell erhältlichen Tauspiegelhygrometern nicht vorgesehen ist. Damit dies in einen zeitlich angemessenen Rahmen stattfinden kann, wird hierzu im ersten Schritt ein Hygrostat aufgebaut, welcher die Luftfeuchtigkeit mit Hilfe der Sorption von Wasser an Silikagel konditioniert. Mittels eines Peltierelementes wird die Temperatur des Silikagels verändert und so das Gleichgewicht zwischen sorbiertem Wasser und der Luftfeuchte verschoben. Diese Vorgänge finden in einer von der Umgebung abgeschlossenen Kammer statt, um Störungen durch die Umgebungsluftfeuchte zu minimieren. Im zweiten Schritt soll dann der neue Hygrostat mit einer weiteren Kammer verbunden werden, in welcher der Betauungsprozess des Tauspiegelhygrometers visuell veranschaulicht wird. Dieses konnte durch langwierige Vorkonditionierungen und Messungen nicht mehr realisiert werden. Um erste Erkenntnisse zu sammeln, werden in einem vorhandenen Hygrostat verschiedene Sorten von Silikagelen messtechnisch untersucht, welche für den neuen Aufbau, bezüglich der Geschwindigkeit der beteiligten Prozesse, von Interesse sein können. Die Arbeit zeigt, dass sich die Dynamik der ablaufenden Prozesse in dem neuen Hygrostat gegenüber dem alten Hygrostat verbessert hat.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/825694205hofme.txt
Vasilyan, Suren; Fröhlich, Thomas
Direct force compensation on Lorentz force flowmeters for electrolyte flow measurements. - In: 2015 IEEE/OES eleventh current, waves and turbulence measurement (CWTM) : 2 - 6 March 2015, St. Petersburg, FL. - Piscataway, NJ : IEEE / IEEE/OES Current, Waves and Turbulence Measurement Workshop ; 11 (St. Petersburg, Fla.) : 2015.03.02-06., ISBN 978-1-4799-8419-0, (2015), insges. 7 S.

http://dx.doi.org/10.1109/CWTM.2015.7098115
Schäfer, Alexander
Nutzung eines Fabry-Perot-Interferometers zur automatisierten Kalibrierung von Piezostapelaktoren. - 60 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Die in Zusammenarbeit der Hochschulen Technische Universität Ilmenau und National Yunlin University of Science and Technology entstandene Forschungsarbeit beschreibt den Aufbau eines Versuchsstandes zur Kalibrierung von Piezostapelaktoren mittels Fabry-Perot Interferometrie. Untersucht wurden hierzu alle zur Durchführung einer Messung notwendigen Bestandteile des Gesamtsystems wie etwa Mechanik, Optik, Elektronik und die Software. Hierbei wurde besonderes Augenmerk auf die einfache Handhabung und die Möglichkeit gelegt, den Aufbau auch außerhalb einer Laborumgebung nutzen zu können, sodass zukünftig ein voll integriertes Messsystem für industrielle Zwecke aufbauend auf dieser Arbeit entwickelt werden kann. Mit geringen Anschaffungskosten durch Verwendung günstiger Komponenten und mit möglichst kleinen äußeren Abmaßen sollte ein integriertes, kompaktes und modulares Gesamtsystem gestaltet werden, welches eine Gesamtunsicherheit von 10nm auf einer Messstrecke von bis zu 1mm gewährleisten kann, was unter den gegebenen Bedingungen mit dem bisherigen Entwicklungsstand des Projektes aber noch nicht erreicht werden konnte. Die Messungen der Bewegung des Piezoelements sollten automatisiert oder teilautomatisiert eindimensional entlang seiner Hauptbewegungsachse mit einer Auflösung von 1nm erfolgen. Aufbauend auf den Forschungsarbeiten der National Yunlin University of Science and Technology im Bereich der industriellen Anwendung von Fabry-Perot Interferometrie zur Vermessung von Maschinenachsen und den Forschungen, die diesen wiederum voran gingen, lag dem Entwurf das polarised quadrature phase-shift Prinzip zugrunde. Dadurch verbindet das System den Vorteil eines allgemeinen Fabry-Perot Interferometers, Fehler durch Unterschiede in Referenz- und Messarm zu vermeiden, mit dem Vorteil anderer Interferometer, zwei zueinander senkrecht polarisierte Messsignale zur Auswertung nutzen zu können.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/82446754Xschae.txt
Weisser, Viktor
Auswahl und Einbindung geeigneter Messtechnik für einen PKW-Wasserpumpen-Kennfeld-Prüfstand. - 76 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Die vorliegende Bachelorarbeit behandelt die Auswahl und Einbindung geeigneter Messtechnik für einen Kennfeld-Prüfstand. Am Beispiel eines PKW-Wasserpumpen-Prüfstandes soll das Vorgehen zur Erstellung eines Messmittel-Empfehlungskataloges aufgezeigt werden. Dieses beginnt mit einer Beschreibung einer typischen regelbaren Kühlmittelpumpe und einer anschließenden Analyse der Anforderungen welche von den Automobilzulieferern an diese gestellt werden. Auf dieser Grundlage werden die Rahmenbedingungen für die Auswahl der geeigneten Messmittel erstellt. Es muss die Messung von Volumenstrom, Druck, Temperatur, Drehzahl und Drehmoment realisiert werden. Im zweiten Teil der Arbeit werden ausgewählte Messverfahren kurz beschrieben und auf ihre Eignung überprüft. Die am besten geeigneten Messmittel werden in einem Empfehlungskatalog zusammengestellt. Abschließend wird eine Empfehlung für die Einbauposition der ausgewählten Messtechnik gegeben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/823266982weiss.txt
Schalles, Marc; Fröhlich, Thomas; Flügge, Jens
PCM-shielding of precision measuring equipment by means of latent heat. - In: Precision engineering : journal of the American Society for Precision Engineering. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 42 (2015), S. 80-84
http://dx.doi.org/10.1016/j.precisioneng.2015.04.002
Fröhlich, Thomas; Augustin, Silke; Ament, Christoph
Temperature-dependent dynamic behavior of process temperature sensors. - In: International journal of thermophysics : a journal of thermophysical properties and thermophysics and its applications. - New York, NY : Springer Science + Business Media B.V, ISSN 15729567, Bd. 36 (2015), 8, S. 2115-2123

For a number of applications in control and safety value monitoring, a profound knowledge of the dynamic behavior of process temperature sensors is of great importance. Sensor test procedures and model identification methods are state of the art for small temperature changes, i.e., steps. For wider temperature ranges, the temperature dependency of the material characteristics is significant, too. The resulting non-linearities limit the utilization of classical model concepts. In this paper, we introduce and solve a non-linear ordinary differential equation for the linear dependency of the material characteristic parameters, i.e., for the basic case of non-constant material parameters. The analytic solution will be explained, and the results are discussed and compared to a finite element method model of a basic cylinder.


http://dx.doi.org/10.1007/s10765-015-1869-4
Schambach, Julien
Messtechnische Untersuchungen an Strommesswandlern auf der Basis von Hallsensoren. - 76 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit den Verfahren der leiterumfassenden Strommessung unter messtechnischen Gesichtspunkten. Zu Beginn wird ein Überblick über die verschiedenen Verfahren gegeben. Der Grund für die metrologische Untersuchung ist die Eigenentwicklung eines Strommesswandlers von einem Industriepartner. Dabei wird das physikalische Prinzip der Magnetfeldmessung mittels Hall-Sensoren genutzt. Für diesen konkreten Anwendungsfall werden geltende Normen und Regelungen dargestellt. Es wurde die praktische Umsetzung eines Kalibrierprozesses unter Laborbedingungen realisiert. Kalibrierungen für hohe Ströme sehr genau durchzuführen, ist aufgrund der Stromquelle schwierig. Deswegen wurden Kalibrierspulen genutzt. Bei der Messwertaufzeichnung wurde lediglich ein Spannungsmesser benötigt, da es sich um einen Strommesswandler mit dem Ausgangssignal einer Spannung handelte. Für den eigentlichen Kalibriervorgang wurde eine automatisierte Ansteuerung des Multimeters und der Stromquelle durchgeführt. Dieses Vorgehen ergab sich aus den langen Messzeiten und der Variation von Messparametern. Ziel war die Untersuchung verschiedener Einflüsse auf die Messabweichung. Von Interesse waren dabei neben absoluten Messwerten auch relative Verlaufskurven. Die variierten Parameter waren die Stromstärke, Frequenz, Lage des Leiters, Temperatur und Luftfeuchte. Innerhalb der Klimakammer wurden Änderungen der Umgebungsbedingungen (Temperatur und Luftfeuchte) auf mögliche Laborbedingungen beschränkt. Zusätzlich wurden die Messwerte für ein Konkurrenzprodukt erhoben und es fand ein Vergleich statt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/821754343scham.txt
Manske, Eberhard; Fröhlich, Thomas; Füßl, Roland
Measurement uncertainty consideration in the case of nonlinear models for precision length measurement. - In: 2014 Joint IMEKO TC1-TC7-TC13 Symposium: Measurement Science Behind Safety and Security : 3 - 5 September 2014, Madeira, Portugal. - Bristol : IOP Publ. / Joint IMEKO TC1-TC7-TC13 Symposium: Measurement Science Behind Safety and Security (Madeira) : 2014.09.03-05., (2015), S. 012033, insges. 6 S.

The requirements on the precision lengths and precision load measurement rise due to the rapid technical development, in particular of nanotechnologies and precision optics. According to the roadmap "Dimensional metrology for micro- and nanotechnology" of the European National Metrology Institutes (iMERA)2 in the next few years "traceable 2D (3D) metrology at (sub)-nm accuracy over several 100 mm range" will be required.


http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/588/1/012033
Balzer, Felix Gerhard
Entwicklung und Untersuchungen zur 3-D-Nanopositioniertechnik in großen Bewegungsbereichen. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau. - 1 Online-Ressource (xx, 231 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation, 2014

In der Dissertation wird die Entwicklung einer neuen Nanopositionier- und Nanomessmaschine NPMM-200 beschrieben. Das Gesamtsystem wird im Überblick dargestellt. Im Detail werden die Konstruktion und Realisierung des Positioniersystems behandelt. Ein Schwerpunkt der experimentellen Verifikation ist die Analyse der Leistungsfähigkeit und der Grenzen der Positioniereigenschaften dieses Messgeräts. Darüber hinaus werden erste Ergebnisse des metrologischen Nachweises anhand einer ausgewählten Messaufgabe und mehrere Anwendungsbeispiele vorgestellt. Die NPMM-200 hebt sich mit einem Messvolumen von 200 mm x 200 mm x 25 mm bei gleichzeitiger Messauflösung in subatomarer Größenordnung sowie einer angestrebten 3-D-Messunsicherheit von weniger als 30 nm vom derzeitigen Stand der Technik ab. Gegenwärtig existiert kein Antastsystem, das universell für die Bewältigung der Vielzahl von Messaufgaben an Mikro- und Nanostrukturen geeignet ist. Deshalb wurde die NPMM-200 für Multisensorik konzipiert.


http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014000373
Könemann, Julien
Messtechnische Untersuchung und Optimierung eines Strömungskanals für hochdynamische Temperatursensoren. - 62 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Die Arbeit behandelt die Inbetriebnahme, messtechnische Untersuchung und Optimierung eines Strömungskanals zur Ermittlung des zeitlichen Verhaltens von Temperatursensoren. Es werden die Grundlagen der Ermittlung des dynamischen Verhaltens von Thermometern durch Zeitprozentkennwerte der Sprungantwort erläutert und der Stand der Technik des Strömungskanals dargestellt. Messtechnische Untersuchungen ergeben, dass der Temperatursprung für hochdynamische Sensoren nicht schnell genug erzeugt werden kann, um die Zeitprozentkennwerte direkt an der Sprungantwort ablesen zu können, sodass Möglichkeiten zur Optimierung des Strömungskanals aufgezeigt und umgesetzt werden. Statt bei der Ermittlung der Übertragungsfunktion einen idealen Temperatursprung anzunehmen wird die Mediumstemperatur durch eine hochdynamische Hitzdrahtsonde gemessen und diese Mediumstemperatur als Eingangsgröße für eine Systemschätzung verwendet. Mit dieser Methode werden Beispielmessungen an schnellen Thermoelementen durchgeführt und ein Messunsicherheitsbudget erstellt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/818185945koene.txt
Bothe, Rolf-Sebastian
Entwicklung einer Sondenaufnahme zum Einsatz in einem Rasterkraftmikroskop für STM-Lithographie. - 93 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Gegenstand dieser Masterarbeit ist die Konstruktion einer Sondenaufnahme zum Einsatz in einem Rasterkraftmikroskop für die STM-Lithographie. Neben dem Entwurf der Sondenaufnahme und deren Auslegung für die Spitzen-basierte Lithographie, wurden vorhandene Justiermöglichkeiten analysiert und optimiert. Zur Realisierung der Lithographie in einem großen Bereich wurde das Rasterkraftmikroskop in die Nanopositionier- und Nanomessmaschine eingebunden. Dafür wurden sowohl die mechanische als auch die elektrische Integration durchgeführt. Ziel dieser Arbeit ist es, ein Rasterkraftmikroskop für die STM-Lithographie-Technik bereitzustellen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/817934642bothe.txt
Volk, Tobias
Optimierung der Geräuschemission von Staubsaugern. - 55 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

An Staubsauger werden heute sehr komplexe Anforderungen gestellt. Neben notwendiger Saugleistung sowie bestmöglicher Staubaufnahme soll auch die Handhabung mit dem Gerät so einfach und wenig belastend wie möglich sein. Dabei zeichnete sich in den letzten Jahren ein verstärkter Trend zu leise saugenden Bodenpflegegeräten ab. Außerdem gilt ab dem 01.09.2014 das Energielabel - Gesetz welches besagt, dass der Geräuschwert verpflichtend auf jedem Staubsauger angegeben werden muss. Das löste einen Wettlauf um den leisesten Staubsauger auf dem Markt aus. Ein sehr wichtiger Faktor für die Minimierung der Geräuschemission ist der Ausblasbereich eines Staubsaugers. Er beeinflusst maßgeblich die Geräuschentstehung, Geräuschdämpfung und Geräuschemission über die Austrittsluft. Die vorliegende Arbeit analysiert den aktuellen technischen Stand und untersucht vorhandene Ausblasgitter auf ihre akustischen Eigenschaften. Anhand eines vorgegebenen Staubsaugermodells wurde ausgehend von bestehenden Ausblasgittervarianten durch geeignete Änderungen, freie Modifikationen und sinnvolle Neuerungen eine Optimierung der Geräuschemission erreicht. Anschließend erfolgte eine Verifizierung der erarbeiteten Varianten mit Hilfe von Geräuschuntersuchungen im Messlabor. Dabei wurden theoretische Ansätze für zukünftige Konstruktionen und der aktuell beste Stand gefunden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/816157022volk.txt
Hochmuth, Robert
Experimentelle Charakterisierung und Modellierung von regenerativen Wärmespeichern für Hochtemperatur-Seperationsprozesse. - 67 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Die in dieser Masterarbeit durchgeführten Untersuchungen konnten erste Erkenntnisse über das Wärmetauschverhalten von Keramikwaben geben. Dabei kann das entwickelte Berechnungsprogramm zur Auslegung keramischer Wabenkörper für ihren Einsatz als regenerative Wärmetauscher verwendet werden. Die experimentell aufgenommen Werte bestätigen die berechneten hohen WRG-Werte und zeigen insgesamt zur Berechnung vergleichbare Ergebnisse. Damit wurde die in der Einleitung beschriebene Problemstellung, ein Berechnungsmodell anhand experimentell ermittelter Werte zu verifizieren, zufriedenstellend bearbeitet. Es wurde die Abnahme der Wärmerückgewinnung bei Verringerung der Kanalanzahl (Zelldichte) rechnerisch und experimentell nachgewiesen. Des Weiteren wurde gezeigt, dass schon mit kleinen Wabenabmessungen große Wärmemengen getauscht werden können und diese somit ebenfalls für Kleingeräte mit geringen Luftdurchsätzen einsetzbar sind. Zudem wurde betrachtet, dass der Wärmeverlust durch die Dämmung eine ebenso relevante Rolle wie der WRG in Bezug auf den Wirkungsgrad des Systems spielt. Daher sollte dieser in jedem Fall abgeschätzt und in die Berechnung einbezogen werden. Bei Auswahl der richtigen Kombination zwischen Wabenkörper und Wärmedämmung sind dabei Wärmerückgewinnungswerte von über 95% möglich. Zusammenfassend ist zu sagen, dass die in Großanlagen herrschenden Wirkungsgrade von über 98% Wärmerückgewinnung auch in kleineren Anlagen realisierbar erscheinen. Jedoch ist bei kleineren Anlagen der Anteil des Wärmeverlustes durch die Dämmung deutlich höher als der Wärmeverlust durch den WRG der Wabe. Daher muss bei Auslegung kleiner Systeme das wirtschaftlichste Optimum zwischen Dämmmaterial/-dicke und Wabe auf die vorhandenen Randbedingungen angepasst werden. Dabei hängen die Parameter Druckverlust, Dämmungsverlust, erwarteter Wärmerückgewinnungsgrad und benötigte Ofenleistung voneinander ab. Aus dieser Komplexität lässt Auslegung des Wärmetauschers notwendig ist. Die Realisierung einer WRG von mehr als 92% ist Voraussetzung für den Aufbau von Sauerstoff-Membrananlagen (siehe Patent Einleitung), die bereits im Kleinmaßstab einen ähnlich geringen Energieverbrauch wie kommerzielle Großanlagen zur kryogenen Luftzerlegung aufweisen. Die vorgestellten Ergebnisse unterstützen somit das Konzept zur dezentralen energieeffizienten Sauerstoff-Bereitstellung mit Membrananlagen und liefern Argumente für die Wettbewerbsfähigkeit des Verfahrens.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/813556422hochm.txt
Schädel, Sebastian
Entwicklung eines Multifunktionssensors zur Bestimmung der Temperatur und der Geschwindigkeit in Prüfkanälen. - 121 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

In den heutigen Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren werden verschiedene physikalische Größen messtechnisch erfasst, um Rückschlüsse auf die abgelaufene Verbrennung im Motor ziehen zu können. Zu diesen Größen zählen unter anderem die Temperatur und die Strömungsgeschwindigkeit des Heißgases. Das Ziel der Arbeit war, einen Sensor zu entwickeln, der simultan mit einem Messeinsatz im Heißgaskanal beide Größen messtechnisch erfassen kann. Demzufolge besteht durch die Anwendung eines Multisensors, der beide Größen misst, die Möglichkeit die Messstellen in Heißgasanlagen zu reduzieren. Dazu wurden verschiedene Messverfahren aus den Bereichen der optischen, mechanischen und thermischen Messtechnik in Betracht gezogen und gegenübergestellt. Letztlich wurde sich für einen Aufbau des Multisensors entschieden, der aus der Kombination von zwei thermischen Wirkungsprinzipien bestand. Die Messung der Mediumstemperatur erfolgte mit einem Thermoelement Typ N und die der Strömungsgeschwindigkeit nach dem Messprinzip eines aktiven statischen alpha-Kalorimeters. Zum Verständnis und zur Beurteilung des Systemverhaltens vom Multisensor wurden verschiedene Methoden der Modellbildung angewandt, deren Ergebnisse in Simulink als Blockschaltbild umgesetzt und simuliert wurden. Die Erkenntnisse aus den Simulationen lieferten wichtige Hinweise zur konstruktiven Auslegung des Sensors und zum Aufbau der erforderlichen Messschaltung. Zudem wurden FEM-Simulationen durchgeführt, die Aufschluss über die räumliche Temperaturverteilung während des Messvorgangs gaben. Der Zusammenbau des Sensors erfolgte in Kooperation mit der Firma tmg in Martinroda, die mit ihrem Know-how in der Anfertigung von Temperatursensoren einen kompakten und zu gleich robusten Aufbau realisierten. Die messtechnischen Untersuchungen wurden zum einen unter Laborbedingungen in dem Lieneweg-Kanal im Institut für Prozessmess- und Sensortechnik an der TU Ilmenau und zum anderen im Heißgaskanal der tmg unter den Einsatzbedingungen, wie sie in Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren vorzufinden sind, durchgeführt. Die erzielten Messergebnisse bestätigten das im Voraus beschriebene Systemverhalten und zeigten, dass der entwickelte Multisensors ein vielversprechendes Gesamtsystem zur simultanen Messung von Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit in einer kompakten Bauform bietet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/812931521schae.txt
Stadnyk, Bohdan; Manske, Eberhard; Khoma, Anna
State and prospects of computerized systems monitoring the topology of surfaces, based on white light interferometry. - In: Computational problems of electrical engineering. - Lviv : Lviv Polytechnic National University, ISSN 23094834, Bd. 4 (2014), 1, S. 75-80

This paper describes a computerized system for object topology control based on a white light interferometer. The theoretical fundamentals of white light interferometry and mathematical model of an interferogram are presented. An overview and comparative analysis of methods for the reconstruction of the topology of surfaces based on a white light interferogram are performed, their main advantages and disadvantages are defined, and the objectives for the development of computerized systems are formulated.


http://ena.lp.edu.ua:8080/xmlui/handle/ntb/26620
Wang, Yung-Cheng; Shyu, Lih-Horng; Manske, Eberhard; Chang, Chung-Ping; Lin, Shih-Syun
Automatic calibration system for precision angle measurement devices. - In: International journal of automation and smart technology : AUSMT. - Taipei : National Taiwan Univ, ISSN 22239766, Bd. 4 (2014), 3, S. 163-167
http://dx.doi.org/10.5875/ausmt.v4i3.515
Mastylo, Rostyslav; Fröhlich, Thomas; Manske, Eberhard
Versatile applications of laser focus probes in precision measurement technology. - In: 11th IMEKO TC14 Symposium on Laser Metrology for Precision Measurement and Inspection in Industry (LMPMI 2014) / IMEKO TC14 Symposium on Laser Metrology for Precision Measurement and Inspection in Industry ; 11 (Tsukuba) : 2014.09.03-05. - Red Hook, NY : Curran, ISBN 978-1-63266-731-1, (2014), S. 29-34

Krystek, Michael
Filterung von Messdaten in der Form- und Oberflächenmesstechnik. - VI, 143 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Habil.-Schr., 2014
http://www.gbv.de/dms/ilmenau/toc/819624888.PDF
Diethold, Christian; Vasilyan, Suren; Fröhlich, Thomas
Lorentz force velocimetry using electromagnetic force compensated load cells. - In: 22nd IMEKO TC3 International Conference on Measurement of Force, Mass and Torque 2014 / IMEKO TC3 International Conference on Measurement of Force, Mass and Torque ; 22 (Cape Town) : 2014.02.03-05. - Red Hook, NY : Curran, ISBN 978-1-63266-728-1, (2014), S. 44-47

This paper discusses the flow rate measurement of poorly conducting fluids (such as electrolytes) using Lorentz force velocimetry (short: LFV). The Lorentz force caused by the moving electrolytes is in the range of micronewton. This tiny Lorentz force is determined using a high resolution force measurement systems based on electromagnetic force compensated (short: EMC) load cells. In this paper the force measurement system, the principle of LFV and the environmental influences on this kind of force measurement system are described.


Kühnel, Michael; Rivero, Michel; Diethold, Christian; Hilbrunner, Falk; Fröhlich, Thomas
Precise tiltmeter and inclinometer based on commercial force compensation weigh cells. - In: 22nd IMEKO TC3 International Conference on Measurement of Force, Mass and Torque 2014 / IMEKO TC3 International Conference on Measurement of Force, Mass and Torque ; 22 (Cape Town) : 2014.02.03-05. - Red Hook, NY : Curran, ISBN 978-1-63266-728-1, (2014), S. 48-51

High precision measurements and monitoring of tilt or inclination are essential in the field of ultraprecise force and mass measurements. We present a new concept for high resolving tilt/ inclination measurements. Therefore a commercial electromagnetic force compensation (EMC) weigh cell is mounted in a hanging position and loaded with a defined weight. Thus the system conforms to a pendulum. By measuring the tilt depended deflection of the pendulum with the position sensor of the weigh cell we achieved a standard deviation of 7.1 nrad (3.4 nrad filtered) within a sampling time of 15 min. In future investigations we will compensate the deflection and take the compensation force as a measure for the tilt.


Vasilyan, Suren; Fröhlich, Thomas
Direct Lorentz force compensation flowmeter for electrolytes. - In: Applied physics letters. - Melville, NY : American Inst. of Physics, ISSN 10773118, Bd. 105 (2014), 22, S. 223510, insges. 4 S.
http://dx.doi.org/10.1063/1.4903235
Blobel, Gernot; Wiegmann, Axel; Quabis, Susanne; Schulz, Michael; Müller, Andreas; Manske, Eberhard
Entwicklung von Normalen für die Charakterisierung von Asphären-Messgeräten. - In: DGaO-Proceedings. - Erlangen-Nürnberg: Dt. Gesellschaft für angewandte Optik, ISSN 16148436, Bd. 115Bd. 115.2014, A31, insges. 2 S.

Zur Charakterisierung optischer und taktiler Asphären-Messgeräte sind Oberflächen notwendig, deren Formen weitestgehend bekannt sind. Dazu werden zum einen Normale mit typischen asphärischen Oberflächenanteilen verwendet. Zur Charakterisierung wichtiger Eigenschaften der Messgeräte werden Normale mit zusätzlichen Formanteilen benötigt.


http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=25316
Schalles, Marc; Flügge, Jens; Köning, Rainer
Reduction of thermal effects on precise dimensional measurements. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 8 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-168:3
Einenkel, Tobias
Entwicklung und Konstruktion eines Ausgabe- und Rücknahmeautomaten. - 107 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Eine Vielzahl von LKWs kommen täglich Just-in-Time in Logistikzentren für Ladeprozesse an. Trotz des Just-in-Time-Prinzips kann eine 100%ige Termintreue nicht garantiert werden. Der Zulauf der LKWs muss daher gesteuert werden. Neben der Anmeldung sind Benachrichtigungsgeräte (Pager) an die Fahrer auszugeben, worüber sie über die Einfahrt informiert und navigiert werden können. Nach Abschluss aller Tätigkeiten sind die Pager an der Ausfahrt zurückzugeben. Durch die PAARI Waagen- und Anlagenbau GmbH & Co. KG geschieht diese Zulaufsteuerung vollautomatisch. In modernen Logistikzentren erfolgt deshalb die Anmeldung der Fahrer nicht mehr über einen Mitarbeiter sondern eigenständig über ein Selbstbedienterminal. Um auch die Pager automatisch ausgeben und wieder zurückgeben zu können, befasst sich die vorliegende Bachelorarbeit mit der Entwicklung und Konstruktion eines Ausgabe- und Rücknahmeautomaten. Zur systematischen Umsetzung des Themas werden zunächst die Aufgabenstellung und die Hintergründe des Projektes geklärt und mit Hilfe einer Anforderungsliste präzisiert und abgegrenzt. Auf Basis dieses umfangreichen Anforderungskataloges wird ein vollständiges Lastenheft angefertigt, welches die Grundlage des gesamten Konstruktiven Entwicklungsprozesses darstellt. Mit Hilfe eines Variantenvergleiches werden die verschiedenen erarbeiteten Lösungsvarianten in einer mehrwertigen Tabelle verglichen. Als bestmögliche Lösung kann die Variante "Mühlrad" dabei aus der Tabelle entnommen und das zugehörige Funktionsprinzip erstellt werden. Für diese ausgewählte Lösung wird ein Pflichtenheft angefertigt, welches auf der Basis des Lastenheftes und Funktionsprinzips alle benötigten Realisierungsvorgaben zur Erfüllung der Entwicklungsaufgabe enthält. Darauf stützend erfolgen die konstruktive Umsetzung der drei grundlegenden Module des Automaten - Vorratssystem, Ausgabesystem und Rücknahmesystem - sowie die Erarbeitung eines Gesamtentwurfes. Alle benötigten Bauteile und Elemente werden dimensioniert, ausgelegt und ausgewählt bis ein vollständiges und funktionierendes Automatensystem vorliegt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/806914599einen.txt
Rosenberger, Maik; Correns, Martin; Fütterer, Richard; Linß, Gerhard; Manske, Eberhard; Fröhlich, Thomas; Grewe, Adrian; Hillenbrand, Matthias; Sinzinger, Stefan
Hyper- and multispectral imaging systems - a survey of different approaches at the Ilmenau University of Technology. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 11 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-087:3
Ullmann, Vinzenz; Kühnel, Michael; Manske, Eberhard
Interferometrical determination of concentric run-out errors in rotary tables for optical roundness measurement. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 11 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-058:8
Krapf, Gunter; Schwesinger, Folker; Fröhlich, Thomas
High-precision analog interfaces for low-latency PC-in-the-loop controller. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 7 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-094:2
Kühnel, Michael; Rivero, Michel; Diethold, Christian; Hilbrunner, Falko; Fröhlich, Thomas
Dual axis tiltmeter with nanorad resolution based on commercial force compensation weigh cells. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 12 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-098:3
John, Kerstin; Theska, René; Manske, Eberhard; Büchner, Hans-Joachim
The influence of polarisation changes introduced by deflecting elements to interferometric measurements. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 13 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-085:8
Geis, Annika; Husung, Stephan; Weber, Christian; Füßl, Roland; Manske, Eberhard
Vectorial tolerances for the uncertainty analysis of precision measurement devices. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 11 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-034:2
Diethold, Christian; Kühnel, Michael; Fröhlich, Thomas
Development of a force displacement measurement device for the determination of spring constants. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 10 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-092:6
Amthor, Arvid; Kaiser, Irina; Rogge, Norbert; Weiß, Heiko
Analysis, physically motivated modeling and system identification of electromagnetic force compensated balances (EMFC). - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 10 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-124:2
Oliveira, Rafael S.; Lepikson, Herman Augusto; Bitencourt, Antonio Carlos Peixoto; Machado, Raphael R.; Winter, Simon; Theska, René; Fröhlich, Thomas
New proposals for the dynamic tests of torque transducers. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 10 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-082:5
Schwesinger, Folker; Krapf, Gunter; Fröhlich, Thomas
PC-based low latency controller for dynamic mechatronic systems. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 13 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-091:8
Schleichert, Jan; Carlstedt, Matthias; Marangoni, Rafael; Rahneberg, Ilko; Fröhlich, Thomas
Dynamic characterization of a multi-component force transducer using a Lorentz force load changer. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 11 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-181:4
Pufke, Michael; Hilbrunner, Falko; Diethold, Christian; Fröhlich, Thomas
Capacitive sensor technology based on area variation for precise position detection. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 12 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-161:9
Garbers, Johannes; Gehrmann, Stephan; Augustin, Silke; Fröhlich, Thomas; Irrgang, Klaus; Lippmann, Lutz
Metrological optimazition of thermocouples for exhaust metering. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 11 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-086:5
Marin, Sebastian; Hohmann, Michael; Schalles, Marc; Krapf, Gunter; Fröhlich, Thomas
Insert with a multiple fixed-point cell for a dry block calibrator. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 11 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-114:4
Hohmann, Michael; Breitkreutz, Paul; Schalles, Marc; Fröhlich, Thomas
Calibration of heat flux sensors with small heat fluxes. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 9 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-101:4
Rogge, Norbert; Engwicht, Michael; Welsch, Steffen; Hilbrunner, Falko; Fröhlich, Thomas
Hygrostat based on adsorption processes controlled by a high precision chilled dew point mirror. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 9 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-122:7
Rahneberg, Ilko; Fröhlich, Thomas
Contact materials for mass artifacts. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 11 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-146:3
Ullmann, Vinzenz; Manske, Eberhard
Absolute Längenmessung in einem polarisationsoptischen Weißlichtinterferometer. - In: DGaO-Proceedings. - Erlangen-Nürnberg: Dt. Gesellschaft für angewandte Optik, ISSN 16148436, Bd. 115Bd. 115.2014, A14, insges. 2 S.

Für die Untersuchung achromatischer Polarisationsoptiken zum Einsatz in der interferometrischen Längenmesstechnik wurde ein fasergekoppeltes Tandeminterferometer aufgebaut und getestet. Dabei lag der Schwerpunkt auf der Detektion und der rechnergestützten Verarbeitung der charakteristischen Interferenzsignaturen kurzkohärenter Lichtquellen.


http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=24981
Kaiser, Irina; Fengler, Wolfgang; Fröhlich, Thomas
Development of a processing system with the 3W-Model. - In: Autonomous systems 2014 / GI Workshop Autonomous Systems ; 7 (Cala Millor, Mallorca) : 2014.10.26-30. : proceedings of the 7th GI workshop. - Düsseldorf : VDI-Verl., ISBN 978-3-18-383510-2, (2014), S. 76-89

This paper gives a summary of the authors research work in the field of information processing systems in the measurement domain. The realization of a prototype for the information processing system in the dynamic weighing technology presented here is based on the self-developed concept of the 3W-Model. The high-performance embedded system used for the implementation is based on an FPGA. Along with an overview of the state-of-the-art for the FPGA-based embedded system and the application-specific development, a case study is presented, with focus on specific requirements in the measurement domain. Special attention is paid to ability for official calibration and the metrologic reliability. a current research topic in the dynamic weighing technology is introduced and a concept of a prototypical solution for an information processing system is discussed highlighting these special requirements.


Witka, Erik; Sternkopf, Christian
Entwicklung von fasergekoppelten Heterodyn-Planspiegelinterferometern mit geringen periodischen Nichtlinearitäten. - 39 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

In dieser Arbeit wurde ein Heterodyn-Interferometer für die Längenmessung konstruiert und aufgebaut. Hierbei sollten periodische Nichtlinearitäten verursacht durch den optischen Aufbau vermieden werden. Anschließend wurde dieses Interferometer hinsichtlich periodischer Nichtlinearitäten untersucht. Es wird ein Überblick über mögliche Quellen und Größenordnungen der periodischen Nichtlinearitäten gegeben. Weiter wurde ein bestehender Interferometeraufbau zur simultanen optischen Längen- und Winkelmessung komplettiert und in Betrieb genommen. Eine Untersuchung dieses Messaufbaus bezüglich vorhandener periodischer Nichtlinearitäten wurde durchgeführt und dargestellt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/802473172witka.txt
Stadnyk, Bogdan; Fröhlich, Thomas; Khoma, Yuriy
Improvement of metrological characteristics of portable impedance analyzers. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 6 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-132:4
Hesse, Steffen; Schäffel, Christoph; Zschäck, Stephan; Ament, Christoph; Müller, Andreas; Manske, Eberhard
Scan performance of nanopositioning systems with large travel range. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 9 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-069:6
Fiedler, Bernd; Gerlach, Erik; Husung, Isabel; Zeidis, Igor; Zimmermann, Klaus; Füßl, Roland; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Theska, René
Positioning with nanometre precision requires a high tech Nanopositioning and Nanomeasuring Machine and an optimal machine setup. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 8 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-029:6
Wang, Yung-Cheng; Shuyu, Lih-Horng; Chang, Chung-Ping; Manske, Eberhard
Signal interpolation method for quadrature phase-shifted Fabry-Perot interferometer. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 10 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-088:1
Hofmann, Norbert; Mastylo, Rostyslav; Manske, Eberhard; Theska, René
A compact tactile surface profiler for multi-sensor applications in nano measuring machines. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 10 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-177:3
Köchert, Paul; Weichert, Christoph; Flügge, Jens; Wurmus, Jens; Manske, Eberhard
Digital beat frequency control of an offset-locked laser system. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 8 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-068:6
Manske, Eberhard; Füßl, Roland; Mastylo, Rostyslav; Vorbringer-Dorozhovets, Nataliya; Birli, Oliver; Jäger, Gerd
Ongoing trends in precision metrology. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12. - Ilmenau, (2014), insges. 1 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-156:0
Müller, Andreas; Mastylo, Rostyslav; Vorbringer-Dorozhovets, Nataliya; Manske, Eberhard
Markers for referencing topography measurement data of optical surfaces. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 6 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-152:9
Vorbringer-Dorozhovets, Nataliya; Füßl, Roland; Manske, Eberhard
Application of the metrological SPM for long distance measurements. - In: Shaping the future by engineering : 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau, 8 - 12 September 2014 ; proceedings. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12., (2014), insges. 5 S.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014iwk-158:6
Wenig, Ronny
Verstelleinrichtung zur automatisierten Vermessung von Strömungsprofilen in einem Strömungskanal. - 125 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

In dem Praktikumsversuch Durchfluss- und Strömungsmessung von Gasen mit der Bezeichnung PMS4/MST10 am Institut für Prozessmess- und Sensortechnik der TU Ilmenau wird durch eine Netzmessung in einem rechteckigem Strömungskanal mit einer Abmessung von 128mm x 114mm der Volumen- und Strömungsdurchfluss von Luft gemessen. Das Ziel ist eine reproduzierbare millimetergenaue Positionierung eines punktuell messenden Staurohrs zu realisieren. Die Vermessung soll hierbei automatisiert erfolgen, wofür eine zweiachsige Verstelleinrichtung konzipiert und konstruiert wird, mit der jede Achse elektrisch über einen Motor verstellt werden kann. Dazu werden sowohl kommerzielle Teillösungen - wie Lineareinheiten - und bereits vorhandene Komponenten eingesetzt. Die Steuerung der Anlage erfolgt manuell über einen Joystick. Um einen beiderseitigen Schutz, sowohl des Bedieners vor Verletzungen, als auch aller Komponenten vor Beschädigungen zu gewährleisten, wurde ein teiltransparentes Gehäuse um letztere vorgesehen. Die gesamte Verstelleinrichtung wurde im Rahmen der Arbeit montiert und erfolgreich auf Funktion geprüft.


Rivero, Michel; Kühnel, Michael; Fröhlich, Thomas
High precision dual axis tilt stage. - In: Shaping the future by engineering / Ilmenau Scientific Colloquium. Technische Universität Ilmenau ; 58 (Ilmenau) : 2014.09.08-12. - Ilmenau, (2014), insges. 7 S.
Oliveira, Rafael S.; Winter, Simon; Lepikson, Herman A.; Fröhlich, Thomas; Theska, René
A new approach to test torque transducers under dynamic reference regimes. - In: Measurement : journal of the International Measurement Confederation (IMEKO). - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 58 (2014), S. 354-362

A system is proposed to test torque transducers under reference dynamic regimes, where the reference torque is provided by the application of angular acceleration to a coupled mass moment of inertia. The dynamic regimes include different angular velocity intervals, angular velocity steps and high torque rates. A basic general assembly is proposed and theoretical and practical analyses are performed to determine the primary parameters and depict components. The results show that the angular velocity and torque curves are repeatable and also that the simultaneous responses of torque and acceleration are linear. The mass moments of inertia involved in the measurement process are evaluated. The results provide a positive direction for future tests with transducers and the objective to fill the gap in the metrological traceability chain for torque measurement with dynamic tests and sensor verification.


http://dx.doi.org/10.1016/j.measurement.2014.09.020
Jahr, Norbert
Herstellung und Charakterisierung neuartiger Hybridnanostrukturen für bioanalytische Anwendungen. - Online-Ressource (PDF-Datei: 116 S., 23,77 MB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2014

Die Nanotechnologie dringt immer stärker in viele Bereiche unseres Alltagsleben vor, zumal immer mehr Anwendungsmöglichkeiten von Nanostrukturen erforscht werden. So bieten Nanostrukturen eine hohe Funktionalität auf kleinstem Raum, die sie unter anderem auch für Anwendungen in den Lebenswissenschaften interessant machen. Neueste Entwicklungen haben gezeigt, dass insbesondere optische Nanostrukturen ein großes Potential für die bioanalytische Messtechnik besitzen (z.B. Erkennung von Krankheitserregern in Pflanzen). An diesem Punkt setzen die Untersuchungen für die in dieser Arbeit entwickelte Hybridnanostruktur an. Diese neuartige Nanostruktur, bestehend aus nichtplasmonischen Chrom-Nanoholes und plasmonischen Edelnanopartikeln, stellt eine interessante Plattform sowohl für die Biochiptechnologie als auch für die biologische Sensorik dar. Ein Kernpunkt dieser Arbeit sind daher Untersuchungen zur Herstellung dieser Hybridnanostruktur mittels geführter Selbstorganisation. Dabei werden verschiedene Varianten betrachtet, die von einer Assemblierung mittels eintrocknenden Tropfens bis zur DNA-geführten Immobilisierung reichen. Von besonderer Bedeutung ist die Untersuchung des Einflusses verschiedener selbstorganisierender Monolagen wie zum Beispiel Monolagen aus Dodecyl-Phosphatsäure. Die Ergebnisse der Immobilisierungsversuche werden mittels Rasterkraft- und Rasterelektronenmikroskopie charakterisiert und anhand dessen beurteilt. Ein weiteres zentrales Element der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung der optischen Eigenschaften der einzelnen Nanostrukturen sowie deren Änderung nach der Assemblierung der entwickelten Hybridnanostruktur. Die optische Charakterisierung erfolgt mittels mikrospektroskopischer Messungen an einzelnen Nanoholes und automatisierter Bildauswertung von Kameradaten. Anhand dieser umfangreichen Messungen können verschiedene Einflussparameter wie Größe und Material der Nanopartikel untersucht und die optischen Eigenschaften der Hybridnanostruktur statistisch bewertet werden. Zusätzlich konnte mit dem Aufbau eines bildgebenden Spektrometers gezeigt werden, dass die Verbindung einer hohen spektralen Auflösung eines Spektrometers mit dem hohen Datendurchsatz der Bildauswerteverfahren möglich ist und dass sich das bildgebende Spektrometer für die Messung optischer Nanostrukturen bestens eignet. Es konnte mittels unterschiedlicher Modellsubstanzen gezeigt werden, dass sich die Hybridnanostruktur als bioanalytische Testplattform eignet. Abschließend konnte anhand von biologisch relevanten Testsystemen gezeigt werden, dass diese Plattform sehr gut zur Detektion von Molekülerkennungsreaktionen (z.B. DNA) in der Bioanalytik geeignet ist.


http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=24590
Gernandt, Philipp
Charakterisierung der metrologischen Eigenschaften hochintegrierter Module zur Signalerfassung von Widerstandsmessbrücken. - 152 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

In der vorliegenden Arbeit werden anhand eines selbstentwickelten Messsystems metrologische Eigenschaften hochintegrierter Module zur Signalerfassung von Widerstandsmessbrücken charakterisiert. Die messtechnischen Untersuchungen konzentrieren sich vordergründig auf die Module ZSC31050 bzw. ZSC31150 von ZMDI. Darüberhinaus wurde eine Recherche zu alternativen Lösungen durchgeführt, welche anhand einer Beispielkonfiguration und einer Übersicht mit Vor- und Nachteilen dokumentiert wird. An den hochintegrierten Modulen werden Untersuchungen über effektive Auflösung und Rauschen in Abhängigkeit von möglichen Konfigurationen vorgenommen. Hierbei wird auch die erzielbare Datenrate in Abhängigkeit der Anzahl verwendeter Bausteine untersucht. Die metrologischen Eigenschaften der Module werden sowohl anhand von Referenzwiderstandsmessbrücken als auch im Zusammenspiel mit einem DMS-Kraftwandler untersucht. Die Arbeit beschreibt neben den metrologischen Untersuchungen der Module die Entwicklung eines praxistauglichen Systems, basierend auf den untersuchten Modulen zur Erfassung und Auswertung von Messdaten einer Widerstandsmessbrücke. Hierfür wurden auf Grundlage des Scheckkarten-Computers Raspberry Pi und der Messmodule ZSC31050 sowie ZSC31150 von ZMDI entsprechende Hard- und Softwareumgebungen geschaffen, welche ein geschlossenes System zur Erfassung und Verarbeitung von Messdaten bilden. Die Eigenschaften dieses, auf vergleichsweise preisgünstigen Komponenten basierenden, Messsystems werden schließlich diskutiert und anhand eines kommerziell verfügbaren Systems als Referenzlösung messtechnisch eingeordnet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/793882095gerna.txt
Bode, Florian
Entwicklung und Untersuchung alternativer Gewichtskraftkompensationseinheiten für die Nanopositionier- und Nanomessmaschine. - 47 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Diese Arbeit beschreibt die Prinzipfindung, Ausarbeitung, Konstruktion einer so genannten Gewichtskraftkompensationseinheit. Diese soll die Gewichtskraft einer Baugruppe über einen definierten vertikalen Weg ausgleichen. Mehrere Prinzipe werden vorgestellt, eins ausgewählt und verfeinert. Die Mathematik dahinter sowie notwendige Berechnungen werden beschrieben und der Aufbau der einzelnen Baugruppen sowie der verwendeten Kaufteile aufgezeigt. Zuletzt wird die gefertigte Einheit getestet und die Implementierung in eine Nanopositionier und Messmaschine vorbereitet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/793880858bode.txt
Hermann, Lukas Michael
Optimierung von Abgas-Thermoelementen hinsichtlich ihres thermischen und mechanisch-thermischen Verhaltens. - 117 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Um auch zukünftige Anforderungen bezüglich Verbrauchsoptimierung und Schadstoffreduzierung erfüllen zu können, ist es notwendig, die durch den Verbrennungsprozess entstehende Abgastemperatur mit hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit messen zu können. Die vorliegende Arbeit behandelt die Möglichkeit, den statisch-thermischen Messfehler von Abgastemperatursensoren durch Strahlungswärmeverlust zu minimieren. Es wird eine Optimierung des Strahlungsschutzes nach strömungstechnischen und thermischen Gesichtspunkten vorgenommen. Zusätzlich wird die mechanische Festigkeit der Schutzrohre anhand von simulierten Umgebungsbedingungen im Abgastrakt untersucht. Die Ergebnisse der Untersuchungen sind sehr vielversprechend und belegen, dass ein Strahlungsschutz geeignet ist, den statisch-thermischen Messfehler um bis zu ca. 5% zu verringern. Auch die mechanische Festigkeitsanalyse belegt, dass die Thermometer den geforderten Belastungen Stand halten können. Jedoch wird aus der FE Simulation ersichtlich, dass die Thermometer oft bis an die thermisch-mechanische Belastungsgrenze beansprucht werden. Eine verkürzte Lebensdauer und plastische Verformungen des Schutzrohres sind mögliche Auswirkungen dieser extremen Belastung. Ausgehend von dieser Arbeit ist die Verwendung strahlungsgeschützter Thermometer als neuer Standard zur Abgastemperaturmessung zu empfehlen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/792073096herma.txt
Herasymenko, Veronika
Untersuchung und Reduzierung der zeitabhängigen Neigungsänderungen von hochpräzisen Messtischen und Wägesteinen. - 79 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Für hochpräzise Messungen werden Massekomparatoren auf speziellen Wägesteinen und Fundamenten gelagert. Dabei führen Verkippungen der Waage zu Messabweichungen. Das Ziel der Arbeit war die Entwicklung einer Regelung, die die Neigungsänderungen des Wägesteins kompensiert. Dazu wurden die Ursachen der Neigungsänderungen des Wägesteins bzw. die zeit- und temperaturabhängigen Neigungsänderungen untersucht und die Anforderungen an die Regelung ermittelt. Es wurden die Bestandteile der Regelung ausgewählt und die Software entwickelt. Die verschiedenen Varianten des Stellglieds der Regelung wurden teilweise theoretisch, teilweise praktisch untersucht, verglichen und bewertet. Daraus wurde der piezoelektrische Aktor als Stellglied gewählt. Die Lagerung des Steins wurde verbessert indem dieser auf drei Ringe, die sich jeweils auf den Maschinenfüßen befinden, aufgestellt wurde. Diese Ringe wirken wie eine zusätzlich Feder. Für den Einbau des Piezoaktors unterhalb des Steins wurde ein Justieraufbau entwickelt und eingesetzt. Für die Regelung wurde ein PI-Regler gewählt. Die Regelung der Verkippung des Steins um die x-Achse wurde geprüft und bewertet. Auf Basis einer Langzeitmessung über fünf Stunden wurde eine Regelabweichung [beinahe gleich] 1 nrad erreicht. Die Einstellzeit der Regelung wurde mit 43 Sekunden ermittelt. Im Weiteren muss die Entkopplung zwischen dem Fundament des Steins und dem Fußboden verbessert und die Maschinenfüße thermisch isoliert. Somit können thermische Störungen sowie der Einfluss des Menschen bei Aufenthalt im Labor reduziert werden. Auch muss die Steifigkeit des Piezos mit der Kopfschraube aus Wolframcarbid und der Justageinheit untersucht und reduziert werden. Außerdem muss ein Piezoverstärker mit einem engeren Ausgangsbereich verwendet werden, wodurch eine größere Auflösung der Regelung erreicht werden würde. In die Software muss der Teil der digitalen Regelung der Verkippungen des Steins um die y-Achse eingebunden werden und die Software soll weiter optimiert werden. Der zweite Piezoaktor muss unterhalb des Steins eingebaut werden und die Regelung der Verkippung des Steins muss um die y-Achse geprüft werden. Dabei muss die Querempfindlichkeit der y-Achse berücksichtig werden. Außerdem würden weitere Verbesserung des Winkelmesssystems auch die Regelung optimieren.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/791689115heras.txt
Khemych, Nataliya
Entwicklung von Algorithmen zur hochgenauen Schichtdickenbestimmung mittels Weißlichtinterferometrie. - 33 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Die Weißlichtinterferometrie ist eine berührungslose optische Messmethode. Sie nutzt Interferenz des Weißlichts für höchstauflösende Strukturvermessungen. Das Ziel der Masterarbeit war die Erarbeitung von Algorithmen zur hochgenauen Schichtdickenbestimmung mittels Weißlichtinterferometrie. Dafür analysiert man die Interferenzbilder von mehr als einer Schichtdicke. Durch eine höhere Zahl von Bildern kann man die Änderung der Schichtdicke genauer bestimmen. Die Arbeit beinhaltet theoretische Grundanlagen der Weißlichtinterferometrie, der Fabry-Perot Interferometer und Keilinterferenz. Im Rahmen der Arbeit wurden unterschiedliche 2D Filter für Verbesserung der Interferogrammverarbeitung überprüft. Weiterhin wurde ein Algorithmus zur Bestimmung Schichtdickenänderung und Keilwinkeländerung erarbeitet und der Fehler der Bestimmung der Winkeländerung analysiert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/791682862khemy.txt
Zahurska, Olha
Rechnergestützte Verarbeitung und Auswertung von Messdaten in der interferenzoptischen Formmesstechnik. - 57 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Die Formabweichungsmessung an gekrümmten Oberflächen wurde mit einem interferenzoptischen Rundheitsprüfgerät am Institut für Prozessmess- und Sensortechnik der TU Ilmenau durchgeführt. Das Gerät wurde am selbigen Institut entwickelt und gebaut. Für die spätere Messdatenauswertung wurden die Messwerte in Textdateien gespeichert. Die gespeicherten Daten müssen nachfolgend verarbeitet und ausgewertet werden. Mit dieser Masterarbeit wird die entwickelte und realisierte Verarbeitung der Rundheitsmessdaten dokumentiert. Dadurch ist es möglich, Formabweichungen wie Rundheit und Zylinderform automatisch zu ermitteln. Die ermittelte Rundheitsabweichung für das in der Arbeit betrachtete Beispiel liegt zwischen 0,06 [my]m und 0,09 [my]m. Der Betrag der Zylinderformabweichung für dieses Beispiel entspricht 0,9 [my]m. Um diese Ergebnisse zu erzielen, wurden umfangreiche Analysen zu Fehlereinflüssen in den optischen Messungen durchgeführt und Lösungsansätze für die Datenverarbeitung erstellt. Unter anderem wurde die Möglichkeit geschaffen, den Lagerfehler des Rundtisches zu bestimmen und zu korrigieren. Die Verarbeitung und die Auswertung der vom Messgerät gelieferten Daten wurden in einem Programm realisiert. Die Erstellung des Programmes wurde mit der Software LabVIEW durchgeführt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/79110558Xzahur.txt
Sternkopf, Christian; Göllner, Stefan; Manske, Eberhard
Frequency stabilization of an external-cavity diode laser by offset frequency looking to a stabilized He-Ne laser. - In: Semiconductor lasers and laser dynamics VI / Semiconductor lasers and laser dynamics (Brussels) : 2014.04.14-17. - Bellingham, Wash. : SPIE, ISBN 978-1-62841-082-2, 2014, 91341C, insges. 10 S.

Schalles, Marc; Thewes, Robert
Comparison of thermal modeling approaches for complex measurement equipment. - In: International journal of thermophysics : a journal of thermophysical properties and thermophysics and its applications. - New York, NY : Springer Science + Business Media B.V, ISSN 15729567, Bd. 35 (2014), 3/4, S. 725-737
http://dx.doi.org/10.1007/s10765-014-1637-x
Schalles, Marc
PCMs for improving measurement and manufacturing precision. - In: MikroniekMikroniek. - Utrecht : . - Utrecht, ISSN 00263699, Bd. 54 (2014), 3, S. 15-19
Petryanina, Anna
FEM-Betrachtung des dynamischen Verhaltens des metrologischen Rahmens einer Nanopositionier- und Nanomessmaschine. - 52 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Die vorliegende Masterarbeit widmet sich der Untersuchung der dynamischen Charakteristik des metrologischen Rahmens der an der Technischen Universität Ilmenau entwickelten Nanopositionier- und Messmaschine NPMM-200. Zunächst erfolgen eine Betrachtung der für die dynamische Modellierung technischer Systeme meist gebräuchlichen Methoden und eine begründete Auswahl der Finite-Elemente-Methode als die geeignetste Vorgehensweise für die Lösung der gestellten Aufgaben. Im weiteren Verlauf stehen die Analyse des Systemaufbaus und die Ermittlung relevanter Parameter innerer und äußerer Anregungen im Vordergrund, um anschließend Abstraktionsmaßnahmen für die FE-Modellbildung vorzunehmen. Unter Verwendung der Simulationssoftware ANSYS Workbench® V15.0 werden die Eigenfrequenzen und -formen anhand einer Modalanalyse bestimmt. Der Vergleich der anhand einer Frequenzanalyse ermittelten Verformungs-und Geschwindigkeitsamplituden in Abhängigkeit der Anregungsfrequenz mit den Ergebnissen der Schwingungsmessungen ermöglicht, Aussagen über die Anwendbarkeit bzw. die Qualität des Modells zu treffen. Weiterhin wird der Einfluss einer Werkstoffänderung, Änderung der Dämpfung und der Lagerbedingungen mit Hilfe des entwickelten FE-Modells bewertet. Im Anschluss werden die zulässigen Anregungsparameter während des Betriebes formuliert. Die Resultate dieser Arbeit können als Ausgangspunkt für weitere Optimierungsbetrachtungen bezüglich des dynamischen Verhaltens des metrologischen Rahmens dienen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/789038374petry.txt
Alkhalil, Shatha; Thess, André; Fröhlich, Thomas; Kolesnikov, Yuri
Lorentz force sigmometry: a novel technique for measuring thermo-physical properties of molten metals. - In: 9th International Conference on Fundamental and Applied MHD, Thermo Acoustic and and Space Technologies9th International Conference on Fundamental and Applied MHD, Thermo Acoustic and and Space Technologies ; Vol. 2. - Grenoble : INP / International Pamir Conference on Fundamental and Applied MHD, Thermo Acoustic and and Space Technologies ; 9 (Riga) : 2014.06.16-20. : Riga, Latvia, June 16 - 20, 2014. - Grenoble : INP, (2014), S. 124
Hohmann, Fabian
Automatisierung einer Lastwechseleinrichtung. - 90 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Es wurde eine Drehmomentstandartmaschine mit Hilfe von Pneumatik automatisiert und über Matlab ein Programm erstellt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/788780735hohma.txt
Hohmann, Michael; Marin, Sebastian; Schalles, Marc; Krapf, Gunter; Fröhlich, Thomas
Metall-Blockkalibrator mit Wärmestromsensoren und adiabatischem Schild. - In: Sensoren und Messsysteme 2014 / GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme ; 17 (Nürnberg) : 2014.06.03-04. - Berlin [u.a.] : VDE-Verl., ISBN 978-3-8007-3622-5, (2014), insges. 6 S.

Niedermeyer, Lars; Augsburg, Klaus; Augustin, Silke; Fröhlich, Thomas; Krapf, Gunter; Zimmermann, Klaus; Böhm, Valter; Kaufhold, Tobias
Untersuchung thermo-mechanischer Belastungen in Abgassystemen bei hochdynamischer Druckpulsation. - In: Sensoren und Messsysteme 2014 / GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme ; 17 (Nürnberg) : 2014.06.03-04. - Berlin [u.a.] : VDE-Verl., ISBN 978-3-8007-3622-5, (2014), insges. 6 S.

Rahneberg, Ilko; Dontsov, Denis; Pöschel, Wolfgang; Schott, Walter; Manske, Eberhard
Charakterisierung von Linearführungen mit Mehrstrahlinterferometern. - In: Sensoren und Messsysteme 2014 / GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme ; 17 (Nürnberg) : 2014.06.03-04. - Berlin [u.a.] : VDE-Verl., ISBN 978-3-8007-3622-5, (2014), insges. 5 S.

Möller, Reinhard; Horn, Volker; Moretton, Susanne; Tschmelak, Jens; Schalles, Marc; Mammen, Helge; Fröhlich, Thomas
Hochpräzise Temperaturmessung im Raumtemperaturbereich. - In: Sensoren und Messsysteme 2014 / GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme ; 17 (Nürnberg) : 2014.06.03-04. - Berlin [u.a.] : VDE-Verl., ISBN 978-3-8007-3622-5, (2014), insges. 4 S.

Augustin, Silke; Fröhlich, Thomas; Lippmann, Lutz; Irrgang, Klaus
Neufassung der VDI/VDE-Richtlinie 3522 "Zeitverhalten von Berührungsthermometern". - In: Sensoren und Messsysteme 2014 / GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme ; 17 (Nürnberg) : 2014.06.03-04. - Berlin [u.a.] : VDE-Verl., ISBN 978-3-8007-3622-5, (2014), insges. 6 S.

Larbig, Julian
Konstruktion und Inbetriebnahme einer Ebenheitsprüfvorrichtung für Kupplungslamellen. - 98 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Konstruktion und anschließenden Inbetriebnahme einer Prüfvorrichtung zur Messung der Ebenheit und Dickenabweichung von Kupplungslamellen. Diese können als Stahl- oder Belaglamelle ausgeführt sein und bilden in Kombination ein Lamellenpaket, welches die Koppelstelle zwischen Motor und Getriebe darstellt. Bei Anfahr- oder Schaltvorgängen kommt es zu einer Relativbewegung zwischen den beiden Lamellenarten. Abweichungen bzgl. Form und Lage (Ebenheit) dieser Elemente wirken sich, in Form von Schwingungen oder Verlustmomenten, direkt und für Fahrzeuginsassen spürbar, auf das Fahrverhalten bzw. den Fahrkomfort aus. Hauptanliegen ist es, ein Messsystem zu finden, welches hinsichtlich dessen Präzision mindestens gleichwertig oder besser, als die aktuell eingesetzte Variante der Rutschlehre ist. Diese besteht aus einer 45&ring; geneigten Ebene, auf die in einem genau definierten Abstand eine parallele Messplatte aufgeschraubt wird. Lamellen, deren Ebenheit (und Dickenabweichung) im Toleranzbereich liegen, rutschen hindurch, Ausschussteile bleiben hängen. Im Zuge dieser Arbeit wurde eine auf dem Prinzip einer Rutschlehre basierende Konstruktion einer geneigten Ebene erstellt, die sowohl das zurzeit verwendete Messprinzip enthält, als auch die Adaption dreier neuer Möglichkeiten zur Ebenheitsmessung ermöglicht. Dabei handelt es sich um zwei optische und ein elektronisches Verfahren. Diese sollen im Laufe der Arbeit unterschiedlichen Versuchen unterzogen werden, um deren Eignung zu prüfen. Als Prüflinge dienen fünf Sorten von Kupplungslamellen mit unterschiedlichen Durchmessern, Stärken und Oberflächenbeschaffenheiten, die zunächst mit einem Formmessgerät präzise auf deren Ebenheit hin vermessen werden. Die Ergebnisse dienen als Referenzmaße für alle folgenden Versuche. Als Vergleichsmerkmale werden zum einen die Abweichungen jedes Messsystems von den Referenzmaßen herangezogen und zum anderen der Einfluss der Position, mit der die Lamellen auf die Messvorrichtung aufgelegt werden. So kann u.a. herausgefunden werden, welche Messunsicherheiten bei den verschiedenen Systemen durch zufällige Fehler (verursacht durch den Bediener) auftreten können und in welchem Grad dies die Reproduzierbarkeit beeinflusst. Als Ergebnis der Arbeit wird die potentiell am besten geeignete Messvariante herausgestellt und weitere Optimierungsvorschläge genannt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/787812056larbi.txt
Faltinath, Christian
Vergleichende Analyse und Weiterentwicklung von Verfahren zur Temperaturmessung an Oberflächen mit Tastfühlern. - 65 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Die vorliegende Arbeit enthält Grundlagen zur Messung von Oberflächentemperaturen mit Tastfühlern, einschließlich der Einordnung dieses Messverfahrens, sowie Details zu den auftreten Messfehlern. Es wird auf die verschiedenen Bauformen der Tastfühler inklusive ihrer Vor- und Nachteile eingegangen. Es wird herausgestellt, weshalb eine Optimierung dieser Systeme nötig ist. Mithilfe einer Patentrecherche und einem darauffolgenden Bewertungsprozess wird nach Verbesserungsmöglichkeiten für diese Art Messverfahren gesucht. Auf die Verbesserungsmöglichkeiten der Patentrecherche für zukünftige Recherchen wird eingegangen. Die Favoriten des Bewertungsprozesses fließen schließlich in die Weiterentwicklung für eine neue Bauform ein. Dabei wird darauf eingegangen, wie die typischen Messfehler minimiert werden können.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/787747602falti.txt
Breitkreutz, Paul
Messtechnische Untersuchung und Validierung eines Aufbaus zur Kalibrierung von Wärmestromsensoren. - 84 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Inhalt dieser Masterarbeit ist die Inbetriebnahme und messtechnische Untersuchung eines Kalibrierstandes für Wärmestromsensoren. Dieser wurde am Institut Prozessmess- und Sensortechnik der Technischen Universität Ilmenau konstruiert und aufgebaut um Wärmestromsensoren in einem Temperaturbereich von 20&ring;C...600&ring;C zu kalibrieren. Ergebnis dieser Kalibrierung wird die Ausgangsspannung des Wärmestromsensors in Abhängigkeit der anliegenden Temperaturdifferenz sein. Im Rahmen der Inbetriebnahme wurden geeignete PI-Regler für die Heizungen entworfen und implementiert. An ausgewählten Sensoren wurde die Kalibrierung vorgenommen und mit theoretischen Werten für die Empfindlichkeit beziehungsweise den Herstellerangaben verglichen. Um eine Angabe zur Messunsicherheit bei der Kalibrierung geben zu können, wurden die möglichen Fehlereinflüsse identifiziert und ihre Unsicherheitsbeiträge abgeschätzt. Dazu wurden sowohl Herstellerangaben zum verwendeten Messgerät herangezogen, als auch eigene Messungen durchgeführt. Thermische Simulationen zur Problemstellung ergänzten die Untersuchungen. Durch eine Unsicherheitsbetrachtung wurden die Fehlereinflüsse zusammengeführt und Möglichkeiten der Verbesserung des Kalibrierstandes aufgezeigt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/786890991breit.txt
Köchert, Paul; Flügge, Jens; Köning, Rainer; Weichert, Christoph; Manske, Eberhard
Ultra-präzise Lageregelung mittels interferometrischer Positionsdetektion und Tauchspulenantrieb. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 81 (2014), 6, S. 316-323
http://dx.doi.org/10.1515/teme-2014-0404
Straube, Guido
CFD-Simulation und messtechnische Untersuchungen von Abgas-Thermoelementen. - 58 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Abgasturbolader werden zu Forschungs- und Entwicklungszwecken aber auch zur Validierung von Serienmodellen an Prüfständen getestet. Abgasseitig sind die Turbolader dabei einem von einem Heißgasgenerator erzeugten Heißgasstrom ausgesetzt. Ein wichtiges Kriterium bei der Bewertung der getesteten Lader stellt die Temperatur dar, da von dieser die auftretenden Ermüdungs- und Verschleißerscheinungen in hohem Maße abhängig sind. Die Messung der Temperatur erfolgt mithilfe von Mantelthermoelementen des Typs K. Die vorliegende Bachelor-Arbeit hat die Simulation einer Temperaturmessung im Heißgaszuleitungsrohr zur Aufgabe. Dabei wird ein thermisches Modell des Thermoelementes mit einem zuvor erstellten strömungsmechanischen Modell des Heißluftzuleitungsrohres verknüpft, um eine Möglichkeit zu schaffen, die ablaufenden Wärmeleitungsmechanismen abzubilden. Für die Lösung der Aufgabenstellung wird Ansys}Workbench 14.5.7 genutzt. Bis auf Wärmestrahlungseinflüsse konnte eine bereits vorhandene empirisch ermittelte Temperaturverteilung über den Querschnitt des Heißluftzuleitungsrohres unter Variation der Eintauchtiefe des Thermoelementes weitestgehend nachgebildet werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/785934537strau.txt
Gräser, Philipp; Sternkopf, Christian
Aufbau eines frequenzstabilisierten Diodenlasers mit externem Gitterresonator bei 632,8 nm Emissionswellenlänge. - 55 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Die vorliegende Arbeit beschreibt den Aufbau und die Inbetriebnahme eines Diodenlasers mit externem Gitterresonator. Nach Erarbeitung der theoretischen Grundlagen wurde ein Konzept entwickelt, welches eine Emissionswellenlänge nahe der eines He-Ne-Lasers (632,8 nm) umsetzen kann. Es wird die konstruktive Umsetzung durch das Prinzip nach Littrow beschrieben und die Funktionsnachweise vorgestellt. Innerhalb des experimentellen Teils kamen verschiedene Arten von Laserdioden zum Einsatz und wurden hinsichtlich ihrer Eignung für das gewünschte Ziel verglichen. Im Aufbau werden die Frequenz- und Temperaturstabilität untersucht und das Durchstimmverhalten der Wellenlänge getestet. Das Ergebnis ist ein funktionsfähiger Diodenlaser mit externem Gitterresonator. Der Laser besitzt einen modensprungfreien Durchstimmbereich von 2 GHz und eine Ausgangsleistung von bis zu 55 mW bei einer Emissionswellenlänge im Bereich von 632 nm bis 635 nm. Mit Hilfe einer geeigneten Reglung lässt sich dieser auf einen He-Ne-Laser frequenzstabilisieren.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/785305459graes.txt
Kroschel, Alexander
Untersuchung und Optimierung des Laserprozesses für den kräftefreien Materialabtrag und Bewertung geeigneter Messverfahren in der Wägetechnik. - 88 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

In der vorliegenden Bachelor-Arbeit wird eine Abtragsstrategie für lasergestützten Materialabtrag an Laborgeräten entwickelt. Die Strategie basiert auf Ergebnissen aus mehreren Studien zum lasergestützten Materialabtrag. Darin werden energetische und geometrische Parameter auf ihren Einfluss auf die Abtragstiefe und die Oberflächenrauheit untersucht und mit Topografiemessungen mit Hilfe eines Weißlichtinterferometers ausgewertet. Somit kann eine Gleichung für die eingebrachte Energie bestätigt werden. In diese Gleichung gehen die geometrischen Parameter zum Teil nicht mit ein. Dadurch ist es möglich, bei gleichbleibendem Energieeintrag die Topografie zu verändern. Aufbauend auf den Untersuchungen wird eine Abtragssimulation entwickelt, die eine Visualisierung und Topografieauswertung von mehreren Abtragsschritten mit jeweils fünf vollkommen unabhängig einstellbaren Parametern bietet. Die Studien und die Simulation werden zu einer Abtragsstrategie verbunden. Die Oberflächentopografie muss in die Parameterauswahl für den Abtragsprozess einbezogen und dafür gemessen werden. Dazu werden mehrere optische Topografiemessverfahren miteinander unter verschiedenen Gesichtspunkten verglichen. Für Messungen im Entwicklungs- bzw. Fertigungsprozess werden geeignete Verfahren nach ihrer Flexibilität, Messgeschwindigkeit sowie Auflösungs- und Messbereichsgrenzen ausgewählt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/78479197Xkrosc.txt
Hilbrunner, Falko; Weis, Hanna; Fröhlich, Thomas
Parameterization and optimisation of EMC balances based on the frequency response of the impedance. - In: Measurement : journal of the International Measurement Confederation (IMEKO). - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 51 (2014), S. 349-355
http://dx.doi.org/10.1016/j.measurement.2014.01.032
Diethold, Christian; Kühnel, Michael; Hilbrunner, Falko; Fröhlich, Thomas; Manske, Eberhard
Determination of force to displacement curves using a nanopositioning system based on electromagnetic force compensated balances. - In: Measurement : journal of the International Measurement Confederation (IMEKO). - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 51 (2014), S. 343-348
http://dx.doi.org/10.1016/j.measurement.2014.02.034
Kühnel, Michael; Hilbrunner, Falko; Büchner, Hans-Joachim; Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Fröhlich, Thomas
Traceable measurement of mechanical parameters of double bending beam force transducers according to EN ISO 376. - In: Measurement : journal of the International Measurement Confederation (IMEKO). - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 51 (2014), S. 336-342
http://dx.doi.org/10.1016/j.measurement.2014.02.024
Augustin, Silke; Fröhlich, Thomas; Ament, Christoph; Güther, Thomas; Irrgang, Klaus; Lippmann, Lutz
Dynamic properties of contact thermometers for high temperatures. - In: Measurement : journal of the International Measurement Confederation (IMEKO). - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 51 (2014), S. 387-392

Temperature sensors used in exhaust systems of combustion engines have to measure enormous temperature differences within the shortest periods of time. This serves to protect the engine parts with respect to their temperature stability and to govern the energy efficient operation of the engine. Numerical calculations with the Finite Elements Method are used to estimate static-thermal measurement errors and dynamic characteristics primarily concerning medium specificity and construction of the temperature sensors. New test equipment requires comparing various thermometers under real conditions (high temperature steps and velocity). Prediction models are used to correct the dynamic behavior and to predict the fluid temperature faster accurately.


http://dx.doi.org/10.1016/j.measurement.2013.11.021
Vorbringer-Dorozhovets, Nataliya; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Interferometer-based scanning probe microscope for high-speed, long-range, traceable measurements. - In: Pomiary, automatyka, kontrolaPomiary, automatyka, kontrola : organ Polskiego Komitetu Pomiarów i Automatyki oraz Sekcji Metrologii Automatyki i Mechaniki Precyzyjnej SIMP. - Warszawa : Wyd. Czasopism Techn. NOT - Warszawa : Wyd. Czasopism Techn. NOT, ISSN 00324140, Bd. 60 (2014), 2, S. 69-72

The specialty of the metrological SPM-head is the combined deflection detection system for simultaneous acquisition of bending, torsion and position of the cantilever with one measuring beam. The deflection system comprises a beam deflection and an interferometer in such a way that measurements of the cantilever displacement are traceable to the SI unit metre. Integrated into a NPM machine scans with a Resolution of 0.1 nm over a range of 25 mm × 25 mm are possible.


Koch, Patrick
Entwicklung eines Automatisierungssystems für ein optimales Spülwassermanagement nasschemischer Behandlungsanlagen. - 97 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Hauptaugenmerk nasschemischer Vorbehandlungsanlagen ist es, Werkstücke vor dem Lackauftrag zu reinigen. Dieser Arbeitsschritt ist besonders bei metallischen Oberflächen von großer Bedeutung, da an deren Oberfläche, begründet auf den Herstellungsprozess, physikalische oder chemische Verunreinigungen vorhanden sein können. Der Prozessschritt Reinigung wird durch eine Aneinanderreihung von Spülbädern beendet. Diese sind gekennzeichnet durch ein unterschiedliches Maß an Verschmutzung, welche durch schwankende Durchsätze sowie die steigende Belastung des Reinigungsbades über dessen Standzeit hervorgerufen wird. Insbesondere bei Durchlaufanlagen sind die zugeführten Spülwassermengen konstant eingestellt und im Falle von wechselnden Durchsätzen kommt es zu erhöhtem Abwasseranfall oder einer Verminderung der Spülqualität. Im Verlauf der Arbeit wird zunächst auf die Grundlagen der nasschemischen Vorbehandlung, sowie die unterschiedlichen Arten der Behandlungszonen eingegangen. Anschließend werden auftretende Verschmutzungen erläutert und ein Messsystem anhand von wirtschaftlichen und ökonomischen Kriterien ausgewählt. Zur Überprüfung des Einsparpotentials an zugeführtem Spülwasser werden Versuche mittels Einzelsensorik an einer maßstäblich verkleinerten Spülkaskade durchgeführt um zu ermitteln, in welchem Maß sich die signifikanten Parameter Leitfähigkeit und Trübung bei variierenden Durchsätzen verändern. Zusammenfassend werden die erforderlichen Investitionskosten mit der möglichen Verringerung an Spülwasser gegenübergestellt und die daraus resultierende Amortisationszeit des Messsystems ermittelt, sowie eine Umsetzungsmöglichkeit für die Realisierung der Wasserreduktion diskutiert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/782174795koch.txt
Vorbringer-Dorozhovets, Nataliya; Goj, Boris; Machleidt, Torsten; Franke, Karl-Heinz; Hoffmann, Martin; Manske, Eberhard
Multifunctional nanoanalytics and long-range scanning probe microscope using a nanopositioning and nanomeasuring machine. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 25 (2014), 4, S. 044006, insges. 7 S.

An interferometer-based metrological scanning probe microscope (SPM) is successfully integrated into our nanopositioning and nanomeasuring machine (NPM machine) for high-precision measurements with nanometre uncertainty over a range of 25 mm × 25 mm × 5 mm. Both devices were developed at the Institute of Process Measurement and Sensor Technology of Ilmenau University of Technology, Germany. Outstanding results were achieved for different measurement tasks. With the NPM machine, truly long-range and long-term measurements are possible. Due to the tip wear, an automatic SPM cantilever replacement is preferable. Such a tip replacement is also required for the integration of multifunctional nanoanalytics. For example, for Kelvin probe force microscopy (KPFM), the measurement of topography and surface potential with different SPM tips is necessary. For this purpose, an electromagnetic tip changer was designed. The tip changer comprises three SPM probes. In order to retrieve the previous tip positions, additional fiducial marks were developed. The repeatability of relocation is less than 10 nm. The automatic tip changer and fiducial marks are integrated into a sample holder. The tip changer in combination with fiducial marks allows scanning distances three times longer (with the same type of SPM probes) and multifunctional nanoanalytics (with different SPM probes with special properties). Sample KPFM measurements are demonstrated. The developed tip changer, including special fiducial marks, improves the performance and functionality of the NPM machine crucially.


http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/25/4/044006
Konrad, Marcel
Entwicklung eines faseroptischen konfokalen Abstandssensors. - 56 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

In dieser Arbeit soll auf die Entwicklung eines faseroptischen konfokalen Abstandssensors eingegangen werden. Dies beinhaltet die Optimierung/Auswahl geeigneter Lichtquellen, die Gestaltung einer hybriden optischen Baugruppe und die darauf aufbauende Signalauswertung der Intensitätsprofile. Zu Beginn wird auf die Funktionsweise von konfokalen Abstandssensoren eingegangen. Später werden die Methoden zur "Teilung" der beiden Signalquellen erläutert und eine Auswahl für den eigentlichen Versuchsaufbau getroffen. Im mittleren Teil der Arbeit wird auf die Auswahl der Lichtquellen und die Auswahl der damit in Zusammenhang stehenden optischen Baugruppen (Faserkoppler, Fasern, Fokuslinsen und CCD-Sensoren) eingegangen. Zum Schluss werden die Ergebnisse der Versuche erläutert und ausgewertet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/777569817konra.txt
Garbers, Johannes
Untersuchung des statischen und dynamischen Verhaltens von Abgas-Thermoelementen. - 97 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

In dieser Arbeit wurde bei der Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG untersucht, wie sich die Messunsicherheit von Thermoelementen in der Abgastemperaturmessung verringern lässt. Bei der Betrachtung der Wärmeübertagungsvorgänge in der Messstelle, konnte der Strahlungswärmeaustausch des Thermoelementes, mit seiner Umgebung als maßgebender Einflussfaktor, auf den statischen Temperaturmessfehler identifiziert werden. Dabei ist immer ein negativer Temperaturgradient vom Thermoelement zur Umgebung zu erwarten. Es wurde daher untersucht, wie durch geeignete Maßnahmen der Strahlungswärmeaustausch verringert werden kann, um somit die gemessene Temperatur der Thermoelemente erhöhen und damit den Messfehler verringern. Hierzu wurden verschiedene Thermoelementgeometrien konstruiert und mit Hilfe der Finite Elemente Methode die Wärmeübertagung berechnet und optimiert. Ausgehend von den Berechnungsergebnissen, wurden Muster-Thermoelemente hergestellt, an denen, in einem Heißgasprüfstand, experimentelle Untersuchungen stattfanden. Hierbei wurden die statischen und dynamischen Eigenschaften der Muster-Thermoelemente ermittelt. Insgesamt konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass durch konstruktive Maßnahmen die Messgenauigkeit von Abgasthermoelementen erhöht werden kann.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/775767573garbe.txt
Halbedel, Bernd; Resagk, Christian; Wegfraß, André; Diethold, Christian; Werner, Michael; Hilbrunner, Falko; Thess, André
A novel contactless flow rate measurement device for weakly conducting fluids based on Lorentz force velocimetry. - In: Flow, turbulence and combustion : an international journal published in association with ERCOFTAC. - Dordrecht [u.a.] : Springer Science + Business Media B.V, ISSN 15731987, Bd. 92 (2014), 1/2, S. 361-369

This paper presents an improved experimental setup for the contactless flow rate measurement in a weakly electrically conducting fluid on the base of Lorentz force velocimetry (LFV) and discusses the measurement results. The new setup embodies major improvements over the setup reported inWegfraß et al. (Appl Phys Lett 100:194103, 2012). This measurement setup consists of a newly designed fluid channel with well defined flow profiles - a plug profile at the inlet and quasi parabolic profile at the outlet of the test section. Another improvement is the force measurement system which is based on electromagnetic force compensation (EMC). Furthermore an optimized Halbach array is used as a magnet system. The results of our measurements confirm the feasibility of LFV in a model fluid (salt water) with conductivities less than 10 Sm-1 and demonstrate that the optimized magnet system increases the measurement signal. The used force measurement system had to be particularly calibrated for this purpose, so that in combination with the new magnet system design a three times higher signal resolution for the fluid velocity under laboratory conditions was achieved.


http://dx.doi.org/10.1007/s10494-013-9505-5
Weis, Hanna; Hilbrunner, Falko; Fröhlich, Thomas; Jäger, Gerd
System simulation for electromagnetic force compensated load-cells with Matlab/Simulink and ANSYS. - In: ANSYS Conference & 31. CADFEM Users' Meeting 2013 / ANSYS Conference ; 31 (Mannheim) : 2013.06.19-21. - Grafing : CADFEM GmbH, (2013), insges. 7 S.

Balances based on the principle of electromagnetic force compensation (EMC) represent the state of the art concerning uncertainty of measurement and achievable resolution. Due to the increasing number of applications of these systems in industry and research, there is a strong interest in improving the performance in terms of speed and accuracy. Especially the application in food or pharmaceutical filling plants demand the contrary goals of high resolution and repeatability and the derivation of a measurement signal in a short time. To fulfil these demands, the entire system and the interaction of its components have to be optimized. This leads to the requirement of accurate models, describing the behaviour of this complex mechatronic system both in open and closed control loop. In this paper we present an approach for the modelling of the entire system consisting of a mechanical part, an optical position indicator, a digital controller, and amplifier and the actuator composed of voice coil and permanent magnet. The simulations were carried out with Matlab Simulink and ANSYS. The models were validated by comparing the simulated results to measured signals. For both, the static and dynamic behaviour good agreement of simulation and measurement was obtained. The advantage of the presented approach is that the characteristical behaviour of the system can be described and optimized at a very early state of development. Hence, time consuming and costintensive manufacturing of early development state prototypes can be significantly reduced or even omitted.


Vorbringer-Dorozhovets, Nataliya; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Interferometer-based scanning probe microscope for high-speed, long-range, traceable measurements. - In: Sistemi - 2013Tezy dopovidej // Mižnarodna Naukovo-Technična Konferencija Systemy-2013: Termohrafija i Termometrija, Metrolohične Zabezpečennja Vymirjuvan&softcy; ta Vyprobuvan&softcy;, 23 - 27 veresnja 2013 r. [m. L&softcy;viv, Ukraina]. - L&softcy;viv : Vydavn. L&softcy;vivs&softcy;koi Politechn. / Mižnarodna Naukovo-Technična Konferencija Systemy-2013: Termohrafija i Termometrija, Metrolohične Zabezpečennja Vymirjuvan&softcy; ta Vyprobuvan&softcy; (L&softcy;viv) : 2013.09.23-27. : termografija i termometrija, metrologične zabezpečennja vimirjuvan&softcy; ta viprobuvan&softcy; ; tezi dopovidej ; 23 - 27 veresnja 2013 r., mižnarodna naukovo-mechnična konferencija. - L&softcy;viv : Vidavnictvo L&softcy;vivs&softcy;koj politechn., ISBN 978-617-607-482-3, (2013), S. 198

Hausotte, Tino; Vorbringer-Dorozhovets, Nataliya; Shen, Jing C.; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Dimensional metrology in the macroscopic range with sub-nanometre resolution. - In: Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers / B. - London : Sage Publ, ISSN 20412975, Bd. 227 (2013), 5, S. 657-661
http://dx.doi.org/10.1177/0954405413476386
Möller, Reinhard; Horn, Volker; Moretton, Susanne; Tschmelak, Jens; Schalles, Marc; Mammen, Helge; Fröhlich, Thomas
Hochpräzise Temperaturmessung in Präzisionsklimakammern bzw. -geräten im Raumtemperaturbereich. - In: Temperatur 2013 / Fachtagung Temperatur (Berlin) : 2013.06.05-06. - Braunschweig [u.a.] : Physikalisch-Techn. Bundesanst., (2013), S. 23-28

Vorbringer-Dorozhovets, Nataliya; Goj, Boris; Machleidt, Torsten; Franke, Karl-Heinz; Hoffmann, Martin; Manske, Eberhard
Multifunctional nanoanalytics and long-range SPM based on NPM machine. - In: Nanoscale 2013Nanoscale 2013 : 10th Seminar on Nanoscale Calibration Standards and Methods ; 6th Seminar on Quantitative Microscopy ; dimensional and related measurements in the micro- and nanometre range ; Athènes Services, Paris, April 25th - 26th, 2013. - [s.l.] / NanoScale 2013 Seminar ; 6 (Paris) : 2013.04.25-26. - [s.l.], (2013), S. 85
Lippmann, Lutz; Meiselbach, Uwe; Irrgang, Klaus; Augustin, Silke; Fröhlich, Thomas
Konzeption und Installation einer Versuchsanlage zur Prüfung und Untersuchung von Temperaturfühlern in Heißgasumgebung. - In: Temperatur 2013 / Fachtagung Temperatur (Berlin) : 2013.06.05-06. - Braunschweig [u.a.] : Physikalisch-Techn. Bundesanst., (2013), S. 53-58

Die Regelung und Überwachung technischer Verbrennungsprozesse erfordert die Verwendung von hoch-dynamischen und äußerst zuverlässigen Temperaturfühlern bei Einsatztemperaturen von ca. 1000&ring;C und Gasgeschwindigkeiten von über 100 m/s. Dabei sind Temperatursprünge mit Änderungsgeschwindigkeiten von bis zu 1000 K/s und örtliche Gradienten von ca. 500 K/mm anzutreffen. Zum Zwecke der (Weiter)-Entwicklung solcher Sensoren ist es notwendig, entsprechende Prototypen unter annähernd realen Bedingungen hinsichtlich ihres dynamischen Verhaltens und ihrer Zuverlässigkeit zu untersuchen. Bisher verfügbare Versuchsstände können diese Bedingungen in ihrer Gesamtheit nicht abbilden. Im Rahmen einer Master-Arbeit wurde ein Prüfstand entwickelt, mit dem die Untersuchung von Temperaturfühlern unter den genannten Bedingungen und bezüglich der angesprochenen Gesichtspunkte realisiert werden kann.


Augustin, Silke; Fröhlich, Thomas
Neufassung der Richtlinie VDI/VDE 3522 "Zeitverhalten von Berührungsthermometern". - In: Temperatur 2013 / Fachtagung Temperatur (Berlin) : 2013.06.05-06. - Braunschweig [u.a.] : Physikalisch-Techn. Bundesanst., (2013), S. 29-34

Die Erweiterung der Temperatureinsatzgrenzen von Temperaturfühlern infolge von Wirkungsgrad- und Prozessoptimierungen erforderte eine Neufassung der Richtlinie VDI/VDE 3522 aus dem Jahr 1987 [1], um auch das dynamische Verhalten von Temperaturfühlern bei hohen Temperaturen und Strömungsgeschwindigkeiten sowie bei Temperatursprüngen mit großen Temperaturdifferenzen zu berücksichtigen. Die dynamischen Kennwerte hängen auch von der Temperaturabhängigkeit der Materialdaten ab, diesem Umstand wurde in der Richtlinie ebenso Rechnung getragen wie der Temperaturabhängigkeit der Medienparameter. In diesem Sinne wurden auch die Prüfvorschriften und Vorrichtungen zur Bestimmung der dynamischen Kennwerte erweitert. Die Richtlinie wurde von den Mitgliedern des Richtlinienausschusses "VDI/VDE-GMA FA 2.52 Berührungsthermometrie" erarbeitet.


Rogge, Norbert; Fröhlich, Thomas; Hilbrunner, Falko
Ein neuartiger Präzisionshygrostat nach dem Adsorptionsverfahren. - In: Temperatur 2013 / Fachtagung Temperatur (Berlin) : 2013.06.05-06. - Braunschweig [u.a.] : Physikalisch-Techn. Bundesanst., (2013), S. 269-275

Zur Erzeugung definierter Luftfeuchten kann die Luft in zwei getrennten Luftkreisläufen be- und entfeuchtet und die Feuchte über das Mischungsverhältnis der beiden Luftmengen eingestellt werden. Zum Befeuchten wird dazu Wasser verdampft. Zum Entfeuchten wird dagegen die Luft mit einem Trockenmittel (Sorbens) oder Kühler in Kontakt gebracht, die der Luft Feuchtigkeit entziehen. Im Gegensatz dazu, wird bei dem neuartigen Präzisionshygrostaten die zu konditionierende Luft dauerhaft mit einem Trockenmittel wie z.B. Silica-Gel in Kontakt gebracht. Änderungen der Luftfeuchte werden dann nicht mehr durch Vermischung von Luftmengen verschiedener Feuchte erzeugt, sondern durch die Temperierung des Trockenmittels. Hierbei wird ausgenutzt, dass die Gleichgewichtsbeladung des Sorbens von der Sorbenstemperatur abhängt. Da sich die Luft in einem von der Umwelt abgeschlossenen Volumen befindet, führen Beladungsänderungen im Sorbens zu Änderungen der Luftfeuchte. Durch eine Messung der Sorbenstemperatur, kann diese mit dem hier vorgestellten System derart geregelt werden, dass die Taupunkttemperatur in einem Bereich von -20 1/2 &ring;C bis 25 1/2 &ring;C kurzfristig nur um ±65 1/2 mK schwankt. Die Lage des Mittelpunktes dieses Taupunkttemperaturbereiches kann zudem mittels Vorkonditionierung des Silica-Gels in den gewünschten Bereich verschoben werden. Somit ist es möglich, die Taupunkttemperatur über einen Bereich von 45 1/2 K kontinuierlich einzustellen, ohne dass das Trockenmittel ausgetauscht oder Wasser zur Befeuchtung nachgefüllt werden muss. Zur Kalibrierung von Feuchtsensoren, muss der Hygrostat mit einem Referenzsensor, wie einem Tauspiegel verbunden werden. Nach dessen Referenzsignal kann dann die Taupunkttemperatur auf einen festgelegten Sollwert geregelt werden.


Manske, Eberhard
Anwendungsbezogene Auswahl physikalischer Messprinzipien für die Mikro- und Nanotechnik. - In: Metrologie in der Mikro- und Nanotechnik 2013 / VDI-VDE-Fachtagung Metrologie in der Mikro- und Nanotechnik 2013 ; 5 (Nürtingen) : 2013.10.23-24. - Düsseldorf : VDI-Verl., ISBN 978-3-18-092194-5, (2013), S. 131-140

Schmidt, Tobias; Gerhardt, Uwe; Kupper, Christoph; Manske, Eberhard; Witte, Hartmut
A miniaturized laser-Doppler-system in the ear canal. - In: Photonic therapeutics and diagnostics IX / Photonic therapeutics and diagnostics (San Francisco, Calif.) : 2013.02.02-07. - Bellingham, Wash. : SPIE, 2013, 85651N, insges. 10 S.
Rahneberg, Ilko
Messunsicherheit und Korrektur systematischer Messabweichungen mit interferometrischen Mehrkomponentenmesssystemen. - In: Messunsicherheit praxisgerecht bestimmen / Fachtagung Messunsicherheit Praxisgerecht Bestimmen ; 6 (Braunschweig) : 2013.11.05-06. - Düsseldorf : VDI-Verl., ISBN 978-3-18-092216-4, (2013), S. 121-131

Strelle, Hendrik
Optimierung eines optischen Tastschnittsensors und Untersuchung seiner metrologischen Eigenschaften. - 96 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Die fortschreitende Entwicklung der Mikro- und Nanotechnologie macht neue, sensiblere Messsysteme erforderlich. Mit der Weiterentwicklung eines optischen Tastschnittsensors für die Verwendung in einer Nanopositionier- und Messmaschine (NMM-1) sollten derartige Anforderungen erfüllt werden. Das Tastelement des in dieser Arbeit beschriebenen Sensors wird durch eine parallele Anordnung aus Membranfedern geführt. Ein Teil der Arbeit befasst sich daher mit der Dimensionierung und experimentellen Überprüfung dieser Membranfedern. Über einen Fokussensor wird die Bewegung des Tastelementes optisch erfasst. Das Sensorsignal wird anschließend zur weiteren Verarbeitung in die NMM-1 übermittelt. Die metrologischen Eigenschaften dazu wurden über Messungen an vier verschiedenen Messobjekten ermittelt. Dabei ergaben sich sehr gute Auflösungen bei der Messung der Mittelrauheit und deren Standardabweichung. Neben diesem Beleg für die Funktionalität wurde der Nachweis erbracht, dass der Tastschnittsensor auch als Konturmessgerät verwendet werden kann.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/777898179strel.txt
Chang, Chung-Ping; Tung, Pi-Cheng; Shyu, Lih-Horng; Wang, Yung-Cheng; Manske, Eberhard
Modified Fabry-Perot interferometer for displacement measurement in ultra large measuring range. - In: Review of scientific instruments : a monthly journal devoted to scientific instruments, apparatus, and techniques. - [S.l.] : American Institute of Physics, ISSN 10897623, Bd. 84 (2013), 5, S. 053105, insges. 8 S.

Laser interferometers have demonstrated outstanding measuring performances for high precision positioning or dimensional measurements in the precision industry, especially in the length measurement. Due to the non-common-optical-path structure, appreciable measurement errors can be easily induced under ordinary measurement conditions. That will lead to the limitation and inconvenience for in situ industrial applications. To minimize the environmental and mechanical effects, a new interferometric displacement measuring system with the common-optical-path structure and the resistance to tilt-angle is proposed. With the integration of optomechatronic modules in the novel interferometric system, the resolution up to picometer order, high precision, and ultra large measuring range have been realized. For the signal stabilization of displacement measurement, an automatic gain control module has been proposed. A self-developed interpolation model has been employed for enhancing the resolution. The novel interferometer can hold the advantage of high resolution and large measuring range simultaneously. By the experimental verifications, it has been proven that the actual resolution of 2.5 nm can be achieved in the measuring range of 500 mm. According to the comparison experiments, the maximal standard deviation of the difference between the self-developed Fabry-Perot interferometer and the reference commercial Michelson interferometer is 0.146 [my]m in the traveling range of 500 mm. With the prominent measuring characteristics, this should be the largest dynamic measurement range of a Fabry-Perot interferometer up till now.


http://dx.doi.org/10.1063/1.4803672
Schleichert, Jan; Rahneberg, Ilko; Fröhlich, Thomas
Calibration of a novel six-degree-of-freedom force/torque measurement system. - In: International journal of modern physics / Conference series. - Singapore [u.a.] : World Scientific, ISSN 20101945, Bd. 24 (2013), S. 1360017, insges. 9 S.
http://dx.doi.org/10.1142/S2010194513600173
Güther, Thomas; Bönicke, Holger; Ament, Christoph; Augustin, Silke; Fröhlich, Thomas
A model-based temperature estimator for improving sensor dynamics in vehicle exhaust systems. - In: IECON 2013 : 39th annual conference of the IEEE Industrial Electronics Societ ; 10 - 13 Nov. 2013, Vienna, Austria ; proceedings. - Piscataway, NJ : IEEE / Annual conference of the IEEE Industrial Electronics Society ; 39 (Vienna) : 2013.11.10-13., ISBN 978-1-4799-0224-8, (2013), S. 3852-3857

http://dx.doi.org/10.1109/IECON.2013.6699750
Rahneberg, Ilko
Untersuchungen zu optischen Mehrkomponentenmesssystemen. - Online-Ressource (PDF-Datei: V, 142 S., 8,08 MB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2013

Die erreichbaren Parameter von Fertigungsprozessen beim Einsatz von Präzisionswerkzeugmaschinen und Koordinatenmessgeräten in der mechanischen Fertigung sind an die mit diesen Geräten erreichten Positionier- und Messunsicherheiten gebunden. Um diese zu gewährleisten, sind regelmäßige Überprüfungen notwendig. Weiterhin beruht die für Präzisionsanwendungen erforderliche Berücksichtigung systematischer Abweichungen in der Maschinensteuerung auf der Erfassung der vorliegenden Abweichungen. Da die räumliche Positionierung bei Präzisionswerkzeugmaschinen und Koordinatenmessgeräten typischerweise durch drei in Richtung der Raumachsen angeordnete, aufeinander aufbauende Linearführungen realisiert wird, folgt die Gesamtabweichung aus den Abweichungen der Führungen und ihrer Relativlage. Zur Charakterisierung der Führungen müssen jeweils drei translatorische (lineare Position sowie horizontale und vertikale Geradheit) und drei rotatorische (Nick-, Gier und Rollwinkel) Abweichungen erfasst werden. Dies geschieht nach gegenwärtigem Stand der Technik durch die sequentielle Erfassung der Einzelabweichungen, wozu bevorzugt optische Verfahren zum Einsatz kommen. Gegenstand der vorliegenden Arbeit sind Untersuchungen optischer Messsysteme zur simultanen Erfassung sämtlicher Abweichungen einer linear geführten Bewegung in fluchtender Messanordnung. Ziel ist hierbei die zur Abnahme bzw. Überprüfung von Präzisionswerkzeugmaschinen und Koordinatenmessgeräten erforderliche Messzeit und die Messabweichungen zu verringern. Dabei soll auch den steigenden Anforderungen an den Messbereich für Präzisionsanwendungen Rechnung getragen werden. Die untersuchten Lösungsansätze lassen sich in die zwei Gruppen interferometrische und optoelektronische Verfahren gliedern. Die Möglichkeiten zur interferometrischen Erfassung aller rotatorischen und translatorischen Abweichungen einer Linearführung werden vorgestellt und die erreichbaren Systemparameter sowie die auftretenden Messunsicherheiten werden anhand von Messungen diskutiert. In gleicher Weise werden die Möglichkeiten zur Messung der horizontalen und vertikalen Geradheit und des Rollwinkels auf Basis von optoelektronischen Positionssensoren behandelt. Aufbauend auf den Ergebnissen der Einzeluntersuchungen wurde ein Messsystem zur simultanen Erfassung aller sechs translatorischen und rotatorischen Abweichungen einer Linearführung in fluchtender Messanordnung entwickelt. Die Messung von linearer Position, Nick- und Gierwinkel erfolgt dabei interferometrisch, während die Geradheitsabweichungen und der Rollwinkel mit optoelektronischen Positionssensoren erfasst werden. Das System bietet dabei die Möglichkeit mit aktivem oder passivem, kabellosem Reflektor zu messen. Darüber hinaus können alle Abweichungen auch in vier sequentiell durchgeführten Messungen interferometrisch bestimmt werden. Zur Umsetzung sich bei der Mehrkomponentenmessung bietender Möglichkeiten zur Korrektur systematischer Messabweichungen wird ein Schema der Messdatenverarbeitung angegeben.


http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=23376
Köchert, Paul; Flügge, Jens; Köning, Rainer; Weichert, Christoph; Manske, Eberhard
An ultra-precision positioning device using interferometric feedback signals and a moving coil actuator. - In: Proceedings of: Precision control for advanced manufacturing systems / Joint meeting of the American Society for Precision Engineering and the Laboratory for Manufacturing and Productivity at the Massachusetts Institute of Technology on Precision Control for Advanced Manufacturing Systems (Cambridge, Mass.) : 2013.04.21-23. - Raleigh, NC : ASPE, ISBN 978-1-887706-62-9, (2013), S. 39-44

This publication describes a single axis Motion control providing Position noise in the Sub-nanometer regime. The positioning system is driven by an electromagnetic actuator, is guided by air bearings and is controlled with a high-bandwidth motion controller supplied with laser interferometric feedback signals. First measurement results show that a positioning noise of less than 200 pm is achievable.


Füßl, Roland; Manske, Eberhard
Vectorial metrological modeling of multiaxis precision measuring systems. - In: Proceedings of: Precision control for advanced manufacturing systems / Joint meeting of the American Society for Precision Engineering and the Laboratory for Manufacturing and Productivity at the Massachusetts Institute of Technology on Precision Control for Advanced Manufacturing Systems (Cambridge, Mass.) : 2013.04.21-23. - Raleigh, NC : ASPE, ISBN 978-1-887706-62-9, (2013), S. 122-125

The metrological validation of high precision 3D-measurement instruments demands an effective modeling of the systems. Vectorial descriptions of the measuring circuits are very suitable for analyzing the capability and for modeling uncertainty budgets. To keep the measurement uncertainty in the lower nanometer range, it is necessary to use error reduced metrological design structures. This means, short measurement circuits, separated from the stage system and avoiding Abbe errors. In high precision Nanopositioning and Nanomeasuring Machines (NPMM) these requirements are fulfilled [1]. This paper shows the structures and the application of vectorial metrological modeling for multiaxis precision measuring systems.


Hielscher, Philipp
Numerische Untersuchungen des thermischen Verhaltens von in Temperaturkalibratoren integrierten Fixpunktzellen. - 92 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

In der Industrie und der Forschung besteht in zunehmendem Maße die Notwendigkeit von hochgenauen und variablen Kalibriermöglichkeiten für Thermometer. Um diesen Forderungen gerecht zu werden, kommen häufig sogenannte Blockkalibratoren zum Einsatz. Dieser Ermöglichen das Kalibrieren mit Hilfe eines Masterthermometers. An der TU Ilmenau wird im Moment ein Blockkalibrator entwickelt, der nach einem völlig anderen Funktionsprinzip arbeitet als bestehende Geräte. Um die Nachteile bisheriger Konstruktionen beseitigen zu können, ist es notwendig die Ursachen für diese Nachteile zu analysieren. Diese bestehen im Wesentlichen in den parallel zueinander, in das Gerät eingeführten Thermometern. Durch diese axiale Verschiebung des Prüflings und des Masterthermometers entstehen Abweichungen in der Temperatur, welche die Thermometer umgibt. Zudem sollen im Rahmen dieser Neukonstruktion drei Fixpunktzellen (FPZ) in den Blockkalibrator integriert werden. Es besteht aufgrund der Nichtlinearität der als Masterthermometer verwendeten Widerstandsthermometer die Notwendigkeit, dieses an den Phasenübergangstemperaturen von drei Fixpunktzellen zu kalibrieren. Diese haben den Zweck, eine Kalibrierung des Masterthermometers ohne dessen Ausbau vornehmen zu können. - Der Blockkalibrator soll in einem Temperaturbereich von 20&ring;C bis 600&ring;C arbeiten. Durch die eingebrachten Fixpunktzellen werden die Messergebnisse direkt auf die aktuell gültige Internationale Temperaturskala (ITS-90) zurückführbar. Es wurden die Fixpunktmaterialien Indium (Erstarrungspunkt 156,5985&ring;C), Zinn (231,928&ring;C) und Zink (419,527&ring;C) verwendet. Als Mantelmaterial für die Fixpunktzellen wurde Aluminiumnitrid gewählt. Hierfür war vor allem seine hohe Wärmeleitfähigkeit verantwortlich. Kern dieser Arbeit ist, die optimale Anordnung der Fixpunktzellen im Blockkalibrator zu ermitteln. Zu diesem Zweck wurden FEM-Berechnungen durchgeführt, in deren Rahmen sich die Temperaturverteilung und die Ausformung des Phasenübergangsplateaus optimieren lies. Nachdem die Randbedingungen der Simulation festgelegt waren, wurden verschiedene Geometrien erarbeitet. - Anhand der gesteckten Ziele wurde eine Geometrie ausgewählt und näher untersucht. Es wurden die zeitlichen Verläufe der Phasenübergänge und die Totzeiten der Temperaturausbreitung zwischen verschiedenen Messstellen beleuchtet. Es konnten Gestaltungsrichtlinien aufgestellt werden, anhand derer die Anordnung der Fixpunkzellen auch bei späteren Änderungen an der Geometrie des Blockkalibrators oder an den Randbedingungen angepasst werden kann.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/775124974hiels.txt
Manske, Eberhard
SFB 622 an der TU Ilmenau : der Sonderforschungsbereich "Nanopositionier- und Nanomessmaschinen". - In: Nanotechnologie aktuellNanotechnologie aktuell : Forschung ; Karriere ; Kompetenz. - Lampertheim : Alpha-Informationsgesellschaft : Forschung ; Karriere ; Kompetenz. - Lampertheim : Alpha-Informationsges., ISSN 18664997, Bd. 6 (2013), S. 22-25
Lustermann, Birgit; Viehmann, Matthias; Manske, Eberhard; Gerhardt, Uwe; Kloß, Christina
Simulation and optimization of an optical-electrical combination conductor system. - In: AMA conferences 2013 proceedings / AMA conferences ; 16 (Nürnberg) : 2013.05.14-16. - Wunstorf : AMA Service GmbH, ISBN 978-3-9813484-3-9, (2013), S. 79-84

Over the past few years the innovative optical-electrical combination conductor system CONDUS has been developed and investigated at the Nordhausen University of Applied Sciences. This invention is patented in many countries and opens completely new fields for applications [1]. The principal item of the optical-electrical system CONDUS is a combination of an electrical conductor (e.g. a copper wire) with a coat of an optical polymer (see Figs. 1 und 2). The optical cover of the electric wire enables the immediate detection of arc faults in a single structural component. The aim of this work is to present a simulation model for such conductors and to use it in order to investigate the influence of different designs, materials and geometries. In particular, the influence of surface roughness and volume scattering of optical materials is studied and compared to experimental data.


Rahneberg, Ilko; Fröhlich, Thomas
Optisches Mehrkomponentenmesssystem. - In: XXVII. Messtechnisches Symposium / Messtechnisches Symposium des Arbeitskreises der Hochschullehrer für Messtechnik, AHMT ; 27 (Zürich) : 2013.09.12-14. - Aachen : Shaker, ISBN 978-3-8440-2124-0, (2013), S. 127-138

Hebenstreit, Sandro; Sternkopf, Christian
Aufbau und Funktionsnachweis eines Lineardemonstrators mit großem Bewegungsbereich. - 88 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

In der Nanopositionier- und Nanomesstechnik werden immer größere Messbereiche gefordert. Diese Arbeit umfasst ausgehend von konzeptionellen Vorarbeiten, die Detailkonstruktion, den Aufbau und Funktionsnachweis eines Lineardemonstrators mit 400mm Bewegungsbereich. Hierbei wird das Scanning-Probe-Prinzip umgesetzt, bei dem das Antastsystem bewegt wird und das Messobjekt gestellfest angeordnet ist. Es wurde untersucht, unter welchen Umgebungsmedien die Messunsicherheit des Versuchsaufbaus am geringsten ist. Bei der Konstruktion wurde auf eine hohe Steifigkeit und thermische Stabilität geachtet. Außerdem wurden Justierungen für die Spiegel berechnet und konstruiert. Das Interferometer wird über eine aerostatische Führung durch zwei Linearmotoren angetrieben. Als Steuerung kommt eine Systemvariante mit Linearverstärker zum Einsatz. Es wurden die Regelparameter eingestellt und der Schleppfehler untersucht. Die Messungen umfassten vorwiegend Schwingungsuntersuchungen, um die äußeren Einflüsse zu charakterisieren und die aerostatische Führung optimal einzustellen. Weiterhin wurden die Führungsabweichungen des Lineardemonstrators bestimmt. Abschließend wurden Optimierungsvorschläge und Abschätzungen für die Umsetzung einer dreidimensionalen Nanopositionier- und Nanomessmaschine getroffen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/772569126heben.txt
Kühnel, Michael
Rückführbare Messung der mechanischen Eigenschaften von Federkörpern für die Kraftmesstechnik. - Online-Ressource (PDF-Datei: X, 147 S, 5,52 MB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2013
Unterschiede zwischen dem gedruckten Dokument und der elektronischen Ressource können nicht ausgeschlossen werden

Die Leistungsfähigkeit von Kraftaufnehmern, bestehend aus Federkörper (FK) und aufgeklebten Dehnmessstreifen (DMS), wird wesentlich von Messabweichungen wie Kriechen und Hysterese des elektrischen Ausgangssignals begrenzt. Die Kraftaufnehmerentwicklung ist aufwendig, da die Beiträge von FK, Klebeschicht und DMS zu den genannten Abweichungen Kennwerte erfordert Messunsicherheiten von ca. 1 nm. Mit Hilfe der Untersuchungen sowie den umgesetzten mechanischen, optischen und thermischen Optimierungen konnten die entscheidenden Unsicherheitsbeiträge der Prüfeinrichtung deutlich reduziert und das Ziel erreicht werden. Damit anhand dieses Ausgangssignals nicht eindeutig unterschieden werden können. Das Ziel der Dissertation war zunächst die Untersuchung und Optimierung einer vorhandenen Prüfeinrichtung, sodass mit dieser unter anderem die mechanischen Kennwerte Kriechen, Hysterese und Linearitätsabweichung von Doppelbiegebalken-FK auf Basis einer interferometrischen Verformungsmessung rückführbar bestimmt werden können. Eine sinnvolle Ermittlung dieser eignet sich die Prüfeinrichtung nun zur Klassifizierung von Federkörpern auf Basis der für Kraftaufnehmer bzw. Wägezellen geltenden Normen EN ISO 376 und OIML R 60. Anschließend erfolgte die Bestimmung der Kennwerte von Federkörpern aus Aluminium AW 2024 und Stahl 174 PH, welche den Stand der Technik darstellen. Vergleichend dazu wurden FK aus synthetischem (Lithosil QT) und mineralischem (Ilmasil PN) Quarzglas ausgelegt und deren Kennwerte ermittelt. Im Ergebnis sind prinzipiell alle untersuchten FK als Basis für Kraftaufnehmer geeignet, welche die strengsten metrologischen Forderungen der Norm EN ISO 376 erfüllen, sie zeigen dabei jedoch wesentliche Unterschiede. Die Quarzglas-FK besitzen die besten messtechnischen Eigenschaften. Im Gegensatz zu Stahl und Quarzglas weisen die Kennwerte der Aluminium-FK eine signifikante Temperaturabhängigkeit auf. Bei einer gleichzeitigen Messung der Verformung sowie des elektrischen Ausgangssignals eines Aluminium-Kraftaufnehmers wurde zudem der Beitrag von DMS und Klebeschicht zum Kriechen und der Hysterese des Ausgangssignals bestimmt. Diese Untersuchungen verdeutlichen, dass mit Hilfe der Prüfeinrichtung die Kraftaufnehmerentwicklung optimiert werden kann, da die Beiträge von FK sowie DMS und Klebeschicht getrennt betrachtet und damit besser aufeinander abgestimmt werden können.


http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=23010
Pohlmann, Martina
Beitrag zur Verbesserung der automatisierten Funktionsprüfung (Leckage, Druck) von Drucksensoren. - 115 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit den Funktionsprüfzellen von Fertigungslinien für Niederdrucksensoren die der Robert Bosch Fahrzeugelektrik Eisenach GmbH. Im Rahmen der Arbeit erfolgt eine Analyse dieser Funktionsprüfstände in Bezug auf den benötigten Rüst- und Zeitaufwand in den einzelnen Fertigungslinien. Zudem erfolgt ein Vergleich der unterschiedlichen Funktionsprüfgeräte und den daraus resultierenden Testinhalten der Funktionsprüfung. Im weiteren Verlauf der Masterarbeit findet eine Bewertung der vorhandenen Prüfkonzepte statt. Sie werden hinsichtlich der eben genannten Aspekte untersucht, verglichen und bewertet. Im Anschluss werden Verbesserungsvorschläge für die Prüfstände mit dem Schwerpunkt der technischen, zeitlichen und qualitätstechnischen Optimierung erarbeitet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/770495370pohlm.txt
Bock, Christopher; Sternkopf, Christian
Entwicklung einer Nd:YAG Zweifrequenzlichtquelle mit fasergekoppelter Pumpleistungszuführung. - 78 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

In dieser Arbeit werden die Möglichkeiten der Lichtwellenleiterkopplung einer Laserdiode untersucht. Auf dieser Grundlage werden eine geeignete Transferoptik und eine universelle Lichtwellenleiterkopplung entwickelt. Weiterhin wird eine aktive Temperaturstabilisierung der Laserdiode mithilfe des thermoelektrischen Prinzips aufgebaut. In einem nächsten Schritt folgt die Konstruktion einer statischen Krafteinleitung des Nd:YAG Kristalls. Mit der Krafteinleitung sollen auch alle zum optischen Pumpen und zur messtechnischen Auswertung notwendigen elektrischen und mechanischen Komponenten aufgenommen werden. Abschließend werden in einer experimentellen Untersuchung die Stabilität, Leistungsfähigkeit und wichtige Parameter der Nd:YAG Zweifrequenzlichtquelle ermittelt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/769481337bock.txt
Chang, Chung-Ping; Tung, Pi-Cheng; Shyu, Lih-Horng; Wang, Yung-Cheng; Manske, Eberhard
Multi-interferometric displacement measurement system with variable measurement mirrors. - In: Applied optics. - Washington, DC : Optical Soc. of America, ISSN 15394522, Bd. 52 (2013), 17, S. 3902-3909

Laser interferometers have been widely implemented for the displacement sensing and positioning calibration of the precision mechanical industry, due to their excellent measuring features and direct traceability to the dimensional definition. Currently some kinds of modified Fabry-Perot interferometers with a planar mirror or a corner cube prism as the measurement mirror have been proposed. Each optical structure of both models has the individual particularity and performance for measuring applications. In this investigation, a multi-interferometric displacement system has been proposed whose measurement mirror can be quickly and conveniently altered with a planar mirror or a corner cube reflector depending on the measuring demand. Some experimental results and analyses about the interpolation error and displacement measurements with both reflectors have been demonstrated. According to the results, suggestions about the choice of a measuring reflector and interpolation model have been presented. With the measuring verifications, the developed system with a maximum standard deviation less than 0.2081 [my]m in measuring range of 300 mm would be a compact and robust tool for sensing or calibrating the linear displacement of mechanical equipment.


http://dx.doi.org/10.1364/AO.52.003902
Schalles, Marc; Fröhlich, Thomas; Langhammer, Hans Theo; Boguhn, Dirk
Investigation on the Curie temperature of a ferroelectric material as a temperature fixed-point. - In: AIP conference proceedings. - Melville, NY : Inst, ISSN 15517616, Bd. 1552 (2013), S. 937-942
http://dx.doi.org/10.1063/1.4819670
Stark, Tilman
Analyse, Erarbeitung und Integration einer Brucherkennung am Sensormodul piezoelektrischer Brennraumdrucksensoren mittels Körperschall. - 81 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Die vorliegende Masterarbeit beschreibt die Entwicklung und Umsetzung eines Konzepts für die Brucherkennung am Sensormodul des piezoelektrischen Brennraumdrucksensors GCS mittels Körperschall. Zunächst werden die grundlegenden Anforderungen für den Einsatz der Körperschallmesstechnik analysiert. Die Randbedingungen im Fertigungsablauf des GCS werden geklärt. Daraus ergeben sich die Anforderungen an die Messkette zur Aufnahme des Körperschalls. Darauf aufbauend wird ein experimenteller Versuchsaufbau vorgestellt, um verschiedene Varianten und Parameter der Körperschallanalyse zu untersuchen. Versuchsreihen zur Entwicklung eines optimalen Prozesses zur Brucherkennung werden durchgeführt und beschrieben. Die Ergebnisse werden an der Serienanlage überprüft. Ein mathematisches Modell zur Brucherkennung wird abgeleitet sowie in einer Erfassungs- und Analysesoftware implementiert. Abschließend erfolgt die Integration der Brucherkennung hardware- und softwareseitig in die Serienanlage.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/767750136stark.txt
Chang, Chung-Ping; Tung, Pi-Cheng; Shyu, Lih-Horng; Wang, Yung-Cheng; Manske, Eberhard
Fabry-Perot displacement interferometer for the measuring range up to 100 mm. - In: Measurement : journal of the International Measurement Confederation (IMEKO). - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 46 (2013), 10, S. 4094-4099

Current commercial laser interferometers have demonstrated outstanding measuring performances for high precision measurements, but they are very sensitive to environmental or mechanical effects. Owing to the fact that the most laser interferometers are based on the structure of Michelson interferometer, the above-mentioned influences from measuring arms will undisputedly lead to significant errors. To realize the high precision measurement, the environmental conditions must be strictly demanded. As a result of that limit, its inconvenient for industrial applications. In comparison with such non-common optical path structure, conventional Fabry-Perot interferometer with common optical path can effectively reduce the measuring errors resulting from environmental disturbances. - To minimize the environmental and mechanical effects, a new interferometric displacement system with the structure of common optical path is proposed. By the optical interference principle and the corner cube reflector, the novel system with the common optical path can be designed. Hence, the novel interferometer can hold the advantage of large measurement range, and the signal pattern is nearly the same with that of Michelson interferometer. Because of the folded optical cavity, the resolution of the multi-interference interferometer with corner-cube can be enhanced to [lambda]/16. - Through this development, a high accurate interferometric displacement measurement system can be available under ordinary environmental conditions without the compensation requirement of the tilt angles and its prominent measurement characterizations have been proven. It will be demonstrated that measurement range is larger than 100 mm and the standard deviation of the comparison experiment is about 0.211 [my]m (within half wavelength) in the whole measuring range.


http://dx.doi.org/10.1016/j.measurement.2013.06.029
Vorbringer-Doroshovets, Nataliya; Balzer, Felix; Füßl, Roland; Manske, Eberhard; Kästner, Marcus; Schuh, Andreas; Zöllner, Jens-Peter; Hofer, Manuel; Guliyev, Elshad; Ahmad, Ahmad
0.1-nanometer resolution positioning stage for sub-10 nm scanning probe lithography. - In: Alternative lithographic technologies V / Alternative lithographic technologies (San Jose, Calif.) : 2013.02.25-28. - Bellingham, Wash. : SPIE, ISBN 978-0-8194-9462-7, (2013), S. 868018, insges. 10 S.

Limburg, Marius
Konzeption, Aufbau und messtechnische Prüfung einer Baugruppe für einen Luftströmungskanal zur messtechnischen Untersuchung von Temperaturfühlern mit kleinen thermischen Zeitkonstanten. - 74 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

In der vorliegenden Arbeit wird eine Messstrecke zur Untersuchung der dynamischen Eigenschaften von elektrischen Berührungsthermometern in Luft konstruiert. Sie ist kompatibel zu einem bereits an der TU-Ilmenau vorhandenen Strömungskanal. Der Messung der dynamischen Eigenschaften von elektrischen Berührungsthermometern liegt die Erzeugung eines Temperatursprungs zu Grunde. Nach Betrachtung der Anforderungen an das Messverfahren, wird als am besten geeignete Methode um diesen zu erzeugen, die Nutzung eines elektrisch beheizbaren Gitters festgelegt. Um die Funktion der Baugruppe zu gewährleisten, werden anschließend konstruktive Maßnahmen aus den Messbedingungen abgeleitet. Unter diesen Gesichtspunkten und unter Berücksichtigung der in der Aufgabenstellung geforderten Parameter wird das Heizgitter dimensioniert und mehrere Umsetzungen erdacht. Diese werden in kleinem Maßstab in einer Testvorrichtung erprobt, und das am besten geeignetste für die endgültige Konstruktion der Messstrecke ausgewählt. Mit statischen und dynamischen Messungen wird das erzielte Ergebnis untersucht und überprüft. Bei den dynamischen Versuchen zeigt sich, dass die vorhandenen Temperaturfühler nicht ausreichend sind, um die Sprungzeiten des Gitters zu erfassen. Die statischen Ausmessungen zeigen relativ große Abweichungen des Temperaturfeldes.


Kandrin, Pavlo
Optimierung eines Wägeroboters für Gewichte der Genauigkeitsklassen E1/E2 unter Berücksichtigung existierender internationaler Empfehlungen und verbesserter Messtechnik zur Bestimmung relevanter Parameter. - 69 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Das Ziel der Masterarbeit ist die Optimierung der Messung magnetischer Eigenschaften der Gewichte mit GK E1/E2 Genauigkeitsklasse mittels Gewicht Roboter Sartorius CCR 1000 ist. Es wurden Steuerprogramme für Roboter und Suszeptometer entwickelt, die die Lösung der Aufgabe ermöglichen. Die Sartorius Suszeptometer 05 und 06 wurden zur Messung der Suszeptibilität vorbereitet und ebenfalls Auswerteprogramme geschrieben und erprobt. Die Funktionstüchtigkeit für Messungen verlangte den Entwurf und Bau von Windschutzeinrichtungen. Die Ergebnisse zeigten, dass die entwickelten Verfahren zur Messung der magnetischen Parameter der Gewichte verwendet werden können. Es zeigte sich, dass die Messergebnisse deutlich verbessert werden können, wenn die Randbedingungen wie Temperatur, Wind, u.s.w. verbessert werden. Ebenfalls gilt das für den Magnetabstand Z0.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/756391342kandr.txt
Fedorchuk, Halyna
Untersuchungen von Bauelementen zum Aufbau einer universell nutzbaren Brückenschaltung mit hoher Auflösung. - 64 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Die Hauptaufgabe dieser Arbeit ist die Recherche, Aufbau und Untersuchung einer universell nutzbaren Brückenschaltung zur Temperaturmessung mit Widerstandsthermometer. Dazu wird die Wheatstonesche Brücke in Vierleiterschaltung benutzt. Es werden die Bauteile ausgewählt, die eine hohe Auflösung und Genauigkeit sicher stellen. Für eine ausgewählte Messschaltung werden die Fehler, Empfindlichkeit und Rauschverhaltens analysiert und experimentell überprüft. Nachdem wird eine Druckplatte projektiert. Es wird eine Messdatenerfassung und -auswertung mit Mittelwertfilter durchgeführt, aus welcher die Schlussfolgerungen über die Eigenschaften des projektierten Systems gemacht werden können


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/756330505fedor.txt
Khoma, Anna
Entwicklung von Algorithmen zur Bestimmung von Oberflächentopologien mittels Weißlichtinterferometrie. - 65 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Das Ziel der Masterarbeit ist Entwicklung eines Algorithmus für Rekonstruierung der Oberflächentopologie aus dem Weißlichtinterferogramm. Insgesamt werden vier Methoden präsentiert, die eine Oberflächenrekonstruktion ohne Nutzung von a-priori Wissen erlauben. Alle diese Methoden basieren auf der Phasenbestimmung des Interferogramms. Sie können in zwei Gruppen unterteilt werden. Die erste Gruppe basiert auf der Amplitudenmodulation des Interferogramms mittels Quadratursignal. Die zweite Gruppe nutzt die Hüllkurve für Normalisierung des Interferogramms. Es wurden vier zusätzliche Algorithmen für Entfernung von unerwünschten Effekten entwickelt, die mit Problemen des normalisierten Signals, Unbestimmtheit der Phase sowie Vorzeichen- und Offsetfehlern der rekonstruierten Oberfläche verbunden sind. Zur Reduktion des Rauschens wurden digitale FIR Filter sowie die Wavelet-Transformation verwendet. Die Vorteile der Wavelet-Transformation wurden herausgearbeitet und eine Adaptierung für zwei-dimensional Datenfelder durchgeführt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/756330343khoma.txt
Schäfer, Alexander
Development of a LabVIEW-based control and measurement system for the NPL Height Gauge. - 52 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

The thesis describes the development of a new measurement hardware and software structure for a body height measurement system called Height Gauge, designed by the British National Physical Laboratory (NPL). Although a laser interferometry system, the development focus was on easy usability and a layout suitable for scientific outreach work. The grade of precision as well as the reliability and long-time stability were less important, because the main task of the measurement system is spreading basic level knowledge on laser interferometry to many people. When doing high precision measurements, many error sources have to be taken into account, but the Height Gauge measurements should be easily realisable outside laboratory conditions, at fairs or in schools for instance. The physical principle used for the measurements is laser interferometry, the setup was built similar to a classical Michelson interferometer, with the moving mirror attached to a bar going down on a person's head. The interference patterns get analysed by a National Instruments RIO/FPGA device, running software written in the graphical programming language LabVIEW. The height data gets sent to a PC running a LabVIEW programme with a user interface giving the options to display the height, visualise the movement, print certificates, do simple statistical analysis or affect the measurement hardware. For each certificate printed, the measured height, the person's gender and age get stored for later analysis. The height data obtained with Height Gauge measurements so far meets the expectations, like Gaussian distributions for both sexes at a certain age. The mean body heights also are close to the values measured by other institutions using different methods.


Li, Yi
Hoch präzise Bestimmung der Rechtwinkligkeitsabweichung einer Raumspiegelecke. - 97 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

In den letzten Jahren wurde die Nanopositionier- und Nanomessmaschine (NPM-Maschine) am Institut für Prozessmess- und Sensortechnik im Sonderforschungsbereich 622 (SFB 622) weiterentwickelt. Eine hochpräzise Raumspiegelecke dient in einer NPM-Maschine als Referenzkoordinatensystem. Gegenstand dieser Masterarbeit ist die hochpräzise Bestimmung der Rechtwinkligkeitsabweichung einer Raumspiegelecke mit Autokollimationsfernrohren (AKFs) und Prismen. Es wurden zwei Messverfahren ausgewählt. Eines wurde mit Hilfe eines feststehenden AKFs und zwei Pentaprismen, wobei eines beweglich und das andere ortsfest ist, als Hilfsmittel durchgeführt. Die andere Variante ist mittels zwei senkrecht ausgerichteter AKFs und einem Halbwürfelprisma als Normal die Winkelfehler der Raumspiegelecke zu bestimmen. Die Pentaprismen und das Halbewürfelprisma wurden im Voraus kalibriert. Die gemessenen Winkelfehler der Raumspiegelecke werden abschließend quantifiziert und mit den Topografiedaten der Raumspiegelecke für Korrektur kombiniert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/749650826yi.txt
Manske, Eberhard
Modular family of sensors for a nanopositioning and nanomeasuring machine. - In: International journal of optomechatronics. - London [u.a.] : Taylor and Francis, ISSN 15599620, Bd. 7 (2013), 2, S. 122-135
http://dx.doi.org/10.1080/15599612.2013.777823
Kitzing, Ulrike
Untersuchung an Sensorquarzen für hochpräzise Messungen in der Thermometrie und Kraftmesstechnik. - 143 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

In der vorliegenden Masterarbeit wird ein piezoelektrischer Quarzresonator auf seine Möglichkeiten und Grenzen als hochauflösendes Thermometer untersucht. Von besonderem Interesse sind dessen erreichbare Auflösung und Messunsicherheit, auftretende Eigenerwärmungseffekte, sein dynamisches Verhalten, die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse, Kurz- und Langzeitstabilität sowie mögliche Hystereseeffekte. Ein Einblick in die Grundlagen der Quarzmesstechnik bildet die Basis für spätere Versuchsreihen. In Zuge dessen werden die physikalischen Eigenschaften piezoresonanter Quarzkristalle geschildert und das Verhalten von Schwingquarzen erklärt. Anschließend erfolgt die Konzeption, der Aufbau und die Inbetriebnahme eines Messaufbaus, der automatisiert Referenzmessungen an potentiell geeigneten Sensorquarzen ermöglicht. Im Rahmen zahlreicher Versuchsreihen werden die Beiträge der Messunsicherheiten identifiziert, bewertet und mithilfe eines Messunsicherheitsbudgets quantifiziert. Ein Ausblick auf zukünftigeWeiterentwicklungen und mögliche Lösungen zu aufgetretenen Schwierigkeiten bilden den Abschluss der Masterarbeit.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/747273375kitzi.txt
Schambach, Julien
Aufbau einer Versuchsanordnung zur Ermittlung der temperaturabhängigen Suszeptibilität ferromagnetischer Werkstoffe. - 90 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Diese Arbeit befasst sich mit den verschiedenen Verfahren und Möglichkeiten der magnetischen Suszeptibilitätsmessung zur Bestimmung der Curietemperatur. Zu Beginn wird ein Überblick zum Stand der Technik gegeben. Dabei werden die unterschiedlichen Messmethoden hinsichtlich ihrer Eignung und praktischen Anwendbarkeit verglichen. Nach Auswahl eines Verfahrens erfolgt die praktische Umsetzung unter Laborbedingungen. Dies beinhaltet den Entwurf, die Herstellung der notwendigen Bauelemente und den funktionsfähigen Aufbau, inklusive der Ansteuersoftware. Aufgrund der langen Messzeiten erfolgt dabei eine automatisierte Ansteuerung der Messgeräte und des Thermostates zur Temperierung. Als physikalische Grundlage bei der Suszeptibilitätsmessung wird der Zusammenhang zwischen der Induktivität einer Spule und den magnetischen Eigenschaften des Spulenkerns aus zu untersuchendem Material herangezogen. Bei der Messwertaufzeichnung werden dazu lediglich Messgeräte für elektrische Größen verwendet, wie ein LCR-Meter, ein Spannungs- und Widerstandsmesser. Primär werden bei den Messungen die Werte der Spule mit dem LCR-Meter direkt gemessen. Zum Zweit-Vergleich der Messergebnisse und zur Abschätzung der Möglichkeit als eigenständige und einfache Messeinheit zu operieren, erfolgt noch eine Betrachtung der Induktivitätsmessung über eine Wechselspannungs-Messbrücke. Damit ist es aus einer einfachen Wechselspannungs-messung möglich, auf die Induktivität und den Widerstand rückzuschließen. Dies wird innerhalb dieser Arbeit über eine theoretische Formelbetrachtung gezeigt. Um den Versuchsaufbau zu validieren, sind temperaturabhängige Induktivitätskennlinien von einem ferromagnetischen Material aufgenommen worden. Innerhalb der praktischen Erprobung findet das Seltenerdenmetall Gadolinium Anwendung. Da die Hauptaufgabe bei der Bestimmung der Curietemperatur liegt, ist besonders der relative Suszeptibilitätsverlauf von Bedeutung, welcher exemplarisch über den Zusammenhang zur Induktivität betrachtet wird. Um die Reproduzierbarkeit der Suszeptibilitätskennlinie von Gadolinium zu untersuchen, wurden bestimmte Parameter variiert. Zu den geänderten Parametern zählen z.B. die Messfrequenz, die Temperaturzyklen der Temperierung, die Lage des Sensors im Thermostat (was eine Lageveränderung des Spulenkerns in der Spule zur Folge hat) und die Starttemperatur, aus der sich der Curietemperatur genähert wird. Aus den gemessenen Kennlinien wurden charakteristische Punkte im Kurvenverlauf ermittelt und deren Eignung als Referenzpunkte zur Thermometerkalibrierung untersucht. Die eingangs erwähnte Messbrücke wurde praktisch umgesetzt. Hiermit sind nochmals Kennlinien aufgenommen worden.


Birli, Oliver; Franke, Karl-Heinz; Linß, Gerhard; Machleidt, Torsten; Manske, Eberhard; Schale, Florian; Schwannecke, Hans-Christian; Sparrer, Erik; Weiß, Mathias
Measurement, visualization and analysis of extremely large data sets with a nanopositioning and nanomeasuring machine. - In: Optical measurement systems for industrial inspection VIII / Conference Optical Measurement Systems for Industrial Inspection (Munich) : 2013.05.13-16. - Bellingham, Wash. : SPIE, 2013, S. 87880X, insges. 7 S.
Schädel, Sebastian
Auslegung eines Kupplungselements als Feder-Dämpfer-Bauteil in einem Dauerprüfstand in Resonanzbetrieb. - 126 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Die Dr. Johannes Heidenhain GmbH prüft mit einer servohydraulischen Prüfmaschine der Firma Zwick/Roell Statorkupplungen von Drehgebern auf Dauerfestigkeit in axialer Richtung. Der verwendete Versuchsaufbau erfordert einen hohen Energieeintrag für die Durchführung zyklischer Versuche mit fester Erregerfrequenz und konstantem Hub. Aus diesem Grund sollte der Dauerschwingversuch durch gezielten Einbau eines Feder-Dämpfer-Bauteils im Resonanzfall stabil betrieben werden. Dazu wurde ein physikalisches Modell der Prüfmaschine bestehend aus Massepunkten, linearen Federn und Dämpfer erstellt. Die Bestimmung der Werte für die identifizierten Parameter innerhalb des Modells erfolgte durch bewährte Experimente. Auf Grundlage des aufgestellten Differentialgleichungssystems lieferten Simulationen in MATLAB Simulink den Beweis, dass die Kinetik der Prüfmaschine mit dem entworfenen Modell zufriedenstellend beschrieben ist. Für die Integration des Maschinenelements in die Prüfmaschine wurden zwei Varianten favorisiert. Diesbezüglich wurden unter Beachtung der geforderten Randbedingungen Berech-nungsvorschriften für die Dimensionierung der Parameterwerte entworfen. Die Erweiterung des vorhandenen physikalischen Modells durch das Maschinenelement lieferte Ergebnisse innerhalb des vorgegebenen Frequenzbereiches, die einen stabilen Betrieb des Gesamtsystems gewährleisten. Die Berechnungsergebnisse für die aufzubringende mechanische Leistung zeigen, dass im Resonanzbetrieb der vorhandene servohydraulische Antrieb durch einen leistungsärmeren ersetzt werden kann. Wird die Erregerfrequenz gleich der Eigenkreisfrequenz des gegenwärtigen Feder-Masse-Systems gewählt, muss der Antrieb lediglich die Leistung aufbringen, die durch Dissipation verloren geht. Mit dieser Erkenntnis entstand schematisch ein neuer Entwurf für den Versuchsaufbau, der den Effekt der Resonanz ausnutzt. Dies ermöglicht der Firma Heidenhain den Dauerversuch energieeffizienter zu gestalten und zeigt die Bereitschaft, Energie einzusparen, in einer Zeit, in der der verantwortungsvolle Umgang mit Ressourcen immer mehr an Bedeutung gewinnt.


Lippmann, Lutz
Konzeption und Installation einer Anlage zur Prüfung und Untersuchung von Temperaturfühlern in Heißgasumgebung. - 72 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Die Regelung und Überwachung technischer Verbrennungsprozesse erfordert die Verwendung von hoch-dynamischen und äußerst zuverlässigen Temperaturfühlern bei Einsatztemperaturen von ca. 1000&ring;C und Gasgeschwindigkeiten von über 100 m/s. Dabei sind Temperatursprünge mit Änderungsgeschwindigkeiten von bis zu 1000 K/s und örtliche Gradienten von ca. 500 K/mm anzutreffen. Zum Zwecke der (Weiter)-Entwicklung solcher Sensoren ist es notwendig, entsprechende Prototypen unter annähernd realen Bedingungen hinsichtlich ihres dynamischen Verhaltens und ihrer Zuverlässigkeit zu untersuchen. Im Rahmen dieser Master-Arbeit wurde eine Versuchsanlage konzipiert und realisiert, welche die genannten Bedingungen realisieren kann und somit die Lücke zwischen theoretischer Entwicklung und Anwendung in der Praxis schließt. - Um die oben genannten Bedingungen darstellen zu können, kommt ein Messaufbau mit vorgelagertem Brennersystem und einer sich anschließenden Prüfstrecke zum Einsatz. Die sehr hohen Temperaturen von über 1000&ring;C machen eine Kanalkonstruktion aus Inconel601 sowie eine erhebliche thermische Dämmung der Rohrkonstruktion notwendig. Die für die Belastungs- und Dynamiktests notwendigen Temperatursprünge werden mittels einer in das System integrierten Sprungvorrichtung realisiert. Hierzu werden zwei gegenüberliegend installierte Probanden mit Hilfe einer pneumatisch angetrieben Lineareinheit wechselnd in die Prüfstrecke eingeschossen. Der Versuchsablauf kann dabei manuell über eine Bedienungseinheit oder vollautomatisch von einem Laptop aus angesteuert werden. - Erste Testmessungen konnten nachweisen, dass die Kenndaten bezüglich der geforderten Bedingungen sowie die Charakteristika der installierten Sprungvorrichtung erfüllt wurden. Demzufolge ist die Anlage für die Durchführung von Belastungstests bereits hinreichend ausgestattet. Für Forschungszwecke oder exakte Untersuchungen zur Dynamik von Thermometer-Prototypen ist es naheliegend zunächst eine intensivierte Untersuchung hinsichtlich der Konstanz und Reproduzierbarkeit der generierten Bedingungen anzustrengen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/743856244lippm.txt
Müller, Philipp
Schwimmerberechnung für Füllstandsmessungen. - 94 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Die Schwimmerauslegung für den Hochdruckbereich ist ein komplexes Verfahren. Zu Beginn der Arbeit wurde der Istzustand in der Firma (KSR Kuebler) sowie die bisherige Auswahl der Hochdruckschwimmer analysiert und aufgezeigt. Im nächsten Schritt wurde eine mathematische Beschreibung der Dimensionierung mit Hilfe von Normen und Regelwerken untersucht. Hier konnte kein geeignetes Verfahren gefunden werden, jedoch ist die Berechnungsmethode der Tochterfirma TC nah an den Berstdruckmesswerten. Durch eine FEM-Analyse wurden die bestehenden Schwimmer überprüft und mit neuen Ideen und Einflussgröß en (Temperatureinfluss, Änderung der Stabischeibenform, -dicke, -verteilung u.v.m.) verglichen. Einige Resultate sind vielversprechend und wurden bei weiteren Drucktests untersucht. So zum Beispiel ist eine Neuverteilung der Stabischeiben und damit die Reduktion der Anzahl an Stabischeiben als ein Ergebnis zu erwähnen. Des Weiteren bewirkt eine Änderung der Stabischeibenform, mit zusätzlicher Verstärkung des Innenringes, eine deutliche Druckerhöhung im Hochdruckbereich. Die Erkenntnisse sind in das neue "Hochdruckschwimmer - Berechnungsprogramm 2.0" eingeflossen. Der Algorithmus wurde dementsprechend verbessert und die Stabischeibenabstände sind nun zwischen allen Elementen konstant. Im neuen Programm werden alle Rohrtypen (unabhängig von dem ausgewählten) berechnet und zum Vergleich angezeigt. Dies macht eine ideale Auswahl des Schwimmers in Bezug auf den Preis und die Länge für den Vertrieb einfacher.


Göllner, Stefan; Sternkopf, Christian
Entwicklung einer Regelung zur Frequenz- und Phasenstabilisierung einer Laserdiode mit externen Resonator (bei 632,8nm). - 69 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Heutzutage werden für Nanonpositionierung auf Helium-Neon-Laser basierende Interferometer genutzt. Aufgrund ihrer hohen Kosten und Einbaugrößen, werden neue Anordnungen mit Laserdioden erprobt. Der Einsatz derartiger Laser bentötigt zusätzlich frequenzselektierende Bauteile. An der TU Ilmenau am Fachgebiet Präzisionsmesstechnik besteht bereits ein solcher Versuchsstand, welcher für die Frequenzselektion eine $Littrow$-Konfiguration mit externen Resonator verwendet. Die vorliegende Arbeit behandelt sowohl die hardwareseitige Inbetriebnahme des Versuchstandes als auch die Entwicklung einer spannungsbasierten Regelung zur Frequenz- und Phasenstabilisierung einer Laserdiode mit externen Resonator (bei 632,8nm). Dabei werden Modelle für die einzelnen Systembestandteile analysiert, entworfen und mittels experimente parametriert. Es konnte gezeigt werden, dass die entworfene Regelung die geforderte definierte Schwebungsfrequenz von 100MHz über einen Zeiraum von mehreren Stunden einhält.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/742064018goell.txt
Schott, Walter; Dontsov, Denys; Langlotz, Enrico; Manske, Eberhard
Im Nanobereich : Multisensorsystem für Präzisionsmessungen und Kalibrierung. - In: Qualität und ZuverlässigkeitQualität und Zuverlässigkeit : QZ : die Zeitschrift für Qualitätsmanagement und Qualitätssicherung. - München : Hanser : QZ ; Qualitätsmanagement in Industrie und Dienstleistung. - München : Hanser, ISSN 07201214, Bd. 58 (2013), 3, S. 42-43
Pufke, Michael; Hilbrunner, Falko; Diethold, Christian; Fröhlich, Thomas
Precision and low cost position detection using capacitive sensor technology. - Ilmenau : ilmedia. - Online-Ressource (PDF-Datei: 6 S., 624,7 KB)
Publ. entstand im Rahmen der Veranst.: 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011 / Faculty of Mechanical Engineering, Ilmenau University of Technology
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2013200082
Fehling, Thomas; Fröhlich, Thomas; Heydenbluth, Detlef; Geyer, Matthias; Schüler, Ralf
Vacuum transfer system for loading the Sartorius prototype mass comparator CCL1007. - Ilmenau : ilmedia. - Online-Ressource (PDF-Datei: 4 S., 513,7 KB)
Publ. entstand im Rahmen der Veranst.: 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011 / Faculty of Mechanical Engineering, Ilmenau University of Technology
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2013200071
Keller, Karsten
Messtechnische Untersuchung und numerische Berechnung des stationären Temperaturverhaltens von Abgas-Thermoelementen. - 90 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Die präzise Messung der Prozesstemperaturen spielt an Prüfständen zur Entwicklung von Abgasturboladern eine große Rolle. Im Rahmen der Masterarbeit, die in Kooperation mit einem Hersteller von Turboladern entstand, sollten bestimmte aufgetretene messtechnische Effekte sowohl durch gezielte experimentelle Untersuchungen als auch numerische Berechnungen erklärt und verbessert werden. Um den Einfluss von Kennlinienfehlern der verwendeten Thermoelemente Typ K auszuschließen, wurden diese sowohl vor dem Einsatz im Prüfstand als auch danach sowie nach mehreren Alterungszyklen kalibriert und die Kennlinie bestimmt. Im Vergleich dazu wurde auch die Kennlinie von Thermoelementen Typ N ermittelt. Im Ergebnis der Kalibrierungen zeigten die Thermoelemente Typ N die stabilere Kennlinie, eine Erklärung der messtechnischen Effekte auf Grundlage von Kennlinienfehlern konnte jedoch ausgeschlossen werden. Für die Durchführung der numerischen Berechnungen ist die Kenntnis der auftretenden Randbedingungen in der Rohrleitung (Strömungs- und Temperaturprofil, Kopplung des Thermometers an die Einbaustelle) von großer Bedeutung. Dazu wurden in Zusammenarbeit mit dem Fachgebiet Fahrzeugtechnik zunächst Strömungssimulationen durchgeführt. Die mit diesen Randbedingungen durchgeführten stationären Temperaturfeldberechnungen lieferten zunächst auch keine Erklärung für die messtechnischen Effekte. Deshalb wurde das Temperaturfeld im Prüfkanal mit einem Mehrfach-Thermoelement gemessen, es zeigte sich, dass größere Gradienten im Prüfkanal auftreten. Damit wurde bestätigt, dass nicht wie anfangs vermutet der statisch-thermische Messfehler Ursache für die aufgetretenen Effekte war, sondern wirklich die nicht ideale turbulente Strömung im Kanal. Mit den dadurch angepassten Randbedingungen wurde das numerische Modell so überarbeitet, dass die Experimente erklärt werden konnten und Vorschläge für die Verbesserung der Anordnung der Thermoelemente im Prüfkanal abgeleitet werden können.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/737644095kelle.txt
Konrad, Sebastian
Bestimmung der Tastkugelgeometrie eines 3D-Mikrotasters. - 63 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Räumliche Messungen an Elementen der Mikrosystemtechnik sind mit herkömmlichen Antastelementen lange Zeit nicht möglich gewesen. Erst mit der Entwicklung kleiner Mikrotastersysteme konnten diese Messungen realisiert werden. Ein wesentliches Kriterium für das Erreichen einer geringen Messunsicherheit der Mikrotastersysteme ist neben den Positionier- und Messeigenschaften des Messsystems die Kenntnis der Form der Tastkugel. Der Schwerpunkt dieser Arbeit erstreckt sich auf den Aspekt der Detektion der Formabweichungen der Tastkugel. Eine Untersuchung soll zeigen, ob das Prinzip der Vermessung einer Diamantschneide mit einer Tastkugel fähig ist, die Rundheitsabweichungen der Kugel, mit einer Messunsicherheit weniger Nanometer zu detektieren. Die Antastung erfolgt mit einem Mikrotaster der PTB und der Nanomessmaschine NMM-1. Um die Charakterisierung der Tastkugel zu ermöglichen, werden mehrere 90 &ring;-Kreissegmente der Kugel aufgenommen und zu einen vollständigen Kreis zusammengefügt. Aus diesen können der Durchmesser und die Rundheitsabweichungen ermittelt werden. Eine Verifizierung des ermittelten Durchmessers erfolgt durch zwei weitere Messprinzipien. Zum einen durch die Vermessung von Innenlehrringen und zum anderen durch die Vermessung zweier angesprengter Quader.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/737101334konra.txt
Köcher, Tobias
Nanolithographie mit einem Rasterkraftmikroskop. - 128 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Gegenstand dieser Masterarbeit ist die Strukturierung von Siliziumsubstrat mittels lokaler anodischer Oxidation (LAO) mit einem Rasterkraftmikroskop. Das Rasterkraftmikroskop des Typs Solver HV2 von NT MDT wurde für die Elektro-Nanolithographie in Betrieb genommen und der Aufbau optimiert. Im Stand-Alone-Betrieb wurden dann die prozessrelevanten Parameter identifiziert und charakterisiert, so dass der LAO Prozess beherrschbar ist. Zur Realisierung der LAO in großen Bereichen wurde das AFM in die Nanopositionier- und Nanomessmaschine NMM 1 eingebunden. Hierfür wurden sowohl die mechanische als auch die elektrische Integration durchgeführt. Ferner wurden die Regelungen beider Geräte angepasst. Außerdem wurden Strukturierungsversuche in der NMM 1 mittels lokaler anodischer Oxidation durchgeführt und ausgewertet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/736633405koech.txt
Wegfraß, André; Diethold, Christian; Werner, Michael; Resagk, Christian; Hilbrunner, Falko; Halbedel, Bernd; Thess, André
Contact-free flow rate measurement in weakly conducting electrolyte using Lorentz force velocimetry. - In: Proceedings of XX IMEKO World Congress / IMEKO World Congress ; 20 (Busan) : 2012.09.09-14. - Busan, ISBN 978-89-950000-5-2, (2012), insges. 2 S.

Aguilera Mena, Jesús Jaime
Dynamic weighing calibration method for liquid flowmeters : a new approach. - Online-Ressource (PDF-Datei: 147 S., 4,29 MB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2012
Unterschiede zwischen dem gedruckten Dokument und der elektronischen Ressource können nicht ausgeschlossen werden

Das Ziel dieser Doktorarbeit ist es, die ersten Schritte zur Umsetzung einer neuen Kalibriermethode für Durchflussmessgeräte zu beschreiben. Diese Forschungsarbeit wurde im Fachbereich "Flüssigkeiten" der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt durchgeführt. Sie realisiert ein dynamisches Wägeverfahren, welches es ermöglicht, den Massendurchfluss mehrmals unter stationären und quasistationären Bedingungen zu messen. Eine somit verkürzte Kalibrierzeit bringt einen wichtigen Vorteil für Durchfluss-Kalibrierlaboratorien, um ihre Kalibrierkosten, den Energieverbrauch und die Arbeitsbelastung zu reduzieren. Die vorgeschlagene Kalibriermethode beruht auf einer gründlichen Analyse der Wechselwirkungzwischen den durchflussinduzierten Kräften im Messprozess und der Dynamik des Wäge-Systems. Basierend auf dieser Analyse wird anschließend eine Reihe von Signalverarbeitungstechniken angewandt, um sowohl die Stärke der unerwünschten, durch den Durchfluss induzierten Kräfte zu verringern, als auch das Messrauschen im Ausgangsignal zu dämpfen. Damit kann die Messgröße einerseits sehr genau und andererseits auch als Funktion der Zeit ermittelt werden. Die Wirksamkeit der neuen Kalibriermethode für Durchfluss-Messgeräte wird durch numerische und experimentelle Tests validiert. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Genauigkeit kleiner als 0,1 % erreichbar ist. Außerdem gibt die vorliegende Arbeit Empfehlungen, wie das vorgeschlagene Messprinzip zukünftig noch weiter verbessert werden kann.


http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=22578
Wegfraß, André; Diethold, Christian; Werner, Michael; Alferenok, Artem; Resagk, Christian; Fröhlich, Thomas; Halbedel, Bernd; Lüdtke, Ulrich; Thess, André
Lorentzkraft - Anemometrie für die berührungslose Durchflussmessung von Elektrolyten. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 79 (2012), 9, S. 399-402
http://dx.doi.org/10.1524/teme.2012.0263
Manske, Eberhard
Modular family of sensors for a nanopositioning and nanomeasuring machine. - In: International Symposium on Optomechatronic Technologies (ISOT), 2012 : 29 - 31 Oct. 2012, Paris, France. - Piscataway, NJ : IEEE / International Symposium on Optomechatronic Technologies (Paris) : 2012.10.29-31., ISBN 978-1-4673-2875-3, (2012), S. 55-61

http://dx.doi.org/10.1109/ISOT.2012.6403231
Resagk, Christian; Wegfraß, André; Diethold, Christian; Werner, Michael; Hilbrunner, Falko; Halbedel, Bernd; Thess, André
A novel contactless flow rate measurement device for poorly conducting fluids using Lorentz force velocimetry. - In: THMT 12 / International Symposium on Turbulence, Heat and Mass Transfer ; 7 (Palermo) : 2012.09.24 -27. - Begell House, ISBN 978-1-56700-302-4, (2012), insges. 5 S.

Shyu, Lih-Horng; Wang, Yung-Cheng; Chang, Chung-Ping; Tung, Pi-Cheng; Manske, Eberhard
Investigation on displacement measurements in the large measuring range by utilizing multibeam interference. - In: Sensor letters. - Stevenson Ranch, Calif. : American Scientific Publishers, ISSN 15461971, Bd. 10 (2012), 5/6, S. 1109-1112

The laser interferometer has been implemented for the precision displacement measurement and calibration, due to its high resolution of the nanometer order and the large measuring range. Multibeam interferometry is often used for the micro-displacement, because of its common optical path structure being resistive to the environmental disturbances. The conventional multibeam interferometers like Fabry-Perot interferometers are composed by two approximately parallel planar mirrors. With this optical structure, the measuring range will be constrained in micrometers. In this investigation, a modified multibeam interferometer with corner-cube prism has been proposed to resolve the problem. With the new arrangement of the optical path, the displacement measurement will be insensitive to the tilt angle and the optical resolution will be better than that of the conventional multibeam interferometer with two planar mirrors. This will be beneficial to realize the high precision displacement in the large measuring range and under the uncomplicated measuring condition. The experimental results show that the standard deviation is about 0.255 mym in measuring range of 160 mm, if the tilt angle is less than ± 9". That also proves that the proposed interferometer is feasible for precision displacement measurement in the large range.


http://dx.doi.org/10.1166/sl.2012.2302
Sternkopf, Christian; Wurmus, Jens; Gerhardt, Uwe; Manske, EberhardSternkopf, Christian; Wurmus, Jens; Gerhardt, Uwe; Manske, Eberhard
Fiber coupled plane mirror heterodyne laser interferometer with two phase locked loop coupled He-Ne lasers. - In: Proceedings / International Conference on Mechatronics Technology ; 16 (Tianjin) : 2012.10.16-19. - Tianjin : Tianjin Univ., ISBN 978-7-900769-42-8, 2012, MES16, S. 154-157

This article presents the setup of a fiber coupled two frequency laser interferometer with a pair of two phase locked loop (PLL) coupled lasers for precision metrological measurement tasks. The laser system consists of two He-Ne laser tubes which are frequency offset coupled by a PLL control system. This laser source and the interferometer head are connected by two optical fibers, one fiber per laser. The interferometer head has the typical plane mirror Michelson configuration and a very compact design. First measurement results are shown.


Flügge, Jens; Beckert, Erik; Jennett, Nigel; Maxwell, Tony; Petit, Daniel; Rudtsch, Steffen; Salgado, Jose; Schalles, Marc; Schödel, René; Voigt, Dirk
The EMRP project "thermal design and dimensional drift". - In: Proceedings of the 12th International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology / International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology ; 12 (Stockholm) : 2012.06.04-08. : June 4th - 7th [8th] 2012, Stockholm, Sweden. - Bedford : Euspen, ISBN 978-0-9566790-0-0, (2012), S. 315-318

Schleichert, Jan
Untersuchungen unterschiedlicher Konzepte zur elektromagnetischen Krafterzeugung mit kombinierter Positionserfassung. - 89 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

In der vorliegenden Masterarbeit werden verschiedene Prinzipien zur elektromagnetischen Krafterzeugung untersucht sowie deren Eignung für die Verwendung in der Kraftmesstechnik überprüft. Dazu wird zunächst eine Formel zur Berechnung der Kraftdichte im magnetischen Feld angegeben, aus der sich die Möglichkeiten zur elektromagnetischen Krafterzeugung ergeben. Die daraus resultierenden Gleichungen werden zur Berechnung verschiedener elektromagnetischer Aktoren angewendet. Für messtechnische Untersuchungen der Aktoren wird ein Messaufbau konstruiert. Die Messergebnisse werden mit den analytischen Berechnungen und numerisch bestimmten Werten verglichen. Des Weiteren werden die Grundlagen der Energieübertragung über induktiv gekoppelte Spulen dargelegt, um eine drahtlose Energieübertragung zur Versorgung der zuvor analysierten Antriebe zu realisieren. Dazu wird die Anwendbarkeit eines Systems nach dem QI-Standard untersucht, mit dem eine drahtlose Energieversorgung der Aktorspulen in Waagen mit elektromagnetischer Kraftkompensation möglich ist. Außerdem wird die Anwendbarkeit von in die Aktoren integrierter Sensorik in EMK-Waagen untersucht, um eine Genauigkeitssteigerung der Positionsmessung zu erreichen. Hierzu werden zunächst die Grundlagen dargestellt, woraus sich die analytischen Berechnungen ergeben, die mit den numerisch ermittelten Werten und den Messergebnissen verglichen werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/734407572schle.txt
Hausotte, Tino; Balzer, Felix-Gerhard; Vorbringer-Dorozhovets, Nataliya; Manske, Eberhard
Surface and coordinate measurements with nanomeasuring machines. - In: International journal of nanomanufacturing : (IJNM). - Olney : Indersience Enterprise Ltd. : ., ISSN 17469392, Bd. 8 (2012), 5/6, S. 467-483

The nanomeasuring machine (NMM-1) was designed for surface and coordinate measurements within a measurement volume of 25 mm × 25 mm × 5 mm. The machine is equipped with three homodyne plane-mirror miniature interferometers for the measurement of the displacement of a movable corner mirror. The object being measured is placed on the corner mirror, which is positioned by a three-axis drive system. Various measurement tasks are possible depending on the probe system installed. Most of the sensors utilised are one-dimensional tactile or optical surface sensors or probes. In recent years, measurements of three-dimensional features and sidewalls are becoming more important. For these more complex measurements, probe systems with two or three directions of sensitivity are necessary and were therefore integrated into the NMM-1. The article gives an overview of the operation and properties of the NMM-1, its use for surface and coordinate measurements, of integrated probe systems and of two probing systems developed.


Breitkreutz, Paul
Konzeption einer Substitutionsgewichtsschaltung für die hochgenaue Wägetechnik. - 67 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

In der Präzisionswägetechnik besteht die Forderung nach immer höheren Auflösungen. Bei einem derzeit möglichen elektrischen Auflösungsvermögen von 20 Mio. Schritten sind die Grenzen schnell erreicht. Durch Anwendung der mechanischen Substitution können große Messbereiche trotzdem hochaufgelöst wiedergegeben werden. Dabei wird der Messbereich durch Zuschalten von Gewichten auf der Lastseite in Teilbereiche zerlegt. Nach der zugrunde liegenden Aufgabenstellung ist eine rein elektrische Umsetzung, durch die hohe geforderte Auflösung, nicht möglich. Im Rahmen dieser Arbeit soll eine Konzeption für eine Substitutionsgewichtsschaltung erarbeitet werden, die eine solch hohe Auflösung ermöglicht. Dazu ist aus verschiedenen Arbeitsweisen die geeignete zu identifizieren und in einer entsprechenden Konstruktion umzusetzen. Aus dem erarbeiteten Entwurf soll die Fertigung eines funktionsfähigen Prototypen möglich sein.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/732064473breit.txt
Percle, Brandon; Klöckner, Johannes; Manske, Eberhard; Fengler, Wolfgang
Teilsystem zur positionsbezogenen Messdatenverarbeitung für eine Nanopositionier- und Nanomessmaschine. - In: Virtuelle Instrumente in der Praxis 2012 / VIP-Kongress ; 17 (Fürstenfeldbruck) : 2012.10.24-25. : Mess-, Steuer-, regel- und Embedded-Systeme ; Begleitband zum 17. VIP-Kongress. - Berlin ; Offenbach : VDE-Verl., ISBN 978-3-8007-3412-2, (2012), S. 198-202

Die Nanopositionier- und Nanomessmaschinen (NPMM) werden an der Technischen Universität Ilmenau im Sonderforschungsbereich 622 entworfen und untersucht. NPMM ermöglichen das Positionieren und Messen makroskopischer Objekte mit einer Subnanometerauflösung und einer Genauigkeit im Nanometerbereich. Dieser Beitrag stellt eine Fallstudie eines Datenerfassungssystems für eine neue Generation NPMM dar mit einem großen Messbereich von 200 mm x 200 mm x 25 mm. Es wird ein Überblick üer die Anwendung und deren Anforderungen geboten sowie das Systemkonzept am Beispiel des messwerterfassenden und verarbeitenden Teilsystems vorgestellt. Besonderes Augenmerk liegt auf der internen Kommunikation, einschließlich der Einhaltung der Echtzeitbedingungen.


Augustin, Silke; Fröhlich, Thomas; Marin, Sebastian; Lehmann, Harald
Fixpunktthermometer für kleine Rohrquerschnitte. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 79 (2012), 12, S. 559-562

Fixpunktthermometer wurden für den Einsatz in konventionellen Kraftwerken entwickelt und erfolgreich erprobt. Bei dezentraler Energieerzeugung sind zumeist kleinere Rohrdurchmesser (40 - 100 mm) für den jeweiligen Wärmeträgertransport üblich. Die Verwendung von Fixpunkt-Thermometern (mit Miniaturfixpunkttiegeln von mindestens 25 mm Länge) in solchen Rohrleitungen ist mit inakzeptabel großen Strömungsverlusten oder, bei zu geringer, Eintauchtiefe, mit einer Verfälschung der Thermoelement-Temperatur verbunden.


http://dx.doi.org/10.1524/teme.2012.0272
Thess, André; Wegfraß, André; Diethold, Christian; Werner, Michael; Fröhlich, Thomas; Halbedel, Bernd; Hilbrunner, Falko; Resagk, Christian
Noncontact electromagnetic flow measurement in electrolytes. - In: 23rd International Congress of Theoretical and Applied Mechanics / International Congress of Theoretical and Applied Mechanics ; 23 (Beijing) : 2012.08.19-24. - Beijing, 2012, FM11-005, insges. 2 S.

Lorentz force velocimetry (LFV) is a noncontact electromagnetic flow measurement technique that is currently successfully applied for velocity measurements in liquid metals both in laboratory experiments and industry. However, up to now the application of LFV was restricted to conducting fluids with electrical conductivities of the order of 106 S/m such as are encountered in liquid metals. Here we demonstrate that LFV can be successfully extended to poorly conducting fluids (electrolytes) by using high-resolution force measurements.


Augustin, Silke; Fröhlich, Thomas; Mammen, Helge; Ament, Christoph; Güther, Thomas
Thermoelemente für den Einsatz in Abgassystemen von Verbrennungsmotoren. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 79 (2012), 10, S. 472-477
http://dx.doi.org/10.1524/teme.2012.0279
Augustin, Silke; Fröhlich, Thomas; Ament, Christoph; Güther, Thomas
High speed temperature sensors in emission systems of combustion engines. - In: Proceedings of XX IMEKO World Congress / IMEKO World Congress ; 20 (Busan) : 2012.09.09-14. - Busan, ISBN 978-89-950000-5-2, (2012), insges. 5 S.

Temperature sensors used in emission systems of combustion engines must register enormous temperature differences within the shortest periods of time. This serves to protect the engine parts with respect to their temperature stability and to govern the energy efficient functioning of the engine. Numerical calculations according to the Finite Elements Method are used to estimate static-thermal measurement errors and dynamic characteristics primarily concerning medium specificity and construction of the temperature sensors. Prediction models are used to correct the dynamic behaviour and to predict the medium temperature faster accurately.


Diethold, Christian; Hilbrunner, Falko; Fröhlich, Thomas; Manske, Eberhard
Nanopositioning system with combined force measurement based on electromagnetic force compensated balances. - In: Proceedings of XX IMEKO World Congress / IMEKO World Congress ; 20 (Busan) : 2012.09.09-14. - Busan, ISBN 978-89-950000-5-2, (2012), insges. 5 S.

This paper descusses a novel nanopositioning system which is based on an electromagnetic force compensated (EMC) balance. In addition to the positioning the actuating force can also be measured. This enables the measurement of force displacement curves of springs tith a wide variety of spring constants. The measurement renge of the spring constants is up to 10(10) N/m with a maximum resolution of about 0.01 N/m. Compared to other principes for measuring the spring constant the introduced method is more sophisticated. Both force as well as the displacement can be measured traceable and simultaneously.


Kühnel, Michael; Hilbrunner, Falko; Büchner, Hans-Joachim; Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Fröhlich, Thomas
Traceable determination of mechnical parameters of binocular shaped force transducers according to EN ISO 376. - In: Proceedings of XX IMEKO World Congress / IMEKO World Congress ; 20 (Busan) : 2012.09.09-14. - Busan, ISBN 978-89-950000-5-2, (2012), insges. 6 S.

This paper discusses the traceable determination of mechanical parameters of monolithic binocular shaped dual beam spring elements that are applied as force transducers and load cells in the mass and force metrology. Thereby it mainly deals with the measurement fo the specific values creeping, reversibility, reproducibility, zero error and interpolation error which are defined in applicable regulations such as the EN ISO 376 standard or the OIML recommendation R 60. Our determination of those parameters is based on an interferometric deformation measurement of a loaded binocular shaped dual beam spring element which is made of the common aluminium alloy AW 2024. Generally there is no restriction on the spring element material. The parameters mentioned above are derived from the measured interferometer signal according to the END ISO 376 standard and are thus traceable to the wavelength of light. The used measurement setup is introduced, measurements of the mentioned parameters are presented and their uncertainty is depicted. It is proved that the setup is suitable to classify dual beam spring elements according to the highest accuracy Class 00 of ENd ISO 376.


Hilbrunner, Falko; Weis, Hanna; Petzold, Ralf; Fröhlich, Thomas; Jäger, Gerd
Investigation on the impedance-frequency-response for a dynamic behaviour description of elecromagnetic force compensated load-cells. - In: Proceedings of XX IMEKO World Congress / IMEKO World Congress ; 20 (Busan) : 2012.09.09-14. - Busan, ISBN 978-89-950000-5-2, (2012), insges. 5 S.

In this paper, a method for deriving significant parameters for the description of the dynamic behaviour of electromagnetic force compensated loadcells (EMC) from its impedance-frequency-response is presented. With these parameters, the dynamical behaviouf of a load-cell can be depicted and classified near its main resonance frequency, or by going the inverse way the load-cell can be designed based ont he favored parameters to fulfill the desired criteria concerning the dynamical behaviour. This method is based on the estimation of parameters describing the behaviour of electrodynamic speakers, called Thiele-Small-Parameters, which is state of the art for designing loudspeakers. It will be demonstrated that the controller design for the EMC load-cell can be based on the derived parameters.


Goj, Boris; Vorbringer-Dorozhovets, Nataliya; Wystup, Clemens; Hoffmann, Martin; Manske, Eberhard
Electromagnetic changer for AFM tips. - In: 23rd Micromechanics and Microsystems Europe Workshop / Micromechanics and Microsystems Europe Workshop ; 23 (Ilmenau) : 2012.09.09-12. - Ilmenau : Verl. ISLE, ISBN 978-3-938843-71-0, (2012), insges. 4 S.

Augustin, Silke; Fröhlich, Thomas; Mammen, Helge; Ament, Christoph; Güther, Thomas
Thermoelemente für den Einsatz in Abgassystemen von Verbrennungsmotoren. - In: Sensoren und Messsysteme 2012 / GMA/ITG-Fachtagung ; 16 (Nürnberg) : 2012.05.22-23. - Wunstorf : AMA Service GmbH, ISBN 978-3-9813484-0-8, (2012), S. 770-779

Manske, Eberhard; Jäger, Gerd; Füßl, Roland; Balzer, Felix; Machleidt, Torsten
Nanomess- und Nanopositioniergeräte für die nanometergenaue Positionierung, Messung und Bearbeitung von Oberflächen und Strukturen : Schwerpunkt: B5 Nanomessmaschinen. - In: Sensoren und Messsysteme 2012 / GMA/ITG-Fachtagung ; 16 (Nürnberg) : 2012.05.22-23. - Wunstorf : AMA Service GmbH, ISBN 978-3-9813484-0-8, (2012), S. 490-498

Augustin, Silke; Fröhlich, Thomas; Marin, Sebastian; Breitkreutz, Paul; Lehmann, Harald
Fixpunktthermometer für kleine Rohrquerschnitte. - In: Sensoren und Messsysteme 2012 / GMA/ITG-Fachtagung ; 16 (Nürnberg) : 2012.05.22-23. - Wunstorf : AMA Service GmbH, ISBN 978-3-9813484-0-8, (2012), S. 95-104

Schalles, Marc; Blumröder, Götz
Berechnung des effektiven Emissionsgrades von Referenzstrahlern aus Aluminiumoxid. - In: Sensoren und Messsysteme 2012 / GMA/ITG-Fachtagung ; 16 (Nürnberg) : 2012.05.22-23. - Wunstorf : AMA Service GmbH, ISBN 978-3-9813484-0-8, (2012), S. 88-94

Wegfraß, André; Resagk, Christian; Diethold, Christian; Fröhlich, Thomas; Werner, Michael; Halbedel, Bernd; Thess, André
Lorentz force velocimetry for poorly conducting fluids - development and validation of a novel flow rate measurement device. - In: Journal of iron and steel research international : . - Beijing : Ed. Board, ISSN 1006706X, Bd. 19Bd. 19.2012, Suppl. 1-2, S. 613-616
Heinicke, Christiane; Pulugundla, Gautam; Tympel, Saskia; Boeck, Thomas; Karcher, Christian; Schumacher, Jörg; Rahneberg, Ilko; Fröhlich, Thomas; Hilbrunner, Falko; Thess, André
Lorentz force velocimetry for local velocity measurement. - In: Journal of iron and steel research international : . - Beijing : Ed. Board, ISSN 1006706X, Bd. 19Bd. 19.2012, Suppl. 1-1, S. 578-581
Thewes, Robert
Aufbau und Erprobung eines Demonstrators zur Validierung der Modellierung thermischer Systeme. - 52 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit dem Aufbau eines Demonstrators zur Validierung von den Simulationsergebnissen eines thermischen Modells. Dieses Modell ist eine starke Vereinfachung der Realität. In diesem existiert ein eindimensionaler, homogener Stab, beliebiger Länger und Durchmesser, der an jeder Stelle perfekt thermisch isoliert ist. Das bedeutet, dass kein Wärmeaustausch mit der Umgebung durch Wärmeleitung, Konvektion oder Strahlung möglich ist. Lediglich der Wärmeaustausch längst des Stabes ist möglich. Außerdem ist an der Stirnseite des Stabes ein idealer Wärmeeintrag möglich, so dass beliebige Temperaturen in beliebig kurzer Zeit vorgegeben werden können. Auch das ist eine starke Vereinfachung der Realität, da hierzu sehr hohe Leistungen nötig wären, wie durch Anwendung des Fourierschen Gesetz erkennbar wird. Weiterhin wird der Stab in sieben Elementen diskretisiert. Jedes der Elemente besitzt eine bestimmte Temperatur und jeweils zwei Kopplungen zu den benachbarten Teilen durch Wärmeleitung. Das Modell hat den Zweck zu untersuchen, wie sich die Temperatur an der Stirnseite zeitlich ändern muss, damit zu einem bestimmten Zeitpunkt in dem gesamten Stab ein vorgegebenes Temperaturprofil vorhanden ist. Der aufgebaute Demonstrator soll das Modell in der Praxis darstellen. Dazu wurde das thermische System in der Praxis aufgebaut. Weiterhin wurde eine Möglichkeit geschaffen, die Temperatur an der Stabstirnseite durch einen Leistungseintrag vorzugeben sowie alle nötigen Temperaturen der Stabelemente zu messen. Der berechnete Leistungseintrag, der zum Erreichen eines Temperaturprofils über den gesamten Stab nötig ist, wurde durch den Demonstrator unter verschiedenen Bedingungen realisiert. Die gemessenen Werte wurden mit den theoretisch ermittelten Werten verglichen. Diese Arbeit hat zum Ziel, das beschriebene Modell bestmöglich in die Realität zu übertragen und es anhand der tatsächlich gemessenen Werte zu überprüfen. Die Simulation des thermischen Modells durch FEM, die Konstruktion des Demonstrators sowie die Messung an diesem, sind somit ebenfalls Teil dieser Masterarbeit und werden ausführlich im Kapitel Grundlagen beschrieben. Der Aufbau und die Ansteuerung des thermischen Systems wurden mit Hilfe des Instituts für Prozessmess- und Sensortechnik an der Technischen Universität Ilmenau realisiert.


Wand, Michael
Metrologische Untersuchung und Optimierung eines interferenzoptischen 3-D-Mikrotasters. - 53 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Continuing miniaturization of system components is increasing the importance of 3D micro- and nanomeasuring technology. This fact has been driving the research and development of various probe systems. These systems can be divided into optical and tactile devices based on their operating mode. A 3D microprobe with an optical detection system and exchangeable styli was developed at the Ilmenau University of Technology's Institute of Process Measurement and Sensor Technology and integrated into the NMM-1. The focus of this bachelor thesis is the investigation of the metrological properties of the stylus, especially displacement resolution, positioning reproducibility, drift and linearity. The goal was to compare these parameters with other similar systems and to determine the direction of further development. Additionally, directional dependence of the probe system was verified and investigated more closely with the help of force measuring equipment. Minimizing directional dependence is essential for the optimization of the 3D microprobe. Furthermore, investigations identified some potential for improvement of the deflection measuring system.


Balzer, Felix G.; Gerhardt, Uwe; Hausotte, Tino; Albrecht, K.; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Application of a novel fibre-coupled confocal sensor in a nanopositioning and nanomeasuring machine. - In: Proceedings of the 12th International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology / International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology ; 12 (Stockholm) : 2012.06.04-08. : June 4th - 7th [8th] 2012, Stockholm, Sweden. - Bedford : Euspen, ISBN 978-0-9566790-0-0, (2012), S. 88-91

Heyne, Marko; Balzer, Felix; Theska, René
Experimental investigation of the stiffness of planar ball guides. - In: Proceedings of the 12th International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology / International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology ; 12 (Stockholm) : 2012.06.04-08. : June 4th - 7th [8th] 2012, Stockholm, Sweden. - Bedford : Euspen, ISBN 978-0-9566790-0-0, (2012), S. 485-488

Nasada, Dirk
Konzeption und Aufbau einer Prüfanlage für Plattform- und Achslastwaagen im Modellmaßstab. - 57 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Diese Abschlussarbeit behandelt die Konzeption und praktische Umsetzung einer Anlage zur Demonstration der Plattform- und Achslastwägung im Modellmaßstab. Zu diesem Zweck wird ein Grundaufbau konstruiert, gefertigt und montiert. Für die Messung der Gewichtskraft werden Dehnmessstreifen-Wägezellen (DMS-Wägezellen) der Firma Sartorius Weighing Technology GmbH (Sartorius) verbaut und durch eine National Instruments (NI) ENET-9237 Box ausgewertet. Als selbstangetriebene Fahrzeuge werden Modellautos der Marke Carrera® verwendet, sie werden digital über einen Mikrocontroller gesteuert. Die Position der Autos wird dabei von Lichtschranken ermittelt, welche aus einer Infrarot-Led (IR-LED) im Fahrzeug und in die Fahrbahn eingelassenen Fototransistoren bestehen. Die Auswertung der Signale dieser Sensoren wird ebenfalls durch den Mikrocontroller durchgeführt. Damit der Mikrocontroller seine Aufgaben erfüllen kann, wurde ein kontinuierlich ablaufendes Programm erzeugt. Sowohl die NI Box als auch der Mikrocontroller kommunizieren mit einem Computer. Für die Auswertung der Schnittstellen wurde eine graphische Nutzeroberfläche programmiert, welche die Steuerung der Fahrzeuge und die Auswertung, Darstellung und Speicherung der von den Wägezellen eingelesenen Messdaten ermöglicht. Abschließend wurden Qualität und Konsistenz der Messergebnisse durch Testmessungen an beiden verbauten Waagen, bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten, überprüft. Hierbei wurden die Unsicherheiten der Messergebnisse von Wägewert und Geschwindigkeit ermittelt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/726744360nasad.txt
Rogge, Norbert
Konzeption und Aufbau eines Präzisionshygrostaten nach dem Adsorptionsverfahren. - 66 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Bei der Herstellung von Klimasensoren müssen diese abschließend kalibriert werden, um die Verlässlichkeit der späteren Messwerte zu prüfen und gegebenenfalls Kennlinienfehler zu korrigieren. Dafür müssen Gerätschaften vorhanden sein, die in der Lage sind ein vorgebenes Klima bezüglich Temperatur, Druck und Luftfeuchte einzustellen. Für die Feuchte werden dazu in der Regel Klimaschränke eingesetzt, die die Luft mittels Verdampfer befeuchten. Für höhere Genauigkeitsanforderungen werden diese durch Zwei-Druck-Feuchte-Generatoren ersetzt. Diese stellen zwar auch das nationale Normal für die Gasfeuchte dar [PTB12], sind jedoch relativ teuer und groß gegenüber ihrem Nutzvolumen. Daher soll in dieser Arbeit ein Hygrostat aufgebaut werden, welcher die Luftfeuchtigkeit mit Hilfe der Sorption von Wasser an Silica-Gel konditioniert. Mittels eines Peltierelementes wird die Temperatur des Silica-Gels verändert und so das Gleichgewicht zwischen sorbiertem Wasser und der Luftfeuchte verschoben. Diese Vorgänge finden in einer von der Umgebung abgeschlossenen Kammer statt, um Störungen durch die Umgebungsluftfeuchte zu minimieren. Zur Konzeption des Hygrostaten wurde der Einfluss verschiedener Parameter auf die erreichbare Luftfeuchte berechnet und diese Ergebnisse durch experimentelle Untersuchungen überprüft. Dafür wurden entsprechende Schaltungen aufgebaut, um die Messwerte der digitalen Sensoren abzufragen oder damit der Strom des Peltierelementes umgepolt werden kann. Somit war es möglich das Peltierelement sowohl zum Heizen, als auch zum Kühlen einzusetzen. Mit diesem Aufbau war es möglich die Taupunkttemperatur der Kammerluft in einem Bereich von -20 &ring;C bis 25 &ring;C einzustellen. Durch den Einsatz von unstetigen Reglern war es zudem möglich die Taupunkttemperatur in fast dem gesamten Bereich auf ±100mK um den Sollwert zu stabilisieren.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/726547743rogge.txt
Jäger, Gerd
Challenges and limitations of nanomeasuring technology. - In: IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC), 2012 : 13 - 16 May 2012, Congress Graz, Graz, Austria ; proceedings. - Piscataway, NJ : IEEE / IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference (Graz) : 2012.05.13-16., ISBN 978-1-4577-1773-4, (2012), insges. 5 S.

http://dx.doi.org/10.1109/I2MTC.2012.6229155
Wegfraß, André; Diethold, Christian; Werner, Michael; Resagk, Christian; Fröhlich, Thomas; Halbedel, Bernd; Thess, André
Flow rate measurement of weakly conducting fluids using Lorentz force velocimetry. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 23 (2012), 10, S. 105307, insges. 6 S.
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/23/10/105307
Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Multi-sensor approach for multivalent applications in nanometrology. - In: International journal of automation and smart technology : AUSMT. - Taipei : National Taiwan Univ, ISSN 22239766, Bd. 2 (2012), 2, S. 141-145

The field of nanometrology is subject to increasing complexity as dimensional structures become more intricate with smaller structural widths and increasingly larger surface areas, and with the inclusion of thousands of inspection features. The relevant metrology tools thus need to provide the ability to measure in three dimensions with atomic resolution over large areas, and at a speed/throughput suitable for industrial applications. Ilmenau developed Nanopositioning and Nanomeasuring Technologies with an measuring range of tens of millimeter, subnanometer resolution and nanometer accuracy, allowing for combination with a multi-sensor approach for multivalent measurement and positioning applications in nanometrology.


http://dx.doi.org/10.5875/ausmt.v2i2.149
Manske, Eberhard; Jäger, Gerd; Hausotte, Tino
A multi-sensor approach for complex and large-area applications in micro and nanometrology. - In: MeasureMeasure : the journal of measurement science. - Boulder, Colo : NCSL International : . - Boulder, Colo. : NCSL International, ISSN 19315775, Bd. 7 (2012), 2, S. 44-50

In micro and nanotechnology, the metrological demands are increasing. The structures to be measured are becoming more complex with smaller structure widths, increasingly larger surface regions, and thousands of inspection features. In order to solve the problems, it has become desirable and even necessary to combine multi-sensor technology with high precision nanopositioning and nanomeasuring technology. The Nanopositioning and Nanomeasuring Machine NMM-1 with a measuring range of 25 mm x 25 mm x 5 mm and sub-nanometer resolution allows the application of several optical, tactile and atomic force probes. The combination of several sensor technologies in multi-sensor approach for application with the NMM-1 is demonstrated.


Stashchak, Roman; Sternkopf, Christian
Frequenzstabilisierung einer 632,8 nm- Laserdiode durch Frequenzkopplung an einen stabilisierten He-Ne-Laser. - 52 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Gegenstand dieser Arbeit ist die Frequenzstabilisierung einer 632,8nm- Laserdiode von Sacher LYNX TEC100[18] durch Frequenzkopplung an einen stabilisierten He-Ne-Laser. Das Funktionsprinzip der Laserdiode, ihre Funktionsweise, Frequenzstabilisierungsmöglichkeiten und auch Grundlagen der Reglungsstechnik wurden berarbeitet. Ein Differenzfrequenzmessungsaufbau aus zwei Lasern wurde aufgebaut und Messungen durchgeführt. Ein Regler für die Laserdiodenfrequenzstabilisierung durch Piezospannungsregelung des Gitters wurde entworfen und simuliert. Die Simulation hat gute Ergebnisse für die Realisierung gezeigt. Weiterhin wurde ein experimenteller Aufbau für die Laserdiodenstabilisierung gelötet. Dabei wurde eine PLL-Karte mit Loop Filter entwickelt und in Betrieb genommen. Alle notwendigen Software-Komponenten wurden programmiert. Stabilitätsmessungen mit einem selbst gebauten Regelungssystem sind durchgeführt worden und die Funktionalität wurde überprüft.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/719935946stash.txt
Henning, Markus
Untersuchungen zur Optimierung des Prüfprozesses der Volumenabgabe an Kraftstoffzapfsäulen. - 112 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2012

Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit Untersuchungen zur Optimierung der eingesetzten Messtechnik zur Bestimmung von abgegebenen Kraftstoffmengen an Tankstellen. Es wurde eine theoretisch optimale, volumetrische Prüfvorrichtung ermittelt und vorhandene Prüfvorrichtungen in Teilaspekten, wie beispielsweise der nötigen Rüstzeit, mit der optimalen verglichen. Dabei wurden, anhand gegebener Bedingungen, parametrisierte Modelle von zwei repräsentativen Prüfvorrichtungsvarianten aufgestellt, die einen objektiven Vergleich der nötigen Rüstzeiten erlauben. Die Prüfvorrichtung mit mehreren Zwischentanks hat sich als vorteilhafter herausgestellt. Um die nötigen Prozesse und Abläufe einer Eichung mit den beiden repräsentativen Prüfvorrichtungsvarianten besser darzustellen, wurden Prozessablaufpläne erstellt, die den gesamten Messvorgang wiedergeben. Anwendungsorientierte Untersuchungen hinsichtlich Schaumbildung und Abtropfverhalten wurden durchgeführt. Dabei wurde eine Möglichkeit zur Abschätzung der nötigen Rüstzeit bei Schaumbildung gefunden. Auch aufgrund der zusätzlichen Beimischung regenerativer Biokraftstoffe wurde vorgeschlagen, die Vorgehensweise zur Bestimmung der Messunsicherheit für Diesel anzupassen. Alternativ kann die Abtropfzeit bei Diesel erhöht werden. Begründete Zusammenhänge legen die Vermutung nahe, dass die Abtropfzeit bei Diesel zu gering ist und angepasst werden muss. Weitere Messungen können diese Vermutung beweisen. Diese beiden Alternativen berücksichtigen die besonderen Eigenschaften des Diesels besser und ermöglichen eine Anpassung an die geänderten Gegebenheiten der Kraftstoffgemische. Bei der Untersuchung alternativer Messprinzipien zur Volumenermittlung wurde die Durchflussmesstechnik jedoch bedingt ausgeschlossen. Die Verwendung des gravimetrischen Messprinzips kann empfohlen werden, falls ein geeigneteres Dichtemessgerät benutzt werden kann. Die Kombination eines separaten Dichtemessgerätes und der GraVol ist ein Ansatz zur Verwendung eines alternativen Messprinzips. Ein weiteres alternatives Messprinzip ist die Verwendung einer automatisierten, volumetrischen Prüfvorrichtung. Diese Prüfvorrichtung wurde in Grundzügen beschrieben und mögliche Einflüsse erfasst, jedoch ohne eine diese zu quantifizieren. Alle beschriebenen alternativen Messprinzipien haben die Gemeinsamkeit, dass sie durch die Automatisierung den Gesamtprozess einer Eichung hinsichtlich seines Auf-wandes optimieren, die Manipulationssicherheit erhöhen und eine größere Flexibilität aufweisen. Weiterhin werden kaum oder nicht beherrschbare Probleme wie Schaumbildung und Abtropfverhalten teilweise oder ganz umgangen. Um die Eignung der alternativen Prüfvorrichtungen zu belegen sind Praxistests mit vorhandenen oder noch zu entwickelnden Prototypen durchzuführen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/719439833henni.txt
Gräser, Philipp
Untersuchung und Spezifizierung ausgewählter Parameter von stabilisierten He-Ne-Lasern. - 37 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Die Arbeit beschäftigt sich mit Möglichkeiten zur Einschätzung der Güte bzw. Qualität von stabilisierten He-Ne-Lasern. Es werden zwei Parameter, welche für den Einsatz der Laser entscheidend sein können vorgestellt. Dabei handelt es sich um die Frequenzstabilität der Strahlung und um die Modenunterdrückung im Nutzstrahl. Bei der Frequenzstabilität wird die Auswertung von aufgenommenen Frequenzmessreihen genauer betrachten. Es werden die normale und die überlappende Allan-Varianz als Alternative zur herkömmlichen Varianz vorgestellt. Die Vorteile und Möglichkeiten der beiden vorgestellten Varianzen werden beschrieben und anhand von Beispielen belegt. Außerdem wird erläutert auf welchem Weg man von einem stabilisierten Lasersystem zur Darstellung der Graphen für Varianz, normale und überlappende Allan-Varianz gelangt. Im zweiten Teil der Arbeit werden zwei Methoden vorgestellt, welche der Ermittlung, des bei einem stabilisierten Laser erreichten Auslöschungsverhältnisses der benachbarten, senkrecht zueinander stehenden Moden, dienen. Es werden der Messaufbau, das Prinzip und die Vor- und Nachteile beider Methoden erläutert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/718199456graes.txt
Foullon, Alexander
Entwicklung eines optischen Tastschnittsensors. - 80 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Durch die rasante Entwicklung der Mikro- und Nanotechnologie werden gleichzeitig Technologien gefordert, um die vielen daraus entstehenden Aufgaben zu bewältigen. Vielmehr entwickelt sich dazu ein Trend zur Multisensorik. Mit der Entwicklung eines optischen Tastschnittsensors, der Integration in einen Mikroskop-Revolver und der Verwendung in einer Nanopositionier- und Messmaschine wird ein einzigartiges Multisensor-Konzept vervollständigt, dass so noch an keiner NPMM umgesetzt wurde. Der entwickelte Tastschnittsensor basiert auf einer Membranfederführung, dessen Membranfedern dimensioniert und ausgelegt werden müssen. Die optische Antastung erfolgt über einen Fokussensor. Der Tastschnittsensor wird mit verschiedenen Membranfederdesigns und Vorspannungsvarianten auf seine grundlegenden metrologischen Eigenschaften und seine Scaneigenschaften hin untersucht. Bei den Untersuchungen zeigt er gute Ergebnisse in Bezug auf Reproduzierbarkeit, Hysterese, Linearitätsabweichung, vertikale Auflösung, Drift und seiner Scaneigenschaften. Die Scaneigenschaften wurden mit einem Tiefennormal mit einer Nominal-Tiefe von 50 m verifiziert. Die Ergebnisse aus den Untersuchungen zeigen ein großes Potential für weiterführende Arbeiten und die Integration in das Multisensor-Konzept der NMM-1.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/717738469foull.txt
Heidenblut, Peter
Vorrichtung zur Erhöhung des Messvolumens der Nanopositionier- und Nanomessmaschine NMM-1. - 86 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Im Institut für Prozessmess- und Sensortechnik der TU Ilmenau wurde in Zusammenarbeit mit dem Zentrum für Bild- und Signalverarbeitung e. V. und der SIOS Messtechnik GmbH eine Nanomessmaschine entwickelt. Die NMM-1 hat ein Messvolumen von 25 mm x 25 mm x 5 mm mit einer Positionsauflösung von 0,1 nm. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Erweiterung des Messvolumens der NMM-1. Der mechanische Aufbau der erweiterten NMM-1 soll in den metrologischen Rahmen und auf den Granitsockel der NMM-1 integriert werden. Die Positioniereigenschaft der NMM-1 wurde durch ein- und mehrdimensionale Bewegungen für die Bewegungsachsen untersucht. Im zweiten Teil der Masterarbeit wurde das Messvolumen erweitert, woraus sich Änderungen in der Konstruktion und bei den zu bewegenden Massen ergeben. Dies impliziert die Überarbeitung der Gewichtskraftkompensation (GKK) zur Entlastung der Linearantriebe für die vertikale Bewegung. Für die GKK wurden mehrere Schenkelfedern untersucht und eine ausgewählt. Eine Schenkelfeder kann die zu kompensierenden Massen und die Erweiterung des vertikalen Bewegungsbereiches nicht gleichmäßig kompensieren. Eine alternative Variante kann mit der Parallelschaltung aus zwei Schenkelfedern erreicht werden. Diese kann eine deutlich bessere Kompensation über den größeren Bewegungsbereich sowie eine Reduzierung der Verlustleistung der Z-Antriebe von 20 % erreichen. Mit den durchgeführten konstruktiven Veränderungen kann das Messvolumen der NMM-1 auf 48 mm x 48 mm x 18 mm deutlich erweitert werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/717738035heide.txt
Augustin, Silke; Fröhlich, Thomas; Mammen, Helge; Irrgang, Klaus; Meiselbach, Uwe
Determination of the dynamic behaviour of high-speed temperature sensors. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 23 (2012), 7, S. 074024, insges. 9 S.
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/23/7/074024
Schalles, Marc; Blumröder, Götz
Calculation of the effective emissivity of blackbodies made of alumina. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 23 (2012), 7, S. 074023, insges. 6 S.
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/23/7/074023
Weis, Hanna; Hilbrunner, Falko; Fröhlich, Thomas; Jäger, Gerd
Mechatronic FEM model of an electromagnetic-force-compensated load cell. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 23 (2012), 7, S. 074018, insges. 10 S.
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/23/7/074018
Diethold, Christian; Hilbrunner, Falko
Force measurement of low forces in combination with high dead loads by the use of electromagnetic force compensation. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 23 (2012), 7, S. 074017, insges. 7 S.
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/23/7/074017
Müller, Andreas; Hofmann, Norbert; Manske, Eberhard
Approaching nanometre accuracy in measurement of the profile deviation of a large plane mirror. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 23 (2012), 7, S. 074014, insges. 6 S.
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/23/7/074014
Sparrer, Erik; Machleidt, Torsten; Hausotte, Tino; Franke, Karl-Heinz; Manske, Eberhard
A framework for using optical sensors in nanomeasuring machines over I++/DME. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 23 (2012), 7, S. 074013, insges. 8 S.
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/23/7/074013
Guliyev, Elshad; Volland, Burkhard E.; Sarov, Yanko; Ivanov, Tzvetan; Klukowski, Michal; Manske, Eberhard; Rangelow, Ivo W.
Quasi-monolithic integration of silicon-MEMS with piezoelectric actuators for high-speed non-contact atomic force microscopy. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 23 (2012), 7, S. 074012, insges. 8 S.
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/23/7/074012
Hesse, Steffen; Schäffel, Christoph; Mohr, Hans-Ulrich; Katzschmann, Michael; Büchner, Hans-Joachim
Design and performance evaluation of an interferometric controlled planar nanopositioning system. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 23 (2012), 7, S. 074011, insges. 10 S.
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/23/7/074011
Machleidt, Torsten; Sparrer, Erik; Manske, Eberhard; Kapusi, Daniel; Franke, Karl-Heinz
Area-based optical 2.5D sensors of a nanopositioning and nanomeasuring machine. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 23 (2012), 7, S. 074010, insges. 6 S.
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/23/7/074010
Balzer, Felix G.; Gerhardt, Uwe; Hausotte, Tino; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Fibre-coupled monochromatic zero-point sensor for precision positioning systems using laser interferometers. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 23 (2012), 7, S. 074008, insges. 8 S.
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/23/7/074008
Sternkopf, Christian; Diethold, Christian; Gerhardt, Uwe; Wurmus, Jens; Manske, EberhardSternkopf, Christian; Diethold, Christian; Gerhardt, Uwe; Wurmus, Jens; Manske, Eberhard
Heterodyne interferometer laser source with a pair of two phase locked loop coupled He-Ne lasers by 632.8 nm. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 23 (2012), 7, S. 074006, insges. 6 S.
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/23/7/074006
Köchert, Paul; Flügge, Jens; Weichert, Christoph; Köning, Rainer; Manske, Eberhard
Phase measurement of various commercial heterodyne He-Ne-laser interferometers with stability in the picometer regime. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 23 (2012), 7, S. 074005, insges. 6 S.
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/23/7/074005
Hausotte, Tino; Percle, Brandon; Gerhardt, Uwe; Dontsov, Denys; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Interference signal demodulation for nanopositioning and nanomeasuring machines. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 23 (2012), 7, S. 074004, insges. 8 S.
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/23/7/074004
Manske, Eberhard; Jäger, Gerd; Hausotte, Tino; Füßl, Roland
Recent developments and challenges of nanopositioning and nanomeasuring technology. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 23 (2012), 7, S. 074001, insges. 10 S.
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/23/7/074001
Krapf, Gunter; Mammen, Helge; Blumröder, Götz; Fröhlich, Thomas
Influence of impurities on the fixed-point temperature of zinc: estimations by the SIE method and practical limitations. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 23 (2012), 7, S. 074022, insges. 10 S.

This publication deals with the practical challenge of describing the impurity influence on the fixed-point temperature of zinc. For this, the sum of individual estimate (SIE) approach is applied to miniaturized fixed-point cells (MFPC) filled with high-purity zinc that can be used in industrial applications. This includes comparative analyses by glow discharge mass spectroscopy as well as mass spectroscopy with inductive coupled plasma to quantify the impurity concentrations in zinc. Furthermore, the element-specific and concentration-dependent temperature deviations are presented for the fixed-point material zinc. For this, binary phase diagrams as well as thermal calculations and experimental data were analysed to extract the relevant sensitivity coefficients. Besides, results from SIE analyses of MFPCs are presented and their uncertainties are compared. On this basis, practical limits of the SIE method are identified and discussed.


http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/23/7/074022
Rauer, Emanuel
Ermittlung und Bewertung des Wärmetransports des elektromagnetischen Schaltventils MSV5 der Hochdruckpumpe für die Benzin-Direkteinspritzung. - 115 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Das Ziel, die Schadstoffemission zu minimieren, stellt die Automobilindustrie vor große Herausforderungen. Die Weiterentwicklung der komplexen Einspritzsysteme bietet in der Hinsicht sehr großes Potential. Obwohl der Kostendruck bei der Entwicklung weiter steigt, werden die Anforderungen an die verwendeten Bauteile und Materialien größer. Eine genaue Betrachtung und exakte Kenntnis der Wirkzusammenhänge sind unabdingbar. In dieser Arbeit wird der Wärmetransport einer Magnetspule untersucht. Diese ist Teil des Systems für die Benzin-Direkteinspritzung bei Ottomotoren der Firma Bosch. Für die Betrachtung des Problems wird ein analytisches Berechnungsmodell auf Basis der Wärmeleitung und des Wärmeübergangs erstellt. Die Ergebnisse des Berechnungsmodells werden mit den Messergebnissen verglichen und mit den numerischen Simulationsergebnissen validiert. Die stationäre Temperaturfeldberechnung wird auf Basis der Finiten-Elemente-Methode durchgeführt. Als Simulationswerkzeug wird Ansys Workbench verwendet.


Bock, Christopher; Sternkopf, Christian
Konstruktion eines Heterodyn-Laserinterferometers zur simultanen Längen und Winkelmessung in drei Raumrichtungen. - 70 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

In dieser Arbeit wird aus dem bestehenden Grundprinzip eines fasergekoppelten Heterodyn-Laserinterferometers ein Messkopf erarbeitet. Dieser soll eine simultane Aufnahme der Längen und Winkel in den drei Raumrichtungen ermöglichen. Das Laser-interferometer war ursprünglich für einen Testaufbau vorgesehen und wird für den drei achsigen Aufbau angepasst. Weiterhin wird ein Überblick erhältlicher optischer Bauelemente und deren Eignung für ein Heterodyn-Laserinterferometer gegeben. Abschließend wird auf Grundlage, der gewonnen Erkenntnisse eine Strategie zur Justage des Messaufbaus erarbeitet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/71691221Xbock.txt
Püschel, Nils
Erarbeitung von Auswertelogiken für Fahrversuchsmessdaten in der Fahrwerksentwicklung der BMW AG. - 81 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Mit der vorliegenden Bachelor-Arbeit soll die Auswertung von Fahrversuchsmessdaten als Prozess in die Fahrwerkkonstruktion integriert werden. Ausgehend von der Recherche des Stands der Technik bezüglich Fahrwerk und Messtechnik werden Modellfunktionen erstellt und validiert, welche die automatisierte Auswertung von Bewegungsmessdaten von Rad und Motor ermöglichen. Die Analysen beziehen sich auf Fahrwerkkomponenten der Vorderachse sowie auf Teile des Antriebsstrangs wie Abtriebswellen und das Vorderachsgetriebe bei Allradfahrzeugen. Die Verarbeitung der Daten erfolgt computergestützt, weshalb zusätzlich Schnittstellen generiert werden, die eine autarke Handhabung der benötigten Mess- und Konstruktionsdaten zwischen unterschiedlichen Softwareanwendungen zulassen. Um das Leistungsvermögen dieser Methode aufzuzeigen, werden beispielhaft zwei Untersuchungen angestellt. Zum einen wird die Kinematik der Abtriebswelle in Bezug auf Beugewinkel und Verschiebewege der Gelenke während der Fahrmanöver berechnet. Zum anderen wird die zeitabhängige Lage des Motors auf mögliche Kollisionen mit anderen Komponenten analysiert. Dadurch können kritische Fahrmanöver und Fahrzustände identifiziert und im Nachhinein auf Kundenrelevanz untersucht werden. Außerdem wird der Entwickler befähigt, Einsparpotentiale bei der Auslegung von Achskonzepten zu erkennen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/716570459puesc.txt
Bleil, Christian
Anwendung von Peltier-Regelkreisen zur temperaturstabilen Thermostatisierung elektrischer Referenzbauelemente. - 85 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Für die Langzeituntersuchung von Messgeräten werden in der Prozess- und Messtechnik oftmals elektrische Referenzbauelemente eingesetzt. Um einen temperaturbedingten Widerstandsdrift dieser zu vermeiden, soll ein Thermostat aufgebaut werden, in welchem bis zu vier Referenzwiderstände, indirekt, temperiert werden können. Als Grundlage für einen solchen Thermostaten dient hierbei eine konventionelle Kühlbox, welche über ein Peltierelement und einen Luftumwälzventilator verfügt. Über eine geeignete Regelung soll die Temperatur innerhalb des Thermostaten auf einen absoluten Wert von rund 23 &ring;C stabilisiert werden. Zudem soll eine möglichst hohe Kurz- und Langzeittemperaturstabilität erreicht werden. Im Verlauf dieser Arbeit wurden die verschiedenen systemrelevanten Bauteile analysiert, sowie ein entsprechender Thermostat aufgebaut. Zudem erfolgte der Vergleich und die Untersuchung der Regeleigenschaften verschiedener Reglerschaltungen in realitätsnahen Messungen. Weiterhin ist der Aufbau einer thermischen Masse zur indirekten Temperierung, die Dimensionierung eines eigenen, analogen Regelkreises, sowie der Aufbau eines Leistungsstellers zur Stromversorgung des Peltierelements beschrieben. Der aufgebaute Thermostat ist in der Lage bis zu vier Referenzbauelemente, bei einer maximalen Raumtemperaturänderung von ±5 K, auf 23 &ring;C zu temperieren. Hierbei wurde eine temperaturunabhängige Kurzzeitstabilität von ±2 mK oder besser erreicht. Als Langzeittemperaturdrift des Systems konnte ein Wert von maximal 5 mK bei einer Änderung der Raumtemperatur um 1 K ermittelt werden. Somit konnte ein Thermostat entwickelt werden, welcher die gegebenen Anforderungen erfüllt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/716087340bleil.txt
Wegfraß, André; Diethold, Christian; Werner, Michael; Fröhlich, Thomas; Halbedel, Bernd; Hilbrunner, Falko; Resagk, Christian; Thess, André
A universal noncontact flowmeter for liquids. - In: Applied physics letters. - Melville, NY : American Inst. of Physics, ISSN 10773118, Bd. 100 (2012), 19, S. 194103, insges. 4 S.
http://dx.doi.org/10.1063/1.4714899
Hermann, Lukas Michael
Qualifizierung eines InLineChip-Sensors zum Mehrgrößenmesssystem. - 109 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Qualifizierung des von der Firma Bürkert entwickelten Durchflusssensors: InLineChip digital Sensor. Die Aufgabe besteht darin, mit diesem Sensor zusätzlich ein Temperatur Signal zu messen. Dabei sollen die bereits im Gerät vorhandenen temperaturabhängigen Dünnschichtwiderstande verwendet werden. Diese Arbeit wird sich vorrangig damit beschäftigen ein auswertbares Signal auszuwählen und eine Kalibrierung vorzunehmen. Grundlegend bedient sich diese Art der Temperaturmessung dem Messprinzip eines Widerstandsthermometers.Hierzu soll auch deutlich gemacht werden, wie die Kalibrierung des Thermometers mittels Vergleichskalibrierung auf die ITS 90 zurückgeführt werden kann. Es wird eine Messunsicherheit von ± 2K gefordert. Im Verlauf der Arbeit zeigt sich, dass eine Kalibrierung an einem Temperaturpunkt erfolgen kann. Zudem erweist sich das Temperatursiganl als fähig, eine Temperaturkompensation des Durchflusssignals durchzuführen.


Heiling, Marcel
Implementierung digitaler SENT/PSI5 Schnittstelle in bestehende Sensorkommunikation bei Hochdruckprüfeinrichtungen RDS4/KV4. - 55 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Gegenstand dieser vorgelegten Arbeit ist die Erarbeitung eines Konzeptes zur Implementierung digitaler Schnittstellen in eine schon bestehende Messeinrichtung. Ausgehend von der Analyse der bestehenden Sensorkommunikation wurde eine Möglichkeit gesucht, die digitalen Schnittstellen PSI5 und SENT optimal zu integrieren. Hierzu wurden die verschiedenen Konzepte der Integration im Vorfeld theoretisch überprüft und hinsichtlich ihrer Verwendbarkeit auf Prüfständen getestet und es wurde nach Optimierungsmöglichkeiten gesucht. Geeignete Entwürfe wurden erarbeitet und auf Versuchs- bzw. Musterbauprüfständen getestet. Auf Grundlage der theoretischen Anforderungen und der Erfahrungen aus den Musterbauprüfständen wurden die Schnittstellen auf Serienanlagen validiert und notwendige Standards festgelegt. Das vorgelegte Konzept dient daher der Umsetzung zur Erweiterung der analogen Übertragungstechnik auf eine analog-digitale Schnittstelle in der Serie.


Hohmann, Michael
Untersuchungen zu geeigneten Sensoriken für selbstvalidierende Thermometer. - 137 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Im Bereich der Temperaturmessung ist, insbesondere für Anwendungen in der Prozessindustrie, der Ansatz einer Selbstvalidierungsfunktion für Thermometer von großem Interesse. Selbstvalidierung bedeutet hier, dass während des Betriebes erkannt werden kann, ob sich die Kennlinie des Temperatursensors verändert hat und somit eine Rekalibrierung notwendig ist (In-situ-Validierung). Die Firma Endress+Hauser Wetzer GmbH & Co. KG in Nesselwang betreibt auf diesem Gebiet Entwicklungsprojekte, in deren Rahmen diese Arbeit entstanden ist. Inhalt der Arbeit sind Untersuchungen zu alterungsbedingter Drift verschiedener Sensoren unter Laborbedingungen. Ziel war hierbei die Empfehlung einer oder mehrerer sinnvoller Paarungen von Sensorelementen, um eine Kennliniendrift eines der Sensorelemente während des Betriebes zuverlässig erkennen zu können. Es wurden Pt100-Sensoren und Ni100-Sensoren, jeweils in verschiedenen Konfigurationen, zu Thermometern aufgebaut und getrennt im Temperaturbereich bis 500 &ring;C schrittweise mittels unterschiedlicher Verfahrensweisen gealtert. Durch diese Differenzierung war eine Unterscheidung der Kennliniendrift sowohl hinsichtlich der Verfahren, als auch der jeweiligen Konfiguration möglich. Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl die Konfiguration, als auch die Verfahrensweise zur Alterung einen Einfluss auf die Drift der Kennlinien haben. Weiterhin zeigt sich, dass die Temperaturkoeffizienten der Kennlinien kaum von der Drift betroffen sind. Eine Empfehlung von sinnvollen Paarungen ist auf Grund der gewonnenen Daten nicht möglich, allerdings zeigen die Ergebnisse Ansatzpunkte für weitere Untersuchungen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/697229297hohma.txt
Pohlmann, Martina
Untersuchung der scheinbaren Masseänderung von Gewichtsstücken unterschiedlicher Temperatur. - 69 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Schon viele wissenschaftliche Arbeiten haben sich mit dem Thema der scheinbaren Masseänderung von Gewichtsstücken bei unterschiedlichen Temperaturen auseinander gesetzt. In allen Veröffentlichungen wurde das jeweilige Gewichtsstück um mehrere Kelvin erwärmt. Bei hochgenauen Massebestimmungen sind Temperaturgradienten von mehreren Kelvin jedoch nicht zu erwarten. Daher sollen Untersuchungen mit Temperaturunterschieden zwischen den Gewichtsstücken durchgeführt werden, welche durchaus im Messaufbau vorhanden sein können. Eine dieser Publikationen ist die von Michael Gläser mit dem Thema "Response of Apparent Mass to Thermal Gradients". Die in dem Artikel beschriebenen Experimente werden an der TU-lmenau mit Hilfe eines Massekomparators und mit 1kg Silizium-Kugeln und 1kg Stahl-Zylindern wiederholt durchgeführt. Der Unterschied zu allen bisher veröffentlichten Arbeiten ist der, dass die Gewichtsstücke auf Temperaturunterschiede von weniger als 1 Kelvin erwärmt werden. Durch eine geeignete Methode ist es möglich die Temperaturverläufe zu überwachen. Somit kann die scheinbare Masseänderung dieser Gewichte bei verschiedenen Luftdrücken in der Messkammer, im Bereich zwischen Normaldruck und Hochvakuum, untersucht werden. Ebenfalls wird der vorhandene Messaufbau zur Temperaturbestimmung optimiert, damit in später fortführenden Experimenten Messreihen zwischen zylindrischen und sphärischen Gewichtsstücken möglich sind. Dies geschieht vor dem Hintergrund der Neudefinition des Kilogramms. Über die Jahre wurde festgestellt, dass die Kilogramm-Prototypen in ihrer Masse immer weiter voneinander abweichen. Deshalb ist die Wissenschaft intensiv bemüht, eine neue Definition für das Kilogramm zu entwickeln, die auf eine Fundamentalkonstante zurück zu führen ist. Eine Variante ist es, dies über eine Silicium-Kugel zu realisieren. Sie besteht darin, es über die Avogadro-Konstante zu erforschen. Denn diese Konstante gibt an, wie viel Atome im Mol eines Stoffes vorhanden sind.


Eckert, Karsten
Luftblasendetektor für Herz-Lungen-Maschinen auf Basis eines Durchflusssensors. - 74 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Das Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines Sensors zur Erkennung von Luftblasen in einer flüssigkeitsdurchströmten Schlauchleitung. Dazu soll eine elektronische Schaltung mit einstellbarer Verstärkung und getriggertem Zeitmessbaustein genutzt werden. Für die Erkennung von Luftblasen wird der durch eine Luftblase verursachte Abfall der Schalldruckamplitude eines durch die Leitung gesendeten Ultraschallsignals ausgewertet. In der Arbeit werden Algorithmen entwickelt, die die Messung der Dämpfung des Ultraschallsignals über die Auswertung der Phasensprünge des getriggerten Signals erlauben. Die Algorithmen werden in eine Steuersoftware implementiert. Umfangreiche Testessungen haben ergeben, dass eine Blasendetektion mit der vorgegebenen Hardware möglich ist. Es wurde eine einstellbare dynamische Regelung der Verstärkung eingeführt, die eine Erkennung von Luftblasen auch für hohe Blasengeschwindigkeiten bei Durchflüssen bis 10l/min ermöglicht. Die Funktion des Sensors wird nicht durch die Art der Ankopplung zwischen dem eingelegtem Schlauch und der Sensorwandung beeinflusst.


Mastylo, Rostyslav
Optische und taktile Nanosensoren auf der Grundlage des Fokusverfahrens für die Anwendung in Nanopositionier- und Nanomessmaschinen. - Online-Ressource (PDF-Datei: 121 S., 7898 KB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2012

Ein Nanosensorsystem auf Basis eines berührungslosen optischen Antastsensors (Basissensors), das durch eine hohe Auflösung und geringe Messunsicherheit ausgezeichnet wird, ist das Thema vorliegender Dissertation. Dieses Nanosensorsystem ist vor allem auf Messanwendungen in der Nanopositionier- und Nanomessmaschine abgestimmt. Als Basissensor für das Nanosensorsystem wurde ein neuartiger Fokussensor entwickelt. Das Funktionsprinzip dieses Sensors beruht auf die Fokusmessmethode, die für die DVD- bzw. CD-Player-Technik entwickelt wurde. Die Anbindung beider mechanischen Antastprinzipien in das Nanosensorsystem wird jeweils mittels des entwickelten Fokussensors (Basissensors) erreicht. Dabei wird die Auslenkung der antastenden Messspitze (Cantilever bzw. Stylus) direkt berührungslos mit fokussiertem Laserstrahl des Fokussensors aufgenommen. Der große Vorteil des entwickelten Nanosensorsystems besteht in dessen Modularität und Vielseitigkeit. Auf der Grundlage eines Basissensors werden optische und mechanische Antastmethoden und somit unterschiedliche Wechselwirkungen zwischen Messobjekt und Sensor vereint. Die Dissertation legt die Entwicklung und umfassende Untersuchungen des Nanosensorsystems in Kombination mit einem Digitalkameramikroskop dar. Der Schwerpunkt bildet dabei detaillierte Erläuterung des Aufbaus und Betrachtung wichtiger messtechnischen Eigenschaften des Fokussensors als Basissensors. Es werden die taktilen Sensoren des aufgebauten Nanosensorsystems vorgestellt: der Fokus-Stylus-Sensor und der Fokus-AFM-Sensor. Hierbei werden konstruktive und messtechnische Eigenschaften dieser Sensoren detailliert behandelt und verglichen. Zahlreiche praktische Anwendungen und Messergebnisse werden präsentiert.


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Kreutzer, Philipp; Füßl, Roland; Manske, Eberhard
Analysis of the cosine error in measurements using the nanopositioning and nanomeasuring machine. - In: Proceedings of: the twenty-sixth annual meeting of the American Society for Precision Engineering / Annual meeting of the American Society for Precision Engineering ; 26 (Denver, Colo.) : 2011.11.12-18. - Raleigh, NC : ASPE, ISBN 978-1-88770-658-2, (2011), S. 286-289

Hausotte, Tino; Percle, Brandon; Vorbringer-Dorozhovets, Nataliya; Baitinger, Henner; Balzer, Felix; Gerhardt, Uwe; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd; Dontsov, Denys
Interferometric measuring systems of nanopositioning and nanomeasuring machines. - In: 10th IMEKO Symposium Laser Metrology for Precision Measurement and Inspection in Industry (LMPMI) 2011 / IMEKO Symposium Laser Metrology for Precision Measurement and Inspection in Industry ; 10 (Braunschweig) : 2011.09.12-13. - Düsseldorf : VDI-Verl., ISBN 978-3-18-092156-3, (2011), S. 343-349

Köchert, Paul; Flügge, Jens; Weichert, Christoph; Köning, Rainer; Manske, Eberhard
A fast phasemeter for interferometric applications with an accuracy in the picometer regime. - In: 10th IMEKO Symposium Laser Metrology for Precision Measurement and Inspection in Industry (LMPMI) 2011 / IMEKO Symposium Laser Metrology for Precision Measurement and Inspection in Industry ; 10 (Braunschweig) : 2011.09.12-13. - Düsseldorf : VDI-Verl., ISBN 978-3-18-092156-3, (2011), S. 251-258

Müller, Andreas; Hofmann, Norbert; Manske, Eberhard
Approaching nanometre accuracy in large plane mirror's profile deviation measurement. - In: Innovation in mechanical engineering - shaping the futureInnovation in mechanical engineering - shaping the future : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau, Faculty of Mechanical Engineering ; 56 (Ilmenau) : 2011.09.12-16. : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, ISBN 978-3-86360-001-3, (2011), S. 43

Diethold, Christian; Hilbrunner, Falko
Force measurement of low forces with high dead loads. - In: Innovation in mechanical engineering - shaping the futureInnovation in mechanical engineering - shaping the future : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau, Faculty of Mechanical Engineering ; 56 (Ilmenau) : 2011.09.12-16. : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, ISBN 978-3-86360-001-3, (2011), S. 40-41

Augustin, Silke; Mammen, Helge; Fröhlich, Thomas; Irrgang, Klaus; Meiselbach, Uwe
Determination of the dynamic behavior of high-speed temperature sensors. - In: Innovation in mechanical engineering - shaping the futureInnovation in mechanical engineering - shaping the future : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau, Faculty of Mechanical Engineering ; 56 (Ilmenau) : 2011.09.12-16. : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, ISBN 978-3-86360-001-3, (2011), S. 37

Pufke, Michael; Hilbrunner, Falko; Diethold, Christian; Fröhlich, Thomas
Precision and low cost position detection using capacitive sensor technology. - In: Innovation in mechanical engineering - shaping the futureInnovation in mechanical engineering - shaping the future : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau, Faculty of Mechanical Engineering ; 56 (Ilmenau) : 2011.09.12-16. : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, ISBN 978-3-86360-001-3, (2011), S. 36

Fehling, Thomas; Fröhlich, Thomas; Heydenbluth, Detlef; Geyer, Matthias; Schüler, Ralf
Vacuum transfer system for loading the Sartorius prototype mass comparator CCL1007. - In: Innovation in mechanical engineering - shaping the futureInnovation in mechanical engineering - shaping the future : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau, Faculty of Mechanical Engineering ; 56 (Ilmenau) : 2011.09.12-16. : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, ISBN 978-3-86360-001-3, (2011), S. 35

Sparrer, Erik; Machleidt, Torsten; Hausotte, Tino; Manske, Eberhard; Franke, Karl-Heinz
A framework for optical sensors utilizing I++DME on nano positioning and nano measuring machines. - In: Innovation in mechanical engineering - shaping the futureInnovation in mechanical engineering - shaping the future : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau, Faculty of Mechanical Engineering ; 56 (Ilmenau) : 2011.09.12-16. : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, ISBN 978-3-86360-001-3, (2011), S. 24

Guliyev, Elshad; Sarov, Yanko; Ivanov, Tzvetan; Klukowski, Michal; Rangelow, Ivo W.; Manske, Eberhard
Quasi monolithic integration of silicon-MEMS with piezoelectric actuators for high speed non-contact atomic force microscopy. - In: Innovation in mechanical engineering - shaping the futureInnovation in mechanical engineering - shaping the future : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau, Faculty of Mechanical Engineering ; 56 (Ilmenau) : 2011.09.12-16. : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, ISBN 978-3-86360-001-3, (2011), S. 20

Balzer, Felix; Gerhardt, Uwe; Hausotte, Tino; Manske, Eberhard
Novel fibre-coupled reference sensor for nanopositioning and nanomeasuring machines. - In: Innovation in mechanical engineering - shaping the futureInnovation in mechanical engineering - shaping the future : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau, Faculty of Mechanical Engineering ; 56 (Ilmenau) : 2011.09.12-16. : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, ISBN 978-3-86360-001-3, (2011), S. 19

Hesse, Steffen; Schäffel, Christoph; Mohr, Hans-Ulrich; Büchner, Hans-Joachim
Interferometric controlled planar positioning system with zerodur slider. - In: Innovation in mechanical engineering - shaping the futureInnovation in mechanical engineering - shaping the future : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau, Faculty of Mechanical Engineering ; 56 (Ilmenau) : 2011.09.12-16. : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, ISBN 978-3-86360-001-3, (2011), S. 17

Percle, Brandon; Klöckner, Johannes; Manske, Eberhard; Fengler, Wolfgang
Signal and data processing in high-precision measuring machines - a case study of NPMM-200. - In: Innovation in mechanical engineering - shaping the futureInnovation in mechanical engineering - shaping the future : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau, Faculty of Mechanical Engineering ; 56 (Ilmenau) : 2011.09.12-16. : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, ISBN 978-3-86360-001-3, (2011), S. 16

Köchert, Paul; Flügge, Jens; Weichert, Christoph; Köning, Rainer; Manske, Eberhard
Displacement interferometry of various commercial heterodyne HeNe-laser-systems with stability in the sub-nanometer regime. - In: Innovation in mechanical engineering - shaping the futureInnovation in mechanical engineering - shaping the future : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau, Faculty of Mechanical Engineering ; 56 (Ilmenau) : 2011.09.12-16. : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, ISBN 978-3-86360-001-3, (2011), S. 15

Manske, Eberhard; Jäger, Gerd; Hausotte, Tino; Füßl, Roland
Prospects and challenges of nanpositioning and nanomeasuring technology. - In: Innovation in mechanical engineering - shaping the futureInnovation in mechanical engineering - shaping the future : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau, Faculty of Mechanical Engineering ; 56 (Ilmenau) : 2011.09.12-16. : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, ISBN 978-3-86360-001-3, (2011), S. 13

Krapf, Gunter; Mammen, Helge; Blumröder, Götz; Fröhlich, Thomas
Impurity dependence of industrial suited thermometric metal fixed-points. - In: Innovation in mechanical engineering - shaping the futureInnovation in mechanical engineering - shaping the future : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau, Faculty of Mechanical Engineering ; 56 (Ilmenau) : 2011.09.12-16. : programme ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, ISBN 978-3-86360-001-3, (2011), S. 36

This publication deals with the practical challenge of describing impurity-related temperature deviations using the Sum of Individual Estimates approach (SIE). For this, the SIE is applied to miniaturised fixed-point cells (MFPC) filled with high-purity zinc. This includes comparative analyses by glow discharge mass spectroscopy (GD-MS) as well as mass spectroscopy with inductive coupled plasma (ICP-MS) to quantize the impurity concentrations in zinc. Furthermore, the element-specific, concentration-dependent temperature deviations are presented for the fixed-point material zinc. For this, binary phase diagrams, thermal calculations as well as experimental data were analysed to extract the according sensitivity coefficients. Beside this, results from SIE analyses of MFPCs are presented and their uncertainties are compared. In this connection, practical limits of SIE methods are also identified and discussed.


Kühnel, Michael; Gerhardt, Uwe; Ullmann, Vinzenz; Manske, Eberhard
Automated setup for non-tactile high-precision measurements of roundness and cylindricity using two laser interferometers. - In: Innovation in mechanical engineering - shaping the future : proceedings ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau, Faculty of Mechanical Engineering ; 56 (Ilmenau) : 2011.09.12-16., (2011), insges. 7 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=19681
Werner, Michael; Wegfraß, André; Diethold, Christian; Halbedel, Bernd; Resagk, Christian; Hilbrunner, Falko
Nutzung von Lorentzkräften zur kontaktlosen Messung der Fließgeschwindigkeiten von elektrisch schwach leitfähigen Fluiden. - In: KurzfassungenKurzfassungen : Saarbrücken, 30. Mai bis 1. Juni 2011 // 85. Glastechnische Tagung. - Offenbach : Dt. Glastechn. Ges. / Glastechnische Tagung ; 85 (Saarbrücken) : 2011.05.30-06.01. : Saarbrücken, 30. Mai bis 1. Juni 2011. - Offenbach : Dt. Glastechn. Ges., (2011), S. 15-16
Krapf, Gunter; Schalles, Marc; Mammen, Helge; Hilbrunner, Falko; Augustin, Silke; Blumröder, Götz; Fröhlich, Thomas
Long term stability of miniature fixed-point cells used in self-calibrating thermometers. - In: Sensor + Test Conference 2011 / International Conference on Sensors and Measurement Technology ; 15 (Nürnberg) : 2011.06.07-09. - Wunstorf, Germany : AMA Service GmbH, ISBN 978-3-9810993-9-3, (2011), S. 732-737

Augustin, Silke; Fröhlich, Thomas; Mammen, Helge; Pufke, Michael
Determination of the dynamic behavior of high-speed temperature sensors. - In: Sensor + Test Conference 2011 / International Conference on Sensors and Measurement Technology ; 15 (Nürnberg) : 2011.06.07-09. - Wunstorf, Germany : AMA Service GmbH, ISBN 978-3-9810993-9-3, (2011), S. 726-731

Kühnel, Michael; Hilbrunner, Falko; Fröhlich, Thomas
Climate chamber for a high temperature stability. - In: Sensor + Test Conference 2011 / International Conference on Sensors and Measurement Technology ; 15 (Nürnberg) : 2011.06.07-09. - Wunstorf, Germany : AMA Service GmbH, ISBN 978-3-9810993-9-3, (2011), S. 698-701

Hausotte, Tino; Percle, Brandon; Gerhardt, Uwe; Dontsov, Denys; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Homodyne interference signal demodulation for nanopositioning and nanomeasuring machines. - In: Innovation in mechanical engineering - shaping the future : proceedings ; 56th IWK, International Scientific Colloquium, Ilmenau University of Technology, 12 - 16 September 2011. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau, Faculty of Mechanical Engineering ; 56 (Ilmenau) : 2011.09.12-16., (2011), insges. 5 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=19700
Schalles, Marc; Fröhlich, Thomas
Neuartiges Kalibrierstrahlersystem zur Präzisionskalibrierung von Strahlungsthermometern. - In: XXV. Messtechnisches Symposium des Arbeitskreises der Hochschullehrer für Messtechnik e.V. / Messtechnisches Symposium des Arbeitskreises der Hochschullehrer für Messtechnik e.V. (AHMT) ; 25 (Karlsruhe) : 2011.09.22-24. - Aachen : Shaker, ISBN 978-3-8440-0388-8, (2011), S. 241-252

Kühnel, Michael; Hilbrunner, Falko; Büchner, Hans; Jäger, Gerd; Fröhlich, Thomas
Traceable determination of relevant material parameters for the mass and force metrology. - In: Reflecting on the past - looking into the future / NCSL International Workshop & Symposium (National Harbor, Md.) : 2011.08.21-25. - Boulder, Colo. : NCSL International, (2011), insges. 8 S.

In mass and force metrology the measurement of deformations of characteristically shaped bodies, so called deformation bodies, is a common principle to determine forces. Thereto the proportionality of the acting force F and the generated deformation v or strain e is used (e.g. in strain gage based transducers). The resulting strain and deformation is inversely proportional to the Young's modulus of the deformation body. However, the Young's modulus and thus the strain and the deflection are not constant. It is mainly dependent on the loading time and the temperature. - This paper discusses the usability of monolithic binocular shaped deformation bodies for a high precision determination of the effect of delayed elasticity v(t) at a constant load. Besides this the determination of the Young's modulus E0 and its temperature coefficient E0(T) is depicted. - Our determination of those parameters is based on an interferometric deformation measurement. Therefore one side of the deformation body is firmly clamped in a fixture. To the other side a defined and constant load F is applied to generate the spontaneous deformation v0. Due to the effect of delayed elasticity the spontaneous deformation v0 is followed by a time dependent deformation at a constant load v(t). The vertical force F is generated loading a defined mass m. Hence, the determined parameters are metrologically traceable to the wavelength of the light and the mass. In our experiments the resolution of v is 0.1 nm. The relative resolution v(t)/v0 is depending on the stiffness of the applied deformation body and is typically in the range of 1.10-6. - Based on different designs the influence of the fixture and the force application system is discussed. In the final realization no influence of the setup on the v(t) curves can be observed. An excellent suitability of binocular shaped deformation bodies and the chosen measurement setup for a high precision determination of the delayed elasticity is shown based on v(t)-measurements of a monolithic deformation body made of aluminum. Furthermore a determination of the spontaneous deflection v0 of a silicon deformation body is compared to a numerical computed deformation to prove the suitability of the setup for the Young's modulus determination.


Fehling, Thomas; Fröhlich, Thomas; Heydenbluth, Detlef; Geyer, Matthias; Schüler, Ralf
Vacuum transfer system for loading the Sartorius prototype mass comparator CCL1007. - In: Reflecting on the past - looking into the future / NCSL International Workshop & Symposium (National Harbor, Md.) : 2011.08.21-25. - Boulder, Colo. : NCSL International, (2011), insges. 6 S.

Füßl, Roland; Manske, Eberhard; Kreutzer, Philipp
Modeling of 3D-measurement chains in nanopositioning and nanomeasuring machines. - In: Proceedings of the 14th Joint International IMEKO TC1 + TC7 + TC 13 Symposium : "Intelligent quality measurements - theory, education and training" ; in conjunction with the 56th IWK, Ilmenau University of Technology and the 11th SpectroNet Collaboration Forum ; 31. August - 2. September 2011, JenTower Jena, Germany. - Ilmenau : Univ.-Bibliothek, ilmedia / Joint International IMEKO TC1 + TC7 + TC 13 Symposium ; 14 (Jena) : 2011.08.31-09.02., (2011), insges. 3 S.
. - Online-Ressource (PDF-Datei: 3 S., 469,1 KB)

Nanopositioning and Nanomeasuring Machines are devices used for coodinate measurement and object manipulation in cm-ranges with nanometer precision. To decelerate a value for the position- or measurement uncertainty a 3D metrological model is necessary. The structure of such models depends on the arrangement of the machine parts in the measurement circles. The paper describes several model structures in vectorial form.


http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=19440
Hain, Marcus
Untersuchung und Optimierung der Analog/Digitalwandler-Schaltung eines EMK-Wägesystems. - 71 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit ist die Optimierung der Zeitmessung bei der Analog/Digitalwandler-Schaltung einer Waage, die nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation arbeitet, unter Zuhilfenahme eines Universal Counters. Dabei soll insbesondere die Funktionsweise der Schaltung, die auf Basis des Zweirampenverfahrens besteht, analysiert und beschrieben werden. Bestandteil dieser Arbeit sind deshalb eine kurze Einleitung mit theoretischen Grundlagen über die A/D-Wandlung durch Rampenverfahren, der Aufbau der Elektronik sowie ihre Funktionsweise, die Ansteuerung der Messgeräte durch die Programmierumgebung MATLAB und die Aufnahme von Messwerten, gefolgt von ihrer Auswertung bzw. Interpretation. Das Augenmerk soll dabei auf die Optimierung der Zeitmessung innerhalb des Zweirampenverfahrens mit Hilfe des Universal Counters gelegt werden. - Die Elektronik der Wandlerschaltung besteht dabei hauptsächlich aus einem Integrator, einem Komparator und einem Mikrocontroller. Die Integration des Messstromes und Referenzstromes wird dabei vom Integrator übernommen und vom Mikrocontroller gesteuert. Der Komparator registriert die Null-Durchgänge und der Mikrocontroller besitzt schaltende und auswertende Funktion. Er generiert ein PWM-Signal, in dessen Duty Cycle die Information über die Zeitmessung und somit auch über die Masse des aufgelegten Körpers hinterlegt ist. Diesen Duty Cycle gilt es mit Hilfe des Counters zu messen, da dort das Optimierungspotenzial vermutet wird. Die Untersuchungen in dieser Arbeit ergeben jedoch, dass das PWM-Signal, welches die Information trägt, mit den Unsicherheiten des Mikrocontrollers behaftet ist. Somit ist es mit vorhandenen Mitteln nicht möglich, den Duty Cycle noch genauer zu messen, da in die Messungen diese Unsicherheit mit eingeht. Eine Optimierung der A/D-Wandlung konnte durch den reinen Einsatz des Universal Counters nicht erzielt werden.


Shen, Jing-Chung; Dorozhovets, Nataliya; Hausotte, Tino; Manske, Eberhard; Jywe, Wen-Yu; Liu, Chien-Hung
Active probe control of a metrological atomic force microscopy. - In: Preprints of the 18th IFAC World Congress / IFAC World Congress ; 18 (Milano) : 2011.08.28-09.02. - [S.l.] : International Federation of Automatic Control, (2011), S. 3533-3538
Manske, Eberhard; Füßl, Roland
Untersuchungen zum Messunsicherheitsbudget nichtlinearer Teilmodelle in der Präzisionslängenmesstechnik. - In: Messunsicherheit praxisgerecht bestimmen / Fachtagung Messunsicherheit Praxisgerecht Bestimmen ; 5 (Erfurt) : 2011.11.08-09. : Erfurt, 8. und 9. November 2011 ; [5. Fachtagung]. - Düsseldorf : VDI-Verl., ISBN 978-318-09214-9-5, (2011), S. 209-219

Mogalle, Stefan
Entwicklung von Auswertealgorithmen für Weißlichtsensoren. - 96 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2011

Bei widrigen Messumgebungen, wie in explosionsgefährdeten oder elektromagnetisch verseuchten Bereichen, können Messsysteme, die elektrische Energie im Messkopf benötigen, nur beschränkt zum Einsatz kommen. Eine Alternative zu diesen Messsystemen bietet die optische Erfassung von Messgrößen. Die Weißlichtinterferometrie bietet die Möglichkeit eine Kavität als Primärwandler einzusetzen. Die Kavitätslänge ändert sich je nach Ausführung in Abhängigkeit von der Messgröße und kann mit einem Interferometer als Abstand zwischen Weißlichtsignaturen visualisiert werden. Bei der Abbildung des Interferenzsignals auf eine Kamera entsteht eine Verzeichnung und ein hoher Gleichanteil, der eine Vignettierung und Störungen aufweist. Für die Auswertung der Signaturabstände ist ein Intensitätsverlauf ohne Verzeichnung und Gleichanteil notwendig. Die vorliegende Arbeit dokumentiert die Entwicklung eines Auswerteinterferometers für einen Weißlichtsensor mit einer Kavität zur Druckmessung. Dies erfolgt unter Berücksichtigung der simultanen Erfassung einer weiteren temperaturabhängigen Weißlichtsignatur. Des Weiteren wird die Entwicklung von Algorithmen zur Erfassung eines Signals für die subpixelgenaue Bestimmung der Kavitätslänge dargestellt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/679511911mogal.txt
Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Jäger, Gerd
Nanopositionier-und Nanomessmaschinen für die Anwendung in der Mikro- und Nanotechnik. - In: 4. Fachtagung Metrologie in der Mikro- und Nanotechnik 2011 / Fachtagung Metrologie in der Mikro- und Nanotechnik ; 4 (Erlangen) : 2011.10.25-26. - Düsseldorf : VDI-Verl., ISBN 978-318-09213-3-4, (2011), S. 3-16

Manske, Eberhard; Jäger, Gerd; Hausotte, Tino
Prospects of multi-sensor technology for large-area applications in micro- and nanometrology. - In: Reflecting on the past - looking into the future / NCSL International Workshop & Symposium (National Harbor, Md.) : 2011.08.21-25. - Boulder, Colo. : NCSL International, (2011), insges. 9 S.

Wegfraß, André; Diethold, Christian; Werner, Michael; Resagk, Christian; Hilbrunner, Falko; Halbedel, Bernd; Thess, André
Development of a novel flow rate measurement device for poorly conducting fluids using Lorentz force velocimetry. - In: Proceedings of the 8th International PAMIR Conference on Fundamental and Applied MHD / International PAMIR Conference on Fundamental and Applied MHD ; 8 (Borgo) : 2011.09.05-09. : Borgo, Corsica, France, September 5 - 9, 2011. - Grenoble : INP, (2011), S. 353-356
Wegfraß, André; Diethold, Christian; Werner, Michael; Resagk, Christian; Hilbrunner, Falko; Halbedel, Bernd; Thess, André
Entwicklung einer neuen Durchflussmesstechnik zur Vermessung elektrisch schwachleitfähiger Fluide mittels Lorentzkraft Anemometrie. - In: Lasermethoden in der Strömungsmesstechnik / Fachtagung "Lasermethoden in der Strömungsmesstechnik" ; 19 (Ilmenau) : 2011.09.06-08. : 19. Fachtagung, 6.- 8. September 2011, Ilmenau ; [Tagungsband]. - Karlsruhe, ISBN 978-3-9805613-7-2, (2011), S. 15-1-15-4

Chen, Yang
Analyse der Temperaturabhängigkeit des dynamischen und mechanisch-thermischen Verhaltens kleiner Temperaturfühler. - 81 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011

Das Ziel der Diplomarbeit bestand darin, mit Hilfe numerischer Berechnungen für ein spezielles Thermoelement die Abhängigkeit des dynamischen sowie des mechanisch-thermischen Verhaltens von der Temperaturabhängigkeit der Materialdaten und verschiedenen Randbedingungen zu untersuchen. Dieses Thermoelement soll für den Einsatz in Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen optimiert werden. - Die Ergebnisse der numerischen Berechnungen sollen an Versuchseinrichtungen experimentell verifiziert werden. In der vorliegenden Arbeit fanden diese experimentellen Untersuchungen mit Hilfe der Aufnahme von Sprungantworten des Thermoelements in einen Wasserthermostaten statt. Die numerischen und experimentellen Ergebnisse für diesen Anwendungsfall zeigten eine gute Übereinstimmung. - Für verschiedene, theoretisch angenommene Wärmeübergangskoeffizienten eines Fahrzeug - Abgaskanals wurden die Einflüsse von temperaturabhängigen Materialdaten und der Sprungrichtung (Erwärmung und Abkühlung) auf das dynamische Verhalten des Thermoelementfühlers bestimmt. Die Ergebnisse sind in Diagrammen dargestellt und ausgewertet. Es wurde gezeigt, dass sich die Sprungantworten bei der Erwärmung und Abkühlung unterscheiden. - Zum Schluss wurde die Auswirkung der Temperaturgradienten auf das mechanisch-thermische Verhalten des Thermoelementfühlers ermittelt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/669146846chen.txt
Hausotte, Tino
Nanopositionier- und Nanomessmaschinen : Geräte für hochpräzise makro- bis nanoskalige Oberflächen- und Koordinatenmessungen
1. Aufl.. - Berlin : Pro Business. - XIV, 258 S.
Zugl.: Ilmenau : Techn. Univ., Habil.-Schr., 2011
http://d-nb.info/1014995019/04
Balzer, Felix G.; Hausotte, Tino; Dorozhovets, Nataliya; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Tactile 3D microprobe system with exchangeable styli. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 22 (2011), 9, S. 094018, insges. 7 S.

Over the past decade a trend of component miniaturization can be observed both in industry and in the laboratory, which involves an increasing demand for nanopositioning and nanomeasuring machines as well as for miniature tactile probes for measuring complex three-dimensional objects. The challenge is that these components - for example, diesel injectors, microgears and small optics - feature dimensions in the micrometre range with associated dimensional tolerances below 100 nm. For this reason, a significant number of research projects have dealt with microprobes for performing the dimensional measurements of microstructures with the goal of achieving measurement uncertainties in the nanometre range. This paper introduces an updated version of a 3D microprobe with an optical detection system developed at the Institute of Process Measurement and Sensor Technology. It consists of a measuring head and a separate probe system. The mechanical design of the probe system has been completely overhauled to enable the exchange of the stylus separately from the flexure elements. This is very important for the determination of the probing sphere's roundness deviations. The silicon membranes used in the first system design are therefore replaced by metal membranes. A new design of these membranes, optimized for isotropic probing forces and locking parasitic movements, is presented. Regarding the measuring head, the optical design has been redesigned to eliminate disruptive interference on the quadrant photodiode used for deflection measurement and to improve adjustment. Its dimensioning is discussed, especially the influence of the laser beam diameter on the interference contrast due to the parallel misalignment of the collimated laser beam. Initial measurement results are presented to prove functionality.


http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/22/9/094018
Hausotte, Tino; Percle, Brandon; Manske, Eberhard; Füßl, Roland; Jäger, Gerd
Measuring value correction and uncertainty analysis for homodyne interferometers. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 22 (2011), 9, S. 094028, insges. 6 S.

The Nanopositioning and Nanomeasuring Machine (NMM-1) developed at the Ilmenau University of Technology is equipped with three homodyne plane-mirror miniature interferometers for the measurement of the displacement of a movable corner mirror. The object being measured is placed on the corner mirror, which is positioned by a three-axis drive system. The uncertainty of interferometric length measurements is dependent on several factors. Starting with an improved equation for calculating length, this paper describes a part of the determination of the measurement uncertainty for a displacement measurement using two positions of the measuring mirror. The new approach separates the correlated influencing factors for three positions of the measuring mirror: for the position where the interferometer counter is reset to zero and the other two positions of two measured points. Additionally, the work takes into account the influence of the dead path length and its determination.


http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/22/9/094028
Vorbringer-Dorozhovets, Nataliya; Hausotte, Tino; Manske, Eberhard; Shen, Jing-Chung; Jäger, Gerd
Novel control scheme for a high-speed metrological scanning probe microscope. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 22 (2011), 9, S. 094012, insges. 7 S.
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/22/9/094012
Sparrer, Erik; Machleidt, Torsten; Hausotte, Tino; Manske, Eberhard; Franke, Karl-Heinz
Integration of CMM software standards for nanopositioning and nanomeasuring machines. - In: Micro- and nanotechnology sensors, systems, and applications III / Micro- and Nanotechnology Sensors, Systems, and Applications Conference (Orlando, Fla.) : 2011.04.25-29. - Bellingham, Wash. : SPIE, 2011, 80312G, insges. 10 S.
Müller, Andreas; Jäger, Gerd; Manske, Eberhard
Interferometric measurement of profile deviations of large precision mirrors. - In: Optical measurement systems for industrial inspection VII / Conference on Optical Measurement Systems for Industrial Inspection ; 7 (Munich) : 2011.05.23-26. : 23 - 26 May 2011, Munich, Germany; [part of SPIE optical metrology]. - Bellingham, Wash. : SPIE, 2011, 80821N, insges. 8 S.
Manske, Eberhard; Jäger, Gerd; Hausotte, Tino; Machleidt, Torsten
Multisensor technology based on a laser focus probe for nanomeasuring applications over large areas. - In: Optical measurement systems for industrial inspection VII / Conference on Optical Measurement Systems for Industrial Inspection ; 7 (Munich) : 2011.05.23-26. : 23 - 26 May 2011, Munich, Germany; [part of SPIE optical metrology]. - Bellingham, Wash. : SPIE, 2011, 808203, insges. 9 S.
Kosinskiy, Mikhail; Ahmed, Syed Imad-Uddin; Liu, Yonghe; Gubisch, Maik; Mastylo, Rostyslav; Spieß, Lothar; Schäfer, Jürgen A.
Friction and wear properties of WC/C nano-scale multilayer coatings on technical surfaces. - In: Tribology letters. - Cham : Springer International Publishing, ISSN 15732711, Bd. 44 (2011), 1, S. 89-98
http://dx.doi.org/10.1007/s11249-011-9826-2
Gribina, Vera
Aufbau und Untersuchung von fasergekoppelten konfokalen Sensoren. - 77 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2011

Die Nanomess- und Nanopositioniermaschine NMM-1 ermöglicht den Einsatz vieler verschiedener Tastsysteme. Derzeit ist kein universelles Tastsystem verfügbar, mit dem sich alle unterschiedlichen Messaufgaben an Mikrostrukturen durchführen lassen. Deshalb wurde im Rahmen dieser Masterarbeit ein neuartiger fasergekoppelter konfokaler Sensor, der mit ein oder zwei Wellenlängen betrieben werden kann, in die NMM-1 integriert. Mit Hilfe der NMM-1 wurden die messtechnischen Eigenschaften untersucht. Es wurden verschiedene theoretische Berechnungen durchgeführt, um die optischen Eigenschaften des Systems zu ermitteln. Diese Berechnungen wurden mit experimentellen Messungen verifiziert. Es wurden Vergleichsmessungen zwischen dem Sensor mit einer und mit zwei Wellenlängen durchgeführt. Dabei hat sich gezeigt, dass der Sensor mit einer Wellenlänge gut als Referenzsensor für hochpräzise Positionieraufgaben geeignet ist, wohingegen der Sensor mit zwei Wellenlängen für Messaufgaben an Mikrostrukturen angewendet werden kann. Hierzu muss er kalibriert werden. Eine geeignete Kalibriermethode wurde im Rahmen dieser Arbeit aufgezeigt. Einige Beispielmessungen an Mikrostrukturen wurden vorgestellt. Außerdem wurden Vorschläge zur Verbesserung des optischen Systems hinsichtlich der lateralen Auflösung gemacht.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/667230920gibri.txt
Volytskyi, Rostyslav
Untersuchung der Umwelteinflusse auf den Fokussensor. - 70 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2011

Im Rahmen dieser Masterarbeit wurde der entwickelte Sensor auf den Einfluss von Umweltgrößen wie Temperatur, Luftdruck und Feuchtigkeit umfangreich untersucht, um eine höhere Stabilität und Genauigkeit bei den Messungen mit dem Fokussensor erreichen. Diese Messaufbau genügt folgenden Bedingungen: einfache und gleichzeitig stabile Konstruktion, kompakte Bauweise, um in die Klimakammer zu passen, keine Justierelemente und Klebeverbindungen sollten verwendet werden, um Kriechen und Drift zu minimieren, Einsatz von ausdehnungsarmen Materialien, um die Temperaturempfindlichkeit zu verkleinern. Der Fokussensor wurde mit Hilfe des entwickelten Messaufbaus in einer Klimakammer auf die genannten Umwelteinflüsse untersucht.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/665526288volyt.txt
Khoma, Yurij
Untersuchungen von metrologischen Eigenschaften eines Rasterkraftmikroskops. - 105 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2011

Gegenstand dieser Arbeit ist die Untersuchung der metrologischen Eigenschaften des AMFs Solver HV-2 im Stand-Alone-Betrieb. In Anbetracht des vorhandenen AFM-Messkopf und der Steuerelektronik wurde ein Messplatz für den Stand-Alone-Betrieb des AFMs aufgebaut. Für die Kalibrierung des AFMs auf ein Pitch-Normal wurden entsprechende Algorithmen entwickelt. Die Geräteeinstellungen und Regelungsparameter sind dabei optimiert worden. Bei dieser Kalibrierung wurden Kalibrierfaktoren für die x-, y-, z-Achsen des AFMs bestimmt, sowie die Messunsicherheit abgeschätzt. Darüber hinaus wurde die Scratching und Oxidationslithografie im Nanometerbereich durchgeführt. Die lithografischen Parameter wurden optimiert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/665496060khoma.txt
Schulze, Armin
Ansteuerung eines Zentrieraufsatzes zur interferometrischen Rundheitsmessung. - 115 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011

Inhalt dieser Diplomarbeit ist die Entwicklung einer Ansteuerung für einen Zentrieraufsatz zur interferometrischen Rundheitsmessung.Da käuflich zu erwerbende Lösungen die geometrischen Vorgaben nicht erfüllen und nicht ohne weiteres an die vorhandene Schnittstelle angepasst werden können, wird die notwendige Elektronik weitestgehend selbst entwickelt. Besonderen Wert wird darauf gelegt, mit möglichst wenigen Bauelementen die Anforderungen an die Ansteuerelektronik zu erfüllen. Grundlage für die Entwicklung bilden Fachartikel bzw. Applikationshinweise von Halbleiterherstellern. Diese Konzepte werden entsprechend den Erfordernissen des Messaufbaus in die Ansteuerung integriert. Daraus resultiert ein "eingebettetes System" auf Basis einen ATMEL AVR Mikrocontrollers. Dazu gehört auch eine modular aufgebaute Firmware. Im Rahmen dieser Arbeit wird auf die einzelnen Entwicklungsschritte und ihre Implementierung eingegangen. Außerdem wird die softwaretechnische Umsetzung auf dem Mikrocontroller genau beschrieben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/665312563schul.txt
Baitinger, Henner; Manske, Eberhard; Mastylo, Rostyslav; Vorbringer-Doroshovets, Nataliya; Sinzinger, Stefan; Jäger, Gerd; Bischoff, Jörg
Verbesserung der Kantenfindung mit einem Fokussensor durch Simulationen auf der Grundlage rigoroser Beugungstheorie. - In: Einladung zur 112. Jahrestagung vom 14. Juni bis 18. Juni 2011 und zur satzungsgemäßen ordentlichen Mitgliederversammlung der DGaO am 17. Juni 2011 in Ilmenau/ThüringenEinladung zur 112. Jahrestagung vom 14. Juni bis 18. Juni 2011 und zur satzungsgemäßen ordentlichen Mitgliederversammlung der DGaO am 17. Juni 2011 in Ilmenau/Thüringen : [Programmheft]. - Ilmenau / Jahrestagung. Deutsche Gesellschaft für Angewandte Optik ; 112 (Ilmenau) : 2011.06.14-18. : . - Ilmenau : DGaO, (2011), S. 90
Manske, Eberhard; Jäger, Gerd; Hausotte, Tino
Multisensortechnologie mit der Nanopositionier- und Nanomessmaschine. - In: Einladung zur 112. Jahrestagung vom 14. Juni bis 18. Juni 2011 und zur satzungsgemäßen ordentlichen Mitgliederversammlung der DGaO am 17. Juni 2011 in Ilmenau/ThüringenEinladung zur 112. Jahrestagung vom 14. Juni bis 18. Juni 2011 und zur satzungsgemäßen ordentlichen Mitgliederversammlung der DGaO am 17. Juni 2011 in Ilmenau/Thüringen : [Programmheft]. - Ilmenau / Jahrestagung. Deutsche Gesellschaft für Angewandte Optik ; 112 (Ilmenau) : 2011.06.14-18. : . - Ilmenau : DGaO, (2011), S. 38
Jäger, Gerd
Grundlagen laserinterferometrischer Präzisionsmessgeräte. - In: Einladung zur 112. Jahrestagung vom 14. Juni bis 18. Juni 2011 und zur satzungsgemäßen ordentlichen Mitgliederversammlung der DGaO am 17. Juni 2011 in Ilmenau/ThüringenEinladung zur 112. Jahrestagung vom 14. Juni bis 18. Juni 2011 und zur satzungsgemäßen ordentlichen Mitgliederversammlung der DGaO am 17. Juni 2011 in Ilmenau/Thüringen : [Programmheft]. - Ilmenau / Jahrestagung. Deutsche Gesellschaft für Angewandte Optik ; 112 (Ilmenau) : 2011.06.14-18. : . - Ilmenau : DGaO, (2011), S. 8
Höfer, Heike
Untersuchungen zur Winkelmessung und Messwertkorrektur an Fokussensoren. - 72 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011

Die Durchführung dimensioneller Messaufgaben mit Reproduzierbarkeiten im Mikro- und Nanometerbereich erfordern geeignete leistungsfähige dreidimensionale Tastsysteme. Ein solches System liegt in Form des, an der TU Ilmenau entwickelten, Laser-Fokussensors vor. Bei vorangegangenen Messungen stellte sich heraus, dass der Sensor nur Messungen an Oberflächen mit einer Neigung von weniger als ±20&ring; erlaubt. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde die Abhängigkeit des Laser-Fokussensors von der Neigung der Messobjektoberfläche im Antastpunkt untersucht. Anhand einer zu Beginn durchgeführten theoretischen Betrachtung wird die Winkelabhängigkeit des Sensors beschrieben. Diese wurde durch nachfolgende Untersuchungen des Verhaltens des Laser-Fokussensors an geneigten Oberflächen bestätigt. Hierzu wurde der vom Messobjekt reflektierte Strahl hinter der Fokuslinse mittels einer Kamera zur Strahldiagnose hinsichtlich seiner Verlagerung und Intensitätsverteilung untersucht. Aussagekräftige Ergebnisse wurden bei experimentellen Untersuchungen nach Integration des Fokussensors in die Nanomess- und Positioniermaschine erzielt. Als Messobjekte für die Untersuchungen dienten Präzisionstastkugeln sowie ein, auf einem Kipptisch positionierter, Planspiegel. Durch die nachgewiesene Winkelabhängigkeit des Fokussensors kann in einer späteren Betrachtung der Einfluss auf das Messergebnis untersucht und eine mögliche Messwertkorrektur durchgeführt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/663744806hoefe.txt
Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino
Performance and limitation of nanomeasuring technology. - In: International journal of nanomanufacturing : (IJNM). - Olney : Indersience Enterprise Ltd., ISSN 17469392, Bd. 7 (2011), 1, S. 54-62
Bischoff, Jörg; Manske, Eberhard; Baitinger, Henner
Modeling of profilometry with laser focus sensors. - In: Modeling aspects in optical metrology III / Conference on Modeling Aspects in Optical Metrology (Munich) : 2011.05.23-24. - Bellingham, Wash. : SPIE, ISBN 978-0-8194-8679-0, 2011, S. 80830C, insges. 12 S.

Heckert, André
Thermodynamisches Modell zur quantitativen Bestimmung der Kondensatbildung in Energiespeichersystemen von Elektrofahrzeugen. - 74 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

Das elektrische Energiespeichersystem ist eine zentrale Komponente des Antriebes in elektrifizierten Kraftfahrzeugen. Durch die verlustbehaftete Umwandlung von chemischer in elektrische Energie in den Batteriezellen wird Wärme an den Hochvoltspeicher abgegeben. Da diese Wärmemenge negative Effekte auf Lebensdauer und Sicherheit des Energiespeichers haben kann, ist eine geregelte Kühlung notwendig. Durch das Zusammenspiel von Betrieb und der konstruktiven Auslegung des Energiespeichersystems ist ein Wärme- und Stoffaustausch mit der Umgebung möglich. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass in der Luft gelöster Wasserdampf im System kondensiert und sich als flüssiges Wasser ansammelt. Größere Wassermengen können die Funktion des Systems beeinträchtigen und zum Ausfall führen. Im Zuge dieser Arbeit wurde ein thermodynamisches Modell, mit dem die Kondensatbildung im elektrischen Energiespeichersystem quantitativ beurteilt werden kann, in MATLAB/Simulink erstellt. Dieses Modell wurde an einem Referenzspeichersystem parametriert und durch Versuche validiert. Auf Basis dessen wurde der Einfluss von verschiedenen Umweltbedingungen und technischen Änderungen auf die im Speicher anfallende Kondensatmenge untersucht.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/662790758hecke.txt
Gerdes, Jens
Untersuchung vom thermischen Verhalten der LWL- gekoppelten Laserinterferometer. - 106 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011

In dieser Arbeit wird ein spezielles Invarinterferometer auf sein thermisches Verhalten hin untersucht. Die experimentellen Untersuchungen der Versuchsaufbauten erfolgen in einer temperierten Umgebung. Die Ergebnisse der experimentellen Untersuchung geben Aufschluss über eine statisches und eine dynamische Temperaturabhängigkeit. Dazu wurde der Versuchsaufbau gezielt verschieden Temperaturverläufen ausgesetzt. Es wird der Einfluss des Austausches einzelner Komponenten auf das statische und dynamische Verhalten erläutert. Es wird festgestellt, dass ein Interferometeraufbau aus unterschiedlichen Werkstoffen einen Einfluss auf das thermische Verhalten haben kann.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/662626931gerde.txt
Rogge, Norbert
Untersuchung und Optimierung der Wärmebehandlung von Messfedern aus Aluminium zum Einsatz in der Wägetechnik. - 78 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

Ziel dieser Arbeit war es, die Auswirkungen von Wärmebehandlungen auf Aluminiumwerkstoffe zu untersuchen. Dabei wurde sich besonders auf die Eignung dieser Werkstoffzustände für den Einsatz in der Wägetechnik konzentriert. Neben der bisher üblichen Legierung wurde dabei zum Vergleich auch eine Legierung untersucht, die für den Einsatz im Hochtemperaturbereich konzipiert wurde. Um die Änderungen der messtechnischen Eigenschaften deuten zu können, musste aus Voruntersuchungen der Gefügezustand bekannt sein. Dafür wurden Härtemessungen durchgeführt, um die Werkstoffzustände der Proben in das aus der Literatur bekannte Schema einordnen zu können. Daraus ließen sich dann Rückschlüsse auf das Gefüge ziehen. Für ausgewählte Zustände wurden dann die Proben mit unterschiedlichen Messaufbauten untersucht, um die Entstehung der beobachteten Veränderungen besser deuten zu können. Dabei wurde sich vor Allem auf wägetechnische Merkmale wie das Hysterese-, Einlauf- und Driftverhalten der Probekörper konzentriert. Aus diesen Untersuchungen konnten dann Empfehlungen für den geeignetsten Werkstoffzustand der Messfedern in Serienwaagen gefolgert werden. Außerdem ließen sich Schlussfolgerungen für die Grenzen der zulässigen Wärmeeinwirkungen auf das Material der Messfedern ziehen.


Balzer, Felix Gerhard; Hofmann, Norbert; Percle, Brandon; Hausotte, Tino; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Recent advances in 3-D tactile micro- and nanometrology. - In: / International conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology ; 11 (Como) : 2011.05.23-26. : ., (2011), S. 141-144
Baitinger, Henner; Sternkopf, Christian; Vorbringer-Dorozhovets, Natalyia; Hausotte, Tino; Percle, Brandon; Manske, Eberhard; Jäger, GerdBaitinger, Henner; Sternkopf, Christian; Vorbringer-Dorozhovets, Natalyia; Hausotte, Tino; Percle, Brandon; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Interferometry for the next generation of nanopositioning and nanomeasuring machines. - In: / International conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology ; 11 (Como) : 2011.05.23-26. : ., (2011), S. 88-91
Lorenz, Lucia; Sternkopf, Christian
Untersuchungen von Laserdioden im Wellenlängenbereich des He-Ne-Lasers (632,8 nm). - 67 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

Gegenstand dieser Arbeit ist im Allgemeinen die Kurz- und Langzeitstabilisierung der Frequenz von Laserdioden. Diese stellen aufgrund zahlreicher vorteilhafter Eigenschaften zunehmend eine Konkurrenz zu den weit verbreiteten Gas- und Festkörperlasern dar. Zunächst wird ein Überblick zu Funktionsweise und signifikanten Eigenschaften der Laserdiode gegeben. Anschließend werden dem Stand der Technik entsprechende Bauformen und Verfahren vorgestellt, die einen einmodigen, über lange Zeiträume stabilen Betrieb sowie schmale Linienbreiten des Emissionsspektrums ermöglichen. Im Anschluss an die theoretischen Betrachtungen wird ein Temperatur-Stabilisierungssystem in Form eines PID-Reglers entwickelt, das über einen PC (LabVIEW) angesteuert wird. Da das spektrale Verhalten einer Laserdiode unmittelbar von der Umgebungstemperatur beeinflusst wird, bietet sich so die Möglichkeit, die emittierte Wellenlänge präzise zu steuern und innerhalb bestimmter Grenzen stabil zu halten. Die Arbeit beinhaltet weiterhin den Aufbau eines Differenzfrequenzmessplatzes zur Evaluierung der erreichten Frequenzstabilität der Laserdioden. Als Referenz für die Messung dient dabei ein intern stabilisierter Helium-Neon-Laser. Durch die Programmierung einer PC-Ansteuerung des für die Messung genutzten Frequenzzählers bietet sich die Möglichkeit einer automatisierten Messung.


Keller, Karsten
Durchführung, Vergleich und Bewertung von Prüfstandsmessungen zu den dynamischen Eigenschaften von Stoßdämpfern für Kraftfahrzeuge. - 123 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

Untersuchungen an Prüfständen senken die Entwicklungszeit und -kosten für neue Fahrzeugstoßdämpfer und ersparen zum Teil aufwendige Versuchsfahrten auf der Straße. Je komplexer ein Prüfstand aufgebaut ist, desto genauer können Aussagen über das spätere Verhalten des Dämpfers im Fahrzeug getroffen werden. Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, durch Messungen zu prüfen, inwiefern der weitaus einfachere Aufbau eines Dämpferprüfstandes bereits ähnliche Ergebnisse im Vergleich zu einem Gesamtfahrzeugprüfstand liefern kann. Dazu werden identische und abgeänderte Anregungsprofile, die an einer 4-Stempel-Hydropulsanlage verwendet wurden, auf einem 1-Stempel-Hydropulsprüfstand nachgefahren und anschließend Systemantworten verglichen. Beginnend mit der Messung eines Dämpfermoduls, das aus Tragfeder, Dämpfer und Stützlager besteht, folgt ein schrittweiser Rückbau dieses Moduls. Dadurch stehen insgesamt fünf verschiedene Varianten für Messungen zur Verfügung. Mithilfe eines zweiten und unterschiedlich abgestimmten Vergleichsdämpfers wird überprüft, ob Unterschiede in den dynamischen Eigenschaften zweier Dämpfer an den zu vergleichenden Prüfständen im gleichem Maße festzustellen sind. Abschließende Untersuchungen sollen einen Bezug zu den standardisierten Messabläufen der ZF Sachs AG herstellen. Dazu wird der Dämpfer mit einem Standard-Ringgelenk eingespannt und mit harmonischen Signalen unterschiedlicher Frequenzen und Amplituden angeregt.


Handrich, Adriano
Digitale Filterung in der dynamischen Wägetechnik. - 59 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2011

In der vorliegenden Arbeit wird eine Designvorschrift für die Koeffizienten eines digitalen Filters gesucht, die, angewendet auf Kontrollwaagen optimale Wägemesswerte liefert. Die besonderen Randbedingungen einer EMK-Kontrollwaage lassen Vereinfachungen und Spezifikationen zu, die ermöglichen den Filtermechanismus grundsätzlich zur Genauigkeitssteigerung der Massebestimmung zu nutzen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/656736143handr.txt
Petzold, Ralf
Analogieuntersuchungen an elektrodynamischen Lautsprechern und Waagen nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation Ermittlung von Modellparametern zur Beschreibung des dynamischen Verhaltens von EMK-Waagen. - 69 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2011

Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung der Analogie von Lautsprechern und elektromagnetisch-kraftkompensierten Waagen (EMK-Waagen). Die Analogie basiert auf dem Prinzip der Lorentzkraft. Für Lautsprecher existiert ein Modell mit einem entsprechenden Parametersatz, das so genannte Thiele-Small-Modell. Dieses Modell soll auf eine Waage übertragen werden. Das Thiele-Small-Modell wurde zur Parameterbestimmung jeweils mithilfe von Curve-Fitting-Funktionen an die Messwerte für den Impedanzfrequenzgang angepasst. Hiermit konnte der aktuelle Stand der Lautsprechermesstechnik nachvollzogen werden. Daraufhin wurde das Lautsprechermodell auf eine EMK-Waage angewendet und lieferte hinreichend gute Ergebnisse, welche die elektrischen und mechanischen Eigenschaften der Waage beschreiben. Darauf aufbauend können diverse EMK-Waagen miteinander verglichen werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/656416025petzo.txt
Jäger, Gerd
Herausforderungen und Grenzen der interferometrischen Präzisionsmesstechnik. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 78 (2011), 3, S. 114-117

Die Prinzipien, die Grundlagen und die Arbeitsweise von Zweifrequenz- und Einfrequenz-Interferometern werden beschrieben. Auf der Grundlage einer messtechnischen Analyse werden die Vorteile aber auch die Grenzen der laserinterferometrischen Messverfahren dargestellt. Die Ermittlung des kleinsten auflösbaren Weginkrements erlaubt die Berechnung der Auflösung von Interferometern. Neben den Abbé-Fehlern werden weitere Einflüsse aufgeführt, welche sich auf die Messunsicherheit interferometrischer Längenmessungen auswirken. Eine 3D-Abbéfehlerfreie Anordnung wird am Beispiel einer Nanopositionier- und Nanomessmaschine erläutert. Diese Maschine wurde in Zusammenarbeit zwischen dem Institut Prozessmess- und Sensortechnik und der SIOS Meßtechnik GmbH entwickelt.


http://dx.doi.org/10.1524/teme.2011.0122
Balsam, Björn
Theoretische Betrachtungen und experimentelle Untersuchungen zur hochgenauen Neigungsmessung. - 83 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2011

Die vorliegende Arbeit beschreibt ein Neigungsmessverfahren auf Basis einer elektromagnetischen Kraftkompensations-Waage. Als Ausgangsgerät für dieses Messverfahren dient ein EMK-Wägesystem, welches standardmäßig in Präzisionswaagen Verwendung findet. Bei der Massebestimmung entstehen Fehler, falls sich das gesamte Wägesystem neigt. Die Reaktion des Wägesystems auf Neigungsänderungen ist die Grundlage des Neigungsmessverfahrens. Dabei zeigen analytische und numerische Simulationen eine Empfindlichkeitssteigerung, wenn das gesamte System in der vertikalen anstatt der standardmäßigen horizontalen Einbaulage betrieben wird. Durch die Änderung der Einbaulage ist es möglich das System auspendeln zu lassen und auf die Regelung in eine Referenzlage zu verzichten. Die entsprechenden Modifikationen für die Änderung der Einbaulage sind ebenfalls Bestandteil dieser Arbeit. Bei der Ermittlung der messtechnischen Eigenschaften konnten Neigungsänderungen von bis zu 0,014 Winkelsekunden unter atmosphärenseitigen und bis zu 0,005 Winkelsekunden unter reduziertem Luftdruck aufgelöst werden. Untersuchungen von Störgrößen und Messungen unter verschiedenen Gerätekonfigurationen sind ebenfalls Bestandteil dieser Arbeit. Zur Verbesserung der messtechnischen Eigenschaften sind Messungen im Vakuum zukünftig geplant. Die dafür notwendige Vakuumkammer wurde im Rahmen dieser Arbeit konstruiert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/654105243balsa.txt
Krapf, Gunter; Schalles, Marc; Fröhlich, Thomas
Estimation of fixed-point temperatures - a practical approach. - In: Measurement : journal of the International Measurement Confederation (IMEKO). - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 44 (2011), 2, S. 385-390

Phase transition temperatures can be used for thermometer calibrations in accordance with the ITS-90. For this the thermometer is inserted into a fixed-point cell filled with a highly pure substance. While the substance is melting or freezing the temperature inside the cell remains almost constant and the thermometer measures a plateau in the temperature curve. From this plateau the phase transition temperature needs to be estimated for the calibration of the thermometer. This can be done using different mathematical methods, taking into account various systematic deviations as well as reproducibilities of the results depending on the chosen method, the fixed-point material's purity and above all the amount of fixed-point material. Hence this article presents results from measurements in miniature fixed-point cells filled with zinc of various purities. The plateau curves were measured at different heating rates and comparatively analysed using five different estimation methods.


http://dx.doi.org/10.1016/j.measurement.2010.10.015
Xin, Xi
Theoretische Untersuchungen zur Optimierung der Belastungszyklen bei der Kalibrierung von Fahrzeugwaagen. - 258 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011

Die Diplomarbeit ist im Rahmen theoretischer Untersuchungen zur Optimierung der Belastungszyklen bei der Eichung von Straßenfahrzeugwaagen entstanden. Mit Hilfe ausgewählter Vorschriften, Richtlinien und Normen werden nichtselbsttätige Waagen unter Beachtung der gesetzlichen Bestimmungen, Erläuterungen und Empfehlungen betrachtet. Straßenfahrzeugwaagen sind in hohem Maße geeignet, eingebaut in die Zu- und Ausfahrtswege eines Betriebs- und Werksbereichs, sind in hohem Maße dazu geeignet, Warenein- und Ausgänge zu kontrollieren und die zulässigen Ladegewichte von Straßenfahrzeugen zu überprüfen. Die Messunsicherheit wird anhand einer Beispielrechnung mit den gleichen Waagendaten einmal mittels Normallastverfahren und einmal mittels Ersatzlastverfahren ermittelt. Der Vergleich und die Auswertung der Ergebnisse zur Messunsicherheit werden unter Verwendung der aktuellen Richtlinien und Normen zur Eichung von Straßenfahrzeugwaagen mit Normallast und Ersatzlast durchgeführt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/644054301xin.txt
Kreutzer, Philipp; Füßl, Roland; Manske, Eberhard; Dorozhovets, Nataliya
Investigations of metrological models for the nanomeasuring and nanopositioning machine with respect to the measurement uncertainty by means of a Monte Carlo simulation. - In: Proceedings of: the twenty-fifth annual meeting of the American Society for Precision Engineering / Annual meeting of the American Society for Precision Engineering ; 25 (Atlanta, Ga.) : 2010.10.31-11.04. - Raleigh, NC : ASPE, ISBN 978-1-88770-656-8, (2010), S. 325-328

Guminskyi, Oleksii
Untersuchungen der Strahlausbreitung an Interferometern. - 49 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2010

Gegenstand dieser Arbeit ist die Erfassung der Ausbreitungsparameter eines Laserstrahls. Die genaue Kenntnis der Parameter der Strahlausbreitung spielt eine große Rolle für die Kollimierung des Laserstrahls und zur Minimierung von damit verknüpften Störeinflüssen auf die Messung. Dazu werden zwei unterschiedliche Verfahren eingesetzt. Das erste Verfahren ist die Untersuchung und Bestimmung der Parameter des Laserstrahls aus der Intensitätsverteilung. Das zweite Verfahren basiert auf der Bestimmung des Krümmungsradius der Wellenfront mittels Shearing-Interferometer. Die Ergebnisse der Messungen mit den verschiedenen Verfahren sollen miteinander und mit Ergebnissen aus Simulationen vergliechen werden. Für die Untersuchung der Strahlparameter wurde ein spezieller Messaufbau konstruiert, der zwei verschiedene Messmethoden ermöglicht. Bei beiden Methoden nimmt eine CMOS-Kamera die Ergebnisse auf. Ein fasegekoppelter Helium-Neon-Laser wurde mit diese Anordnung untersucht.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/678349517gumin.txt
Samchenko, Rostyslav
Bestimmung der Messunsicherheiten bei der Temperaturmessung mit Oberflächen-Tasttemperaturfühlern. - Online-Ressource (PDF: III, 88 S., 5,49 MB)
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2010

In der vorliegenden Arbeit wurden die Einflussfaktoren in gesamter Messkette der Oberflächentemperaturmessung mit Tasttemperaturfühlern untersucht. Für drei Fühler verschiedener Bauformen und Sensortypen (Pt100, NTC und Typ K) und zwei Prüfkörper (Stahl und Aluminium) wurden entspreche Messunsicherheitsbudgets erstellt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/670724297samch.txt
Manske, Eberhard; Jäger, Gerd; Hausotte, Tino
Combination of multi-sensor technology and multiple measurement strategies in micro- and nanometrology. - In: 10th International Symposium on Measurement and Quality Control (ISMQC 2010) / International Symposium on Measurement and Quality Control ; 10 (Osaka) : 2010.09.05-09. - Red Hook, NY : Curran, ISBN 978-1-617-82019-9, (2010), S. 551-554

Manske, Eberhard
Nanopositioning and nanomeasuring machines : universal multi-scale tools from macro to nano. - In: Verfahren und Anwendungen der LasermaterialbearbeitungVerfahren und Anwendungen der Lasermaterialbearbeitung : Vorträge und Posterbeiträge der 7. Jenaer Lasertagung am 25. und 26. November 2010 ; Gemeinschaftsveranstaltung von der Fachhochschule Jena und dem Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung GmbH (ifw), Jena. - Düsseldorf : DVS Media / Jenaer Lasertagung ; 7 (Jena) : 2010.11.25-26. - Düsseldorf : DVS Media, ISBN 978-3-87155-262-5, (2010), S. 222

Manske, Eberhard; Theska, René; Schott, W.
Nanopositionier- und Nanomessmaschinen - universelle skalenübergreifende Werkzeuge für die Mikro-Nano-Integration. - In: Mikro-Nano-Integration / GMM-Workshop Mikro-Nano-Integration ; 2 (Erfurt) : 2010.03.03-04. - Berlin : VDE-Verl., ISBN 978-3-8007-3216-6, (2010), S. 89-92

Sternkopf, Christian
Untersuchungen an einem fasergekoppelten Heterodyn-Planspiegelinterferometer. - 75 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2010

Laserinterferometrische Längenmesssysteme sind in der Präzisionslängenmesstechnik in Industrie und Forschung weit verbreitet. In der messtechnischen Praxis werden Homodyninterferometer sowie Heterodyninterferometer gleichermaßen vielseitig verwendet. Heterodyninterferometer bieten prinzipbedingt einige Vorteile gegenüber Homodyninterferometern, z.B. in der Betriebssicherheit sowie bei Mehrachsanwendungen. Für die Heterodyninterferometrie werden Zweifrequenz-Laserlichtquellen benötigt, welche Licht mit einem festen Frequenzabstand emittieren. In dieser Arbeit wird eine Zweifrequenz-Laserlichtquelle untersucht, die doppelbrechende Elemente und den Zeeman-Effekt zur Erzeugung von zwei Laserlichtfrequenzen nutzt. Diese als Zeeman Birefringence He-Ne Dual Frequency Laser (ZBDFL) bezeichnete Laserlichtquelle wird hinsichtlich ihre messtechnischen Eigenschaften und ihrer Anwendbarkeit in der Heterodyninterferometrie untersucht. Der Frequenzstabilität der Einzelfrequenz und der Beatfrequenz werden dabei besondere Aufmerksamkeit geschenkt. Weiterhin wird ein lichtwellenleitergekoppeltes Planspiegel-Heterodyninterferometer in Betrieb genommen und dessen Funktionstüchtigkeit nachgewiesen. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine DC-Motorsteuerung für den Betrieb eines Mess- und Positionierplatzes für Laserinterferometer entwickelt, montiert und erprobt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/645913693stern.txt
Hausotte, Tino; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd; Percle, Brandon; Dorozhovets, Nataliya; Machleidt, Torsten
Combination of high-speed surface scanning and tactile 3-D coordinate measurement on theb basis of advanced mechatronic and control concepts. - In: Proceedings of: Control of precision systems / ASPE Spring Topical Meeting on Control of Precision Systems ; 3 (Cambridge, Mass.) : 2010.04.11-13. : 2010 spring topical meeting, April 11 to 13, 2010, Massachusetts Institute of Technology Campus, Cambridge, Massachusetts. - Raleigh, NC : ASPE, ISBN 978-1-88770-653-7, (2010), S. 40-44

Balzer, Felix Gerhard; Hofmann, Norbert; Dorozhovets, Nataliya; Hausotte, Tino; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Investigation of the metrological properties of a 3-D microprobe with optical detection system. - In: Instrumentation, metrology, and standards for nanomanufacturing IV / Conference Instrumentation, Metrology, and Standards for Nanomanufacturing (San Diego, Calif.) : 2010.08.02-04. - Bellingham, Wash. : SPIE, ISBN 978-0-8194-8263-1, 2010, 77670V, insges. 10 S.

Dimensional measurements of microstructures with uncertainties below 50nm require both nanopositioning and nanomeasuring machines (NPMMs) as well as appropriate microprobes. This paper introduces a novel 3-D tactile microprobe system developed at the Ilmenau University of Technology, Institute of Process Measurement and Sensor Technology, and contains an analysis of its metrological characteristics. - This microprobe system uses a silicon membrane to induce the measurement force and to operate as the damping system for the stylus. This damping is entirely brought about by internal friction. An optical detection system measures the deflection of the membrane and thus of the stylus. The optical detection system uses a single laser beam, focused on the backside of the silicon membrane. The reflected beam is split, with one part being used to measure the tilt about the x- and y-axes and the other part being fed back into an interferometer for deflection measurement in the z-direction. Thus, the deflection of the membrane can be measured with sub-nanometre resolution. An NPMM was used to analyse the metrological characteristics of the microprobe system and to calibrate it. This paper focuses on a detailed analysis of the three-dimensional reproducibility for point measurements by obtaining and evaluating a directional response pattern. This pattern is then compared to the behaviour of other microprobe systems. Furthermore, the work shows that the microprobe system can be applied successfully to scanning measurements and satisfactory results obtained. These results indicate that the microprobe system is well-suited for universal measurement tasks in dimensional metrology.


Diethold, Christian; Fröhlich, Thomas; Hilbrunner, Falko; Jäger, Gerd
High precission optical position sensor for electromagnetic force compensated balances. - In: IMEKO TC3 & TC5 & TC22 International Conference / IMEKO TC3 International Conference (Pattaya) : 2010.11.21-25. - Klong Luang, Pathumthani, (2010), S. 91-94
Fröhlich, Thomas; Fehling, Thomas; Heydenbluth, Detlef; Geyer, Matthias; Schüler, Ralf
Vacuum transfer system for loading the Sartorius prototype mass comparator CCL1007. - In: IMEKO TC3 & TC5 & TC22 International Conference / IMEKO TC3 International Conference (Pattaya) : 2010.11.21-25. - Klong Luang, Pathumthani, (2010), S. 77-80
Hilbrunner, Falko; Weis, Hanna; Fröhlich, Thomas; Jäger, Gerd
Comparison of different load changers for EMFC-balances. - In: IMEKO TC3 & TC5 & TC22 International Conference / IMEKO TC3 International Conference (Pattaya) : 2010.11.21-25. - Klong Luang, Pathumthani, (2010), S. 65-68
Weis, Hanna; Hilbrunner, Falko; Fröhlich, Thomas; Jäger, Gerd
Parametric mechatronic model of a load cell with electromagnetic force compensation. - In: IMEKO TC3 & TC5 & TC22 International Conference / IMEKO TC3 International Conference (Pattaya) : 2010.11.21-25. - Klong Luang, Pathumthani, (2010), S. 29-32
Teichmüller, Jan
Zerstörungsfreie Prüfung von Falzklebeverbindungen im Karosseriebau mittels Thermografie. - 160 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2010

Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit der zerstörungsfreien Prüfung von Falzklebeverbindungen in bei der Volkswagen AG gefertigten Karosseriebauteilen mittels Thermografie. Resultierend aus den Untersuchungen an vielfältigen Probentypen konnte eine grundsätzliche Eignung der ultraschallangeregten Thermografie zur Detektion von Klebstoffstrukturen in Falzklebeverbindungen nachgewiesen werden. Dabei gelang es praxisrelevante Fehler, wie Klebnahtunterbrechungen, Delaminationen oder Poren sichtbar zu machen. Zusätzlich kann im ausgeprägteren Falz an der Türaußenseite auch eine zufriedenstellende Beurteilung des Füllgrades erreicht werden. Bei der darauf aufbauenden Übertragung der Vorgehensweise auf reale Bauteile konnten ebenso ansprechende Ergebnisse erzielt werden. Die teilweise auftretende Diskrepanz zwischen der Ergebnisqualität an einfachen Proben und Realbauteilen bietet für zukünftige Weiterentwicklungen noch Verbesserungspotenzial. Schlagwörter: Zerstörungsfreie Prüfung, Ultraschallangeregte Thermografie von Klebstoffverbindungen , Korrosionsvermeidung bei Falzklebeverbindungen


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/642315906teich.txt
Fröhlich, Thomas
Bestimmung magnetischer Eigenschaften von Massenormalen mit der Suszeptometermethode. - In: Sensoren und Messsysteme 2010 / ITG/GMA-Fachtagung Sensoren und Messsysteme ; 15 (Nürnberg) : 2010.05.18-19. - Berlin [u.a.] : VDE-Verl., ISBN 978-3-8007-3260-9, (2010), S. 645-649

Machleidt, Torsten; Kapusi, Daniel; Franke, Karl-Heinz; Manske, Eberhard
Depth From Focus (DFF) utilizing the large measuring volume of a nanopositioning and nanomeasuring machine. - In: Sensoren und Messsysteme 2010 / ITG/GMA-Fachtagung Sensoren und Messsysteme ; 15 (Nürnberg) : 2010.05.18-19. - Berlin [u.a.] : VDE-Verl., ISBN 978-3-8007-3260-9, (2010), S. 478-481

Füßl, Roland; Manske, Eberhard
Metrologie und Messunsicherheit von Nanopositionier- und Nanomessmaschinen. - In: Sensoren und Messsysteme 2010 / ITG/GMA-Fachtagung Sensoren und Messsysteme ; 15 (Nürnberg) : 2010.05.18-19. - Berlin [u.a.] : VDE-Verl., ISBN 978-3-8007-3260-9, (2010), S. 474-477

Jäger, Gerd
Development of nanomeasuring and nanopositioning machines. - In: Sensoren und Messsysteme 2010 / ITG/GMA-Fachtagung Sensoren und Messsysteme ; 15 (Nürnberg) : 2010.05.18-19. - Berlin [u.a.] : VDE-Verl., ISBN 978-3-8007-3260-9, (2010), S. 19-23

Jäger, Gerd
Three-dimensional nanopositioning and nanomeasuring machine with a resolution of 0.1 nm. - In: Optoelectronics, instrumentation and data processing. - New York, NY : Allerton Press, ISSN 19347944, Bd. 46 (2010), 4, S. 318-323

The paper describes traceable nanometrology based on a nanopositoning machine with integrated nanoprobes. The operation of a high-precision long-range three-dimensional nanopositioning and nanomeasuring machine (NMM-1) having a resolution of 0.1 nm over the positioning and measuring range of 25 x 25 x 5 mm is explained. Various developed probe systems have been integrated into the NMM-1 machine, including a focus sensor, a white light sensor, and tactile nanoprobes. Single-beam, double-beam and triple-beam interferometers are installed into the NMM-1 machine to measure and control the six degrees of freedom. Measured results are presented.


http://dx.doi.org/10.3103/S8756699010040035
Karl, Florian
Entwicklung einer Methode zur Bewertung elastisch gelagerter Motoranbauteile mittels experimenteller Modalanalyse und Structural Dynamics Modification sowie Validierung mit Betriebsmessungen. - 87 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2010

Mechatronische Komponenten werden zunehmend an modernen Verbrennungsmotoren angebaut und müssen während ihrer gesamten Lebensdauer den anfallenden Schwingungsbelastungen standhalten, weshalb diese Komponenten elastisch gelagert und somit vom Motor entkoppelt werden. Gängige Analysemethoden von Schwingungsproblemen sind die experimentelle Modalanalyse, Untersuchungen am Shakerprüfstand und Betriebsmessungen am befeuerten Motor. Kostenintensive Betriebsmessungen ähneln realen Belastungen und sollen durch günstigere Verfahren ersetzt werden. In dieser Arbeit wird eine Struktur mit mechatronischen Motoranbauteilen ausgewählt und diesen Analysemethoden unterzogen. Auf Grund starker Fügestellendämpfung, Nichtlinearität der vorhandenen Entkopplungselemente sowie Abhängigkeit der Anregungsamplitude sind die experimentelle Modalanalyse mittels Hammeranregung und Messungen am Shakerprüfstand keine geeigneten Mittel, um die gesamte Struktur schwingungstechnisch exakt zu beschreiben. Ein Abgleich mit Betriebsmessungen zeigt daher wenig Korrelation auf. Für Teilstrukturen liefert die Modalanalyse gute Ergebnisse, wodurch konstruktive Verbesserungsmaßnahmen abgeleitet werden können. Betriebsmessungen zeigen, dass die tatsächlich anliegenden Belastungen die Grenzwerte der anzuwendenden Normen überschreiten. Weiterhin können mittels Sensitivitätsanalyse optimale Parameter zur Durchführung und Auswertung zukünftiger Betriebsmessungen ermittelt werden. Zudem wird die Methode Structural Dynamics Modification SDM angewendet, um das Schwingungsverhalten bei Strukturmodifizierungen vorhersagen zu können. Auf Grund der eingeschränkten Aussagekraft der Modalanalyse für die ausgesuchte Struktur, liefert die SDM ebenso nur bedingt zufriedenstellenede Ergebnisse.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/634329596karl.txt
Jäger, Gerd; Hausotte, Tino; Manske, Eberhard; Büchner, Hans-Joachim; Mastylo, Rostyslav; Dorozhovets, Nataliya; Hofmann, Norbert
Nanomeasuring and nanopositioning engineering. - In: Measurement : journal of the International Measurement Confederation (IMEKO). - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 43 (2010), 9, S. 1099-1105

The paper describes traceable nanometrology based on a nanopositioning machine with integrated nanoprobes. The operation of a high-precision long range three-dimensional nanopositioning and nanomeasuring machine (NPM-Machine) having a resolution of 0,1 nm over the positioning and measuring range of 25 mm x 25 mm x 5 mm is explained. An Abbe offset-free design of three miniature plan mirror interferometers and applying a new concept for compensating systematic errors resulting from mechanical guide systems provide very small uncertainties of measurement. The NPM-Machine has been developed by the Institute of Process Measurement and Sensor Technology of the Technische Universität Ilmenau and manufactured by the SIOS Messtechnik GmbH Ilmenau. The machines are operating successfully in several German and foreign research institutes including the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Germany. The integration of several, optical and tactile probe systems and nanotools makes the NPM-Machine suitable for various tasks, such as large-area scanning probe microscopy, mask and wafer inspection, nanostructuring, biotechnology and genetic engineering as well as measuring mechanical precision workpieces, precision treatment and for engineering new material. Various developed probe systems have been integrated into the NPM-Machine. The measurement results of a focus sensor, metrological AFM, white light sensor and tactile stylus probes are presented. Single beam-, double beam- and triple beam interferometers built in the NPM-Machine for six degrees of freedom measurements are described.


http://dx.doi.org/10.1016/j.measurement.2010.04.008
Nasada, Dirk
Untersuchungen von Temperatureffekten bei elektromagnetischen Waagen im Bezug auf Kaltstart und Temperaturwechsel. - 68 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010

In dieser Arbeit soll eine Analyse der Temperaturverhältnisse exemplarisch an einer Feinwaage durchgeführt werden. Das Ziel der durchgeführten Untersuchungen ist die Verbesserung des Temperaturverhaltens der sich momentan in der Produktion befindlichen Feinwaage. Hierbei wurden insbesondere die Ecklasterscheinungen beim Warmlaufverhalten von Waagen nach dem Einschalten fokussiert. Ebenso wurden Einflüsse auf den Nullpunkt und die Empfindlichkeit bei Änderung der äußeren Temperaturbedingungen untersucht. Hierfür wurden im Rahmen der Arbeit zahlreiche Tests durchgeführt, um den Referenzzustand festzustellen und anschließend gezielte Modifikationen durchzuführen, um diese Zustände zu vergleichen. Somit konnte festgestellt werden, ob die theoretische Möglichkeit der Verbesserung auch in der Praxis eintritt. Um ein möglichst breites Spektrum an Mess- und Einflusswerten zu erreichen, wurden sowohl bereits eingestellte Waagentypen, als auch Geräte aus der aktuellen Produktion einbezogen. Zum Erreichen möglichst guter Ergebnisse, wurde versucht, die Erkenntnisse aus diesen Messungen zu bündeln. Die entsprechenden Untersuchungen wurden sowohl in den Räumen der Sartorius AG in Göttingen, als auch am Institut für Prozessmess- und Sensortechnik an der TU Ilmenau durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Analysen bilden den Kerninhalt dieser Arbeit.


Li, Fupeng
Modernisierung einer Einrichtung zur Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Temperaturfühlern. - 60 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010

Die Aufgabestellung bestand darin, einen vorhandenen Strömungskanal zu verbessern. Der vorhandene Strömungskanal wird bei der Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Temperaturfühlern angewendet. Um die Untersuchung besser durchführen zu können, müssen 3 Ziele erfüllt werden, - die Gleichmäßigkeit der Strömung verbessern, - die Reglung bzw. Steuerung der Strömung gewährleisten, - die veralteten elektrischen Komponenten ersetzen. Der erste Schritt war es, die mechanischen Baugruppen zu untersuchen. Im Ergebnis sollten einige mechanische Elemente neu gestaltet und konstruiert werden. Die notwendigen Rechnungen sind in der Arbeit dargestellt. Es wurden der Mitnehmerstift, die Kanalabhebung und die mechanische Versteifung neu gestaltet. Die Spannungsversorgung wurde überprüft, Interfaceschaltungen und die Leistungsstufe zur Temperaturreglung verbessert und ein Regler für die Luftströmungsgeschwindigkeit eingebaut. Die Gleichmäßigkeit der Strömung wurde messtechnisch überprüft. Probleme, die während des Prüfablaufs auftreten können, werden erläutert und die dazugehörige Lösungen erklärt.


Weinrich, Matthias
Entwicklung einer kontaktlosen Energie- und Datenübertragung für die Steuerung eines Zentrieraufsatzes zur Rundheitsmessung. - 116 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010

Inhalt dieser Diplomarbeit ist die Entwicklung einer kontaktlosen Energie- und Datenübertragung zur Ansteuerung und Energieversorgung eines Zentrieraufsatzes auf einem Rundtisch. Das System zur Energieübertragung wird weitesgehend selbst entwickelt, da vorhandene Systeme nur schlecht den geometrischen Anforderungen entsprechen. Die Grundlage hierzu bildet die Theorie der Schaltnetzteile. Im Rahmen dieser Entwicklung wird die Energieübertragung modelliert um einen höchstmöglichen Wirkungsgrad zu erreichen. Die drahtlose Datenübertragung wird unter Verwendung des IrDA-Standards als optische Datenübertragung zwischen zwei Mikrocontrollern ausgeführt. Dabei organisiert ein Mikrocontroller die Kommunikation mit einem PC über eine RS232-Schnittstelle, sodass über diesen Mikrocontroller die Daten vom PC an den Mikrocontroller auf dem Rundtisch gesendet werden können.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/631897186weinr.txt
Lippmann, Lutz
Messtechnische Untersuchung und Modellierung des dynamischen Verhaltens von dünnen Hochtemperatur-Thermoelementen mit mineralisolierter Mantelleitung. - 30 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010

Angeregt durch die Firma "Temperaturmesstechnik Geraberg GmbH", welche in mehrerlei Hinsicht an schnellen Temperaturfühlern interessiert ist, entstand in Kooperation mit der TU-Ilmenau diese Bachelorarbeit zum dynamischen Verhalten von Thermoelementen. Die Aufgabenstellung bestand darin, umfassende Untersuchungen an dünnen, Thermoelementen mit mineralisolierter Mantelleitung sowohl in Luft als auch in Wasser durchzuführen. Diese Untersuchungen hatten einerseits zum Ziel, Bauformen von Thermoelementen zu finden, welche eine verbesserte Dynamik aufweisen. Des Weiteren sollte auf Grundlage der gewonnen Erkenntnisse eine Modellierung der Sprungantworten erfolgen und die Parameter, welche die Dynamik beeinflussen sollten gewichtet werden. Den Hauptbestandteil der Untersuchungen bildeten die Messungen in Wasser am Versuchsaufbau der Firma "tmg". Diese Ergebnisse dienten als Grundlage zur Vorauswahl bestimmter Musterbauformen und einzelner Fühler für die Messungen in Luft. Die primären Ergebnisse zur Beschreibung des dynamischen Verhaltens wurden in Form von Zeitkennwerten ausgedrückt. Zum Zweiten wurde mithilfe von Modellgleichungen die aufgenommene Sprungantwort nachvollzogen. Die daraus gewonnenen Zeitkonstanten und die bereits erwähnten Zeitkennwerte der Sprungantwort dienten als Diskussionsgrundlage zur Beurteilung des dynamischen Verhaltens der einzelnen Fühlerbauformen. Abschließend ist zu sagen, dass die Dynamik der einzelnen Elemente in Wasser von einer Reihe von Faktoren, wie z.B. dem Durchmesser des Elements oder der Wahl des IIsolationspulverses beeinflusst wird. In Luft hingegen ist der Durchmesser der jeweiligen Messspitze der allein entscheidende Parameter zur Beeinflussung des dynamischen Verhaltens. Weiterhin ist festzuhalten, dass der Verlauf der Sprungantwort in Luft mit nur einer Zeitkonstante (T1) beschrieben werden kann, wohingegen in Wasser zwei Zeitkonstanten (T1, T2) nötig sind. Aus diesen Ergebnissen kann geschlussfolgert werden, dass sich in Luft nur der äußere Wärmeübergang und die aufgenommene Wärmekapazität auf die Dynamik der Thermoelemente auswirken. In Wasser dagegen, bei gutem äußeren Wärmeübergang, auch die innere Wärmeleitung eine Rolle spielt, was sich in der zweiten Zeitkonstante ausdrückt.


Jäger, Gerd
Herausforderungen und Grenzen der interferometrischen Präzisionsmesstechnik. - In: : ., ISSN 0075272X, Bd. 56 (2010), S. 1-8
Pufke, Michael
Entwicklung der Messelektronik für einen kapazitiven Lagesensor. - 95 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010

Zielstellung dieser Arbeit war es, eine Auswahl und Erprobung einer geeigneten Messelektronik für einen Differentialkondensator zum Einsatz als Nulllagesensor einer Präzisionswaage nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation vorzunehmen. Aufbauend auf den physikalischen Eigenschaften und möglichen Störeinflüssen einer realen Kondensatoranordnung wurden dazu zunächst konstruktionstechnische Grundlagen zur Dimensionierung eines geeigneten Differentialkondensators dargelegt. Es erfolgte weiterhin eine Analyse verschiedener Schaltungsvarianten zur kapazitiven Messung unter der Maßgabe gegebener Einsatz- und Systemanforderungen. Hierbei wurde auf Basis eines kapazitiven Analog-Digital-Wandlers ein integrierter Schaltkreis gefunden, welcher neben einer sehr hohen Auflösung eine kostengünstige Messung bei vergleichsweise geringer Bauteilgröße ermöglicht. In diesem Zusammenhang konnten mit Hilfe eines einfach gestalteten Kondensatoraufbaus erste experimentelle Untersuchungen erfolgen. Es stellte sich hierbei heraus, dass das kapazitive Messverfahren prinzipiell zum Einsatz als Nulllagesensor geeignet ist. Die Messelektronik zeichnet sich dabei durch ein hohes Maß an Linearität über einen weiten Messbereich, gute Langzeitstabilität sowie geringe Messunsicherheiten aus. Von Nachteil ist jedoch die eingeschränkte Dynamik durch eine vergleichsweise geringe Datenrate der Messwerterfassung. Ansatzpunkt für eine weitere Betrachtung sollte eine optimierte Konstruktion des Differentialkondensatoraufbaus bilden. Hierbei empfiehlt es sich, den rechnergestützten Entwurf anzuwenden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/627704190pufke.txt
Hesse, Steffen; Büchner, Hans-Joachim; Jäger, Gerd; Schäffel, Christoph; Mohr, Hans-Ulrich; Leistritz, Bianca
First results of an interferometric controlled planar positioning system for 100 mm zerodur slider. - In: / International conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology ; 10 (Delft) : 2010.05.31-06.04. : ., (2010), S. 457-461
Balzer, Felix G.; Dorozhovets, Nataliya; Hofmann, Norbert; Hausotte, Tino; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd; Büttgenbach, Stephanus
3-D microprobe with optical detection system. - In: / International conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology ; 10 (Delft) : 2010.05.31-06.04. : ., (2010), S. 104-107
Mogalle, Stefan
Commissioning and metrological analysis of a new load-changing device for static torque calibration . - 56 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010

Static torque calibration is conducted at Lahti Precision Oy (Finland) with two devices realizing different mechanical arrangements that simulate the use of torque transducers in the field. The calibration procedure requires certain sequences of loading and unloading of the weights to interpolate the characteristic curve of the transducer. Since these devices are also used to ensure the physical value of torque in Finland it is of great interest to minimize errors occurring during measurement as well as decreasing the uncertainties of the measurement devices. By implementing the load-changing device to the calibration set-ups of the two machines, the procedure of applying loads could be made more regular as less interference of the calibration personnel is now necessary. The effect of this new device containing a lifting table and five weight series ranging from 100 Nm to 2 kNm was examined by comparing the former manual procedure with the new procedure using the electrically driven device as well as to measurements of the PTB to which the results can be referenced to. These measurements were analyzed and examined focusing on the sources of errors and uncertainties of the different set-ups to ensure correct calibrations that are in compliance with the certified Calibration and Measurement Capabilities of the two devices.


Gutsell, Christian
Analyse und Eliminierung von systematischen Messfehlern und anschließender Taktzeitanalyse eines End-of-Line-Prüfstandes zur Effizienzsteigerung . - 152 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010

Die Firma BorgWarner Transmissions Systems besitzt am Ende einer Montagelinie einen Prüfstand, der alle Kupplungen 100% auf qalitätsbestimmende Funktionsmerkmale überprüft. Der Prüfstand ist aus zwei idealerweise identischen Prüfstationen aufgebaut. Bei der Auswertung des wöchentlichen Stationenvergleiches wurde eine Niveauverschiebung der Messwerte zwischen den Stationen deutlich. Das Ziel der Arbeit ist die Analyse und Eliminerung der Fehlerquellen. Aus einer Reihe von möglichen Fehlerursachen wurden die Sensorik, die Messbedingungen und die Software als Fehlerquellen herausgefiltert. Die Taktzeitanalyse verfolgt das Ziel, die Prüfstandsleistung zu erhöhen. Während der Bearbeitung stieg der erforderliche Prüfumfang. Die Leistunserhöhung wich der Leistungserhaltung bei gesteigertem Prüfumfang. Als Ergebniss der Arbeit können die Fehlerquellen eliminiert werden, wenn auf die Forderungen im Zusammenhang mit den Ursachen eingegangen wird. Durch die Optimierung der taktzeitbeeinflussenden Faktoren kann die Taktzeit auf einem annährend konstanten Niveau gehalten werden. Die Messgenauigkeit bleibt dabei unangetastet bei erhöhtem Prüfumfang.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/626364280gutse.txt
Jäger, Gerd
Limitations of precision length measurements based on interferometers. - In: Measurement : journal of the International Measurement Confederation (IMEKO). - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 43 (2010), 5, S. 652-658

The most important principles, the basis and operation of heterodyne and homodyne interferometers are discussed. Their benefits and limitations are covered based on a metrological analysis. The resolution of interferometers can be determined by calculating the smallest resolvable distance increment. Also, it is shown here how the Abbe comparator principle can be fulfilled in all three measuring dimensions by using interferometers. Other factors in addition to the Abbe errors are discussed which affect the measurement uncertainty of interferometric length measurements.


http://dx.doi.org/10.1016/j.measurement.2009.12.030
Dahinten, Andreas
Theoretische und experimentelle Untersuchungen zum thermischen Driftverhalten von Planspiegelinterferometern. - 112 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010

In dieser Arbeit wurde das Driftverhalten von interferometrischen Messanordnungen bei Änderung der Umgebungsbedingungen (insbesondere Temperatur) untersucht. Das interferometrische Messergebnis ist das Resultat aller Änderungen im Mess- und Referenzarm eines Inteferometers während einer Messung. Dieses Ergebnis setzt sich aus systematischen und zufälligen Fehlern zusammen. Der nach der Korrektur des Messergebnisses mit den bekannten systematischen Fehlern zurückbleibende Messwert wird als Drift bezeichnet. Um die systematischen Fehler bei den in der Arbeit verwendeten interferometrischen Messanordnungen korrigieren zu können, wurde der Begriff des Messkreises auf die Messanordnung angewendet. Es stellte sich heraus, dass für die exakte Fehlerkorrektur zwischen optischem und mechanischem Messkreis unterschieden werden muss. Auf dieser Basis gelang es, bei Messungen mit durch Schraubverbindungen auf Aluminiumträgern befestigten Interferometerbaugruppen bisher unerreichte reproduzierbare Driftwerte in der Größenordnung von nur ca. 20 nm/K mit einer Vielzahl von Messungen mit unterschiedlichen Anordnungen zu erreichen. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die resultierende Drift unabhängig von der gewählten Totstrecke ist, d.h. dass bei unterschiedlich großen Totstrecken von z.B. 24 mm bzw. 198 mm, gleiche Driftwerte erreicht wurden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/623139049dahin.txt
Nguyen, Hoang Long
Optimierung verschiedener digitaler Regler für dynamische EMK-Waagen. - 89 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010

Der aktuell verwendete Regler für Präzisionswaagen (EMK-Waagen) der Firma Sartorius AG ist ein analoger PIDT1-Regler. In dieser Arbeit sollte ein digitaler Regler eingesetzt werden, um die Messzeit und die Auflösung der Waage zu verbessern. Es wurden verschiedene Regelalgorithmen (PID-Algorithmus, Dead-Beat-Algorithmus und Zustandsregelung) simuliert und praktisch an der Waage WZA224-ND validiert. Es handelt sich um eine Regelung mit Störunterdrückung. Durch die praktische Untersuchung wurde gezeigt, dass der Dead-Beat-Regler für die Regelung der EMK-Waage nicht geeignet ist. Mit einer reproduzierbaren Simulation von Lastwechseln wurden die digitalen Regler miteinander und auch mit dem vorhandenen analogen Regler verglichen. Die Parameter des digitalen Reglers wurden auf zwei Betriebsmodi der Waage, die einfach umgeschaltet werden können, optimiert. Der digitale PID-Regler und der PI-Zustandsregler wurden im Rahmen der Diplomarbeit erfolgreich an der Waage eingesetzt: Die Einschwingzeit konnte bei gleicher Auflösung halbiert werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/61878229Xnguye.txt
Mußbach, Benjamin
Entwicklung eines Prüfverfahrens für Oberschenkel-Schäfte. - 51 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010

In dieser Bachelor-Arbeit wird ein Prüfverfahren für Oberschenkelschäfte entworfen, umgesetzt und bewertet. Die primäre Aufgabe ist die Prüfung der Strukturfestigkeit. Sekundär soll die Prüfung des sicheren Halts des Schaftes an der amputierten Extremität betrachtet werden. Für den Entwurf der Strukturfestigkeitsprüfung befasst sich diese Arbeit mit verschiedenen Normen und einem hausinternen Vorschlag zur Prüfung. Die am besten geeignete Norm wird auf den Anwendungsbereich erweitert und zusammen mit dem Prüfvorschlag mit Blick auf die Verwendbarkeit bewertet. Für die Umsetzung der Sekundäraufgabe gibt es keine Norm weshalb nach anfänglichen Berechnungen auf ein vorhandenes Prüfverfahren zurückgegriffen wird. Die Umsetzung des Prüfaufbaus erfolgt in Form eines Schaftes der zusammen mit einem Dummy einen Oberschenkelstumpf simuliert. Die Tauglichkeit des Aufbaus wird für die Strukturfestigkeitsprüfung ebenfalls einer Betrachtung unterzogen. Hierfür werden Druckverteilungen am realen Amputationsstumpf und dem simulierenden Aufbau mittels eines geeigneten Systems gemessen. Durch den Vergleich der Ergebnisse wird der Grad der Realitätsnähe des künstlichen Gebildes ermittelt.


Manske, Eberhard; Amthor, Arvid
Workbench for the nano world : developing nanopositioning machines with dSPACE tools. - In: dSpace magazinedSpace magazine. - Paderborn : dSpace GmbH : . - Paderborn : dSpace GmbH, (2009), 1, S. 20-23
Augustin, Silke; Mammen, Helge
Vorteile bei der Bestimmung dynamischer und statischer Parameter von Oberflächentasttemperaturfühlern durch die Verwendung einer mechanischen Aufsetzvorrichtung. - In: Temperatur 2009 / Fachtagung Temperatur (Berlin) : 2009.06.24-25. - Braunschweig [u.a.] : Physikalisch-Techn. Bundesanst., (2009), S. 227-232

Krapf, Gunter; Mammen, Helge; Blumröder, Götz
Ermittlung des Einflusses von Verunreinigungen auf das thermometrische Fixpunktmaterial Zink. - In: Temperatur 2009 / Fachtagung Temperatur (Berlin) : 2009.06.24-25. - Braunschweig [u.a.] : Physikalisch-Techn. Bundesanst., (2009), S. 257-264

Schalles, Marc
Vergleich von arithmetrischen Methoden zur Bestimmung der Fixpunkttemperatur aus Temperaturverläufen. - In: Temperatur 2009 / Fachtagung Temperatur (Berlin) : 2009.06.24-25. - Braunschweig [u.a.] : Physikalisch-Techn. Bundesanst., (2009), S. 277-286

Zur Bestimmung von Phasenumwandlungstemperaturen Tph aus gemessenen Plateauverläufen können unterschiedliche mathematische Methoden angewendet werden. Abhängig von der zum Einsatz kommenden Methode und dem zeitlichen Verlauf der Phasenumwandlung ergeben sich hierbei unterschiedliche systematische Abweichungen und Reproduzierbarkeiten der ermittelten Temperaturen Tph. Da dies insbesondere bei der Auswertung von Phasenumwandlungen in kleinen Fixpunktzellen deutlich wird, wurden Schmelz- und Erstarrungsvorgänge von Zink unterschiedlicher Reinheit in miniaturisierten Fixpunktzellen aufgezeichnet. Ihre zeitlichen Temperaturverläufe wurden mit fünf unterschiedlichen Auswertemethoden analysiert, was einen Vergleich der Methoden anhand der errechneten scheinbaren Phasenumwandlungstemperaturen ermöglicht.


Jäger, Gerd
Limitations of precision length measurements based on interferometers. - In: Fundamental and applied metrology / IMEKO world congress ; 19 (Lisbon) : 2009.09.06-11. - Budapest : IMEKO, ISBN 978-963-88410-0-1, (2009), S. 1915-1919

Mäuslein, Sascha; Mack, Oliver; Schwartz, Roman; Jäger, Gerd
Investigation of new silicon load cells with thin-film strain gauges. - In: Fundamental and applied metrology / IMEKO world congress ; 19 (Lisbon) : 2009.09.06-11. - Budapest : IMEKO, ISBN 978-963-88410-0-1, (2009), S. 379-382

Füßl, Roland; Jäger, Gerd
The influence of the force feed-in system on high-accuracy low force measurement. - In: Fundamental and applied metrology / IMEKO world congress ; 19 (Lisbon) : 2009.09.06-11. - Budapest : IMEKO, ISBN 978-963-88410-0-1, (2009), S. 235-238

Kühnel, Michael; Hilbrunner, Falko; Jäger, Gerd
Novel high-resolution interferometric materials testing device for the determintion of the viscoelastic behaviour of high-tech plastics. - In: Fundamental and applied metrology / IMEKO world congress ; 19 (Lisbon) : 2009.09.06-11. - Budapest : IMEKO, ISBN 978-963-88410-0-1, (2009), S. 230-234

Krapf, Gunter; Schalles, Marc
Comparison of different methods of fixed-point temperature evaluation. - In: Fundamental and applied metrology / IMEKO world congress ; 19 (Lisbon) : 2009.09.06-11. - Budapest : IMEKO, ISBN 978-963-88410-0-1, (2009), insges. 5 S.

The estimation of the fixed-point temperatures from measured plateau curves can be carried out using different mathematical methods. Depending on the method used and the size of the fixed-point cell, different systematic deviations and reproducibilities of the calculated tempera-tures arise. They typically develop during the evaluation of measurements from small fixed-point cells. Thus the phase transformation temperatures of miniaturised fixed-point cells with zinc of different purities were measured and five different methods were compared.


Mandryka, Viktor
Entwicklung, Aufbau und Untersuchung eines Stehende-Wellen-Interferometers. - Online-Ressource (PDF-Datei: 114 S., 3633 KB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2009

In dieser Arbeit wird ein neues Interferometerkonzept dargestellt, das auf der Grundlage einer optischen stehenden Welle beruht. Die stehende Welle wird mit einem neuartigen teilweise transparenten Photodetektor abgetastet. Der Photodetektor ist als pin-Photodiode konzipiert und mit Transparent Conductive Oxide (TCO) kontaktiert. Zwei transparente Photodiode werden technologisch zu einem Transparenten Phasenselektiven Photodetektor (TPSD) integriert. Die Photodioden werden auf der optischen Achse der stehenden Welle longitudinal angeordnet und erzeugen zwei Sinus- und Cosinus-Signale für die Vorwärts- Rückwärts-Zählung der Intensitätsmaxima und -minima der stehenden Welle.Die Schichtdickenkonzeption der transparenten Photodioden berücksichtigt Maßnahmen zur Reduzierung der Reflexion des Detektors. Bereits kleine Abweichungen der Parameter Schichtdicke und Brechzahl beeinträchtigen die optischen Eigenschaften der Photodiode. Um die Reflexionsvermögen des TPSDs unempfindlich gegenüber den Schichtdickenabweichungen zu machen, wurde mittels eines numerischen Verfahrens die optimalen Schichtdicken bestimmt, die zu einem breiten Reflexionsminimum führen. Bei den experimentellen Untersuchungen wurden die Signalform der Photoströme, die Grenzfrequenz und der Interpolationsfehler des Stehende-Wellen-Interferometers ermittelt. Die Grenzfrequenz beträgt ca. 100 kHz und könnte aber durch die Verringerung der Sensorfläche erhöht werden. Der ermittelte Interpolationsfehler ist ca. ± 15 nm. Eine Steigerung der Genauigkeit kann durch die weitere Verminderung der Reflexion erreicht werden.Die Vorteile eines Stehende-Wellen-Interferometers bestehen im einfachen und kompakten Aufbau sowie in der Nutzung moderner Halbleitertechnologie zur Massenproduktion der transparenten Detektoren.


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urn:nbn:de:gbv:ilm1-2010000254
urn:nbn:de:gbv:ilm1-2010000254
Tympel, Volker
Untersuchungen zur Anwendung von mehrdimensionalen Korrelationsverfahren bei der Determination von Kanten mit hochauflösenden optischen Messmaschinen. - Online-Ressource (PDF-Datei: 181 S., 36,8 MB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2009

Diese Arbeit untersucht, wie durch mikroskopische Bildserien mit unterschiedlichen Fokuspositionen Objekte sicherer lokalisiert oder charakterisiert werden können. Das vorgeschlagene Verfahren der extrafokalen Korrelation wird ausführlich in Simulationen und Experimenten an Kantenobjekten diskutiert. Abschließend erfolgt ein Ausblick für die Anwendung bei komplexeren Objekten. Einleitend wird die theoretisch bekannte kantenversteilernde Wirkung bei kohärenter Beleuchtung experimentell nachgewiesen und kritisch auf die Begriffe optisches Auflösungsvermögen und Schärfentiefe bei Mikroskopsystemen eingegangen. Zur Sicherstellung möglichst großer Rechenressourcen wird auf effektive Datenformate, schnelle Fourier-Transformationen und Parallelisierung eingegangen. An modifizierten Mikroskopsystemen konnte gezeigt werden, dass Korrelationsverfahren die sonst störenden Oszillationen an Kantenrändern vorteilhaft nutzen können, wenn die zur Korrelation benutzten Erwartungswerte diese Oszillationen berücksichtigen. Die Einbeziehung extrafokaler Bildebenen kann gleichfalls die Reproduzierbarkeit der Detektion von Kantenorten erhöhen, d. h. auch Bereiche außerhalb einer definierten Schärfentiefe können sinnvoll zur Determination eines Kantenortes genutzt werden, wenn der Gewinn an Information den Verlust durch das zunehmende Rauschen überwiegt. In bestimmten Parameterbereichen ist die extrafokale Korrelation mit Erwartungswerten der reinen Mittelung über benachbarten Bildebenen überlegen. Insbesondere bei kohärenter Beleuchtung sind reine Mittelungen der extrafokalen Korrelation unterlegen. Die extrafokale Korrelation, basierend auf der Suche nach der kleinsten Summe der Fehlerquadrate, ist zwar aufwendiger, aber oft erfolgreicher als die schnellere Fourier-Kreuzkorrelation. Das Verfahren der extrafokalen Korrelation kann auch seriell benutzt werden, um 2-dimensionale Verläufe von Kanten zu analysieren, was z. B. bei der Bestimmung von Strukturbreiten-Homogenitäten der Fall ist. Angerissen wird die Erweiterung des Verfahrens für komplexere Objekte, die am Beispiel der Kreisdurchmesserbestimmung in dieser Arbeit seriell bearbeitet wurde, da die notwendige 4-dimensionale Korrelation mit großen Datenmengen künftigen Rechnergenerationen vorbehalten bleibt. Im Anhang wird das Negativ-Kontrast-Misch-Verfahren als spezielle Methode zur Kontraststeigerung vorgestellt.


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Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Büchner, Hans-Joachim
Nanomeasuring and nanopositioning engineering . - In: / Fringe 2009 ; 6 (Nürtingen) : 2009.09.14-16. : ., ISBN 978-3-642-03050-5, (2009), S. 390-397

Schalles, Marc
Dreifach-Fixpunktstrahler zur Kalibrierung von Strahlungsthermometern. - Online-Ressource (PDF-Datei: 119 S., 3476 KB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2009

Hochgenaue Kalibrierungen von Strahlungsthermometern auf Basis der Internationalen TemperaturskalaITS-90 werden mittels Einzel-Fixpunktstrahlern realisiert. Dabei werden mindestens drei dieser Strahler mit unterschiedlichen Referenztemperaturen benötigt, um die gewöhnlich nichtlineare Kennlinie von Strahlungsthermometern zu bestimmen. Jeder dieser Strahler ist dabei in einen separaten Messaufbau bestehend aus einem Rohrofen mit Wärmerohr und Regeleinrichtung zur homogenen Temperierung, einer temperierten Blendenanordungund Positioniereinrichtung eines Strahlungsthermometers integriert, wodurch ein erheblicher gerätetechnischer Aufwand bei einer Dreipunkt-Kalibrierung entsteht. Um diesen zu minimieren und zusätzlich den Justageaufwand für die Ausrichtung eines Strahlungsthermometers und die Dauer einer solchen Kalibrierung zu reduzieren, wurde ein Dreifach-Fixpunktstrahler (DFS) für Kalibrierungen im Temperaturbereich von 200 &ring;C bis 700 &ring;C entwickelt,der drei unterschiedliche Fixpunktsubstanzen in einer Zellen-Bauform enthält. An ihm kann ein Strahlungsthermometer die Temperaturen der drei Liquidus- und Solidusvorgänge dieser Fixpunktsubstanzen nach einmaliger Justage und in einem einzigen Aufheiz und Abkühlvorgang messen und an ihnen kalibriert werden.Zu Beginn der Entwicklung wurden für den DFS als geeignetste Fixpunktsubstanzen Aluminium(Erstarrungstemperatur 660,323 &ring;C), Zink (419,527 &ring;C) und Zinn (231,928 &ring;C) und als das unter thermisch-mechanischen Gesichtspunkten geeignetste Zellenkörpermaterial dieAluminiumoxidkeramik C799 ausgewählt. Auf Grundlage dieser Materialauswahl erfolgte danach die optimale Dimensionierung der Bauform. Dazu wurden zunächst FEM-Berechnungen zur Grundanordnung der Fixpunktmaterialkammern und danach optimierende Berechnungen zur Dimensionierung dieser koaxialen, radialsymmetrischen Grundbauform durchgeführt. Deren Ziel war es, deutlich ausgeprägte Phasenumwandlungsvorgänge mit metrologisch gut auswertbaren Temperaturplateaus im Strahlerinneren und damit eine geringe Unsicherheit der Temperaturdarstellung zur erreichen. Die Berechnungen begleitend wurded diese Bauform schrittweise aufgebaut und Untersuchungen zu ihrer mechanischen Belastbarkeitund metrologischen Qualität durchgeführt. Nach erfolgreichen Tests des DFS wurden zwei unterschiedlich befüllte Varianten des DFS hergestellt.Da bei Emissionsgradmessungen ein zu geringer spektraler Wandemissionsgrad der verwendeten Aluminiumoxidkeramik festgestellt wurde, erfolgte eine zusätzliche Beschichtung des Strahlerhohlraumes mit Hochtemperatur-Emissionsgradlack. Der daraus resultierende deutlich höhere effektive Hohlraumemissionsgrad des Strahlers wurde in Berechnungen nach der Monte-Carlo-Methode zu 0,99987 bestimmt.Die Fixpunkttemperaturverläufe des DFS wurden mit einem Transfer-Strahlungsthermometer vermessen und in einer umfangreichen Messunsicherheitsbetrachtung die Fixpunkttemperaturendes DFS ermittelt. Dabei wurden unter anderem Einflüsse auf die Phasenumwandlungstemperatur selbst, aber auch Emissionsgradeffekte des Strahlerhohlraumes oder Wärmetransportvorgänge im DFS berücksichtigt. Es konnte nachgewiesen werden, dass die Unsicherheiten der DFS-Fixpunkttemperaturen im Bereich von 30mK bis 90mK liegen und damit Werte vergleichbarer Einzel-Fixpunktstrahler erreichen.


http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=15675
Mäuselein, Sascha
Untersuchungen an Silizium-Verformungskörpern für die Anwendung in der Präzisions-Kraftmess- und Wägetechnik. - Online-Ressource (PDF-Datei: 137 S., 35,6 MB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2009

Konventionelle Wägezellen (WZ) mit Dehnungsmessstreifen (DMS) erreichen maximal 6.000 Teilungsschritte für eichfähige Anwendungen. Damit sind sie auf Einsatzbereiche geringer bis mittlerer Präzision beschränkt. In der vorliegenden Arbeit wurde ein neuartiger Sensor, basierend auf der Technologie der DMS-WZ, für den Einsatzbereich hoher Präzision entwickelt und untersucht. Der Sensor besteht aus einem einkristallinen Silizium-Federkörper (Si-FK) mit Dünnschicht-DMS. Da sich einkristallines Si bei Belastung ideal elastisch verformt, sind Zeitabhängigkeiten und Hysterese des Si-FKs vernachlässigbar gering. Die Applikation der DMS mittels Dünnschichtverfahren führt zu einer direkten Verbindung zwischen FK und DMS. Aus diesem Grund sind die Zeitabhängigkeiten während der Dehnungsübertragung vom FK zum DMS im Vergleich zu konventionellen Klebeverfahren erheblich reduziert und die Reproduzierbarkeit der Dehnungsmessung ist deutlich erhöht. Die mechanischen Eigenschaften der Si-FK werden neben der Geometrie maßgeblich von der Orientierung des anisotropen Si im FK bestimmt. Numerische Berechnungen mit der Finiten Elemente Methode führten zu einer für Si optimierten FK-Geometrie und zeigten die Einflüsse verschiedener Orientierungen des Si. Weiterhin wurde eine geeignete Einspannung des FKs entwickelt, die einen vernachlässigbaren Einfluss auf das Dehnungsverhalten im Bereich der DMS aufweist. Zur Erforschung des last- und zeitabhängigen Verhaltens der Si-WZ, wurden fünf Si-WZ gleicher Geometrie hergestellt und experimentell untersucht. Die Untersuchungen erfolgten im Temperaturbereich von -10&ring;C bis 40&ring;C. Das Zeitverhalten des Messsignals der Si-WZ nach Lastwechseln unter konstanten Randbedingungen wurde im Vergleich zu konventionellen DMS-WZ deutlich verbessert. Die relative Änderung des Messsignals innerhalb der ersten zehn Minuten betrug nur 2 10-5 für Si-WZ. Zehn Minuten nach den Lastwechseln waren keine weiteren Zeitabhängigkeiten feststellbar. Die Kennlinien der Si-WZ zeigten im Vergleich zu konventionellen DMS-WZ um mehr als eine Größenordnung verbesserte Eigenschaften bezüglich Hysterese, Nullpunktsverhalten und Reproduzierbarkeit der Messwerte. Die Nichtlinearität war vergleichbar mit derer konventioneller DMS-WZ und muss beim Einsatz der Si-WZ in Bereichen mit hohen Anforderungen an die Präzision kompensiert werden. Zur Bewertung des Einsatzbereiches der Si-WZ, wurden die Messdaten bezüglich Nichtlinearität und Temperaturverhalten digital kompensiert und in Anlehnung an die internationale OIML-Empfehlung R60, zur Prüfung von WZ für eichpflichtige Anwendungen, ausgewertet. Die anhand der Kriech- und Richtigkeitsprüfung bewerteten Si-WZ erreichten mehr als 30.000 Teilungsschritte für eichfähige Anwendungen. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass Si-WZ mit Dünnschicht-DMS unter Anwendung digitaler Kompensationsverfahren für den Einsatzbereich hoher Präzision in der Wäge- und Kraftmesstechnik bestens geeignet sind.


http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=15228
Xu, H.; Müller, A.; Balzer, F.; Percle, B.; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
The complete acquisition of the topography of a special multi-mirror arrangement with the help of a Fizeau interferometer. - In: / Conference (Munich) : 2009.06.15-18., 2009, 73890O, insges. 10 S.
Hofmann, Norbert; Tibrewala, A.; Balzer, Felix G.; Hausotte, Tino; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd; Büttgenbach, Stephanus
Characterisation of the metrological properties of 3-D microprobes. - In: / International Conference and Exhibition on Laser Metrology, Machine Tool, CMM & Robotic Performance ; 9 (Uxbridge) : 2009.06.30-07.02., ISBN 978-0-9553082-7-7, (2009), S. 243-252

Gu, Ming
Untersuchung des Einflusses von Krafteinleitungssystemen auf die Messunsicherheit bei der Messung kleiner Kräfte. - 75 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit dem Zusammenhang zwischen Krafteinleitungssystem und Kraftsensorelement in der Wägetechnik. Dazu wurden zunächst drei Sensorprinzipien (Krafteinleitungssysteme) zur Messung kleiner Kräfte analysiert. Weiterhin erfolgte die Untersuchung drei verschiedener Kraftsensorelemente. Die Kombination aus Parallellenker-System als Krafteinleitungssystem und Laseroptischem Sensor mit Neodym-YAG-Kristall als Kraftsensorelement wurde näher betrachtet, um Messunsicherheiten bei Messungen, die mit diesem System durchgeführt werden, zu bestimmen. Unter Zuhilfenahme der Berechnungs-Werkzeuge ANSYS (FEM), MATLAB und Excel wurde auf verschiedenen Wegen nachgewiesen, dass die Einwirkung einer Querkraft auf ein Nd:YAG-Laser-Sensorelement zu einer Abweichung der Messergebnisse führt. In einem am Fachgebiet durchgeführten Experiment wurde ein Messstand mit o.g. Kombination aus Krafteinleitungssystem und Kraftsensorelement aufgebaut, mit dem Ziel, den - aus der gegebenen Steifigkeit des Krafteinleitungssystems bedingten - Querkrafteinfluss auf das Sensorelement zu ermitteln. Dabei stellte sich heraus, dass die Steifigkeit des Parallellenker-Systems in Messrichtung den Erwartungen und Anforderungen der theoretischen Voruntersuchungen entsprach und nur zu einer kleinen, systematischen Messabweichung führt. Die Betrachtung der Steifigkeit des Krafteinleitungssystems senkrecht zur Messrichtung ergab allerdings, dass diese Steifigkeit im Vergleich zum Kraftsensorelement viel zu klein ist, sodass sich die für das Messsystem sehr ungünstigen Querkräfte bei diesem Krafteinleitungssystem nicht vermeiden lassen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/615346340gu.txt
Rudolph, Maik
Konzeption und Aufbau eines Förderbandwägesystems. - 83 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde ein Förderbandwaagenkonzept aufgestellt. Zuvor wurden die am Markt typischen Förderbandwaagensysteme aufgeführt und analysiert. (Radiometrische Förderbandwaage, Coriolis-Durchflussmesser, Prallplattensystem, Smart Flow Meter, Lichtschnittverfahren, Kraftmessung im Kugellager, Schwingsaiten-Messsystem, Impulsförderbandwaage, Einbauförderbandwaage) Auf das charakteristische Funktionsprinzip wurde eingegangen und die Besonderheiten erläutert. Weiterhin wurden die Anforderungen nach MID und OIML-R50 an eine Förderbandwaage erläutert. Die möglichen Prüfmodule sind beschrieben worden und ein Weg zur Konformitätsbestätigung wurde aufgezeigt. - Zur Verbesserung der Messeigenschaften und Verringerung des Einflusses der Konstruktion auf die Messergebnisse wurde eine Single-Point-Wägezelle eingesetzt. Mit dieser Wägezelle und der in der Diplomarbeit entwickelten Konstruktion wird das gesamte Rollenstuhlgewicht in die Wägezelle eingeleitet. Dadurch haben sich die Anzahl der Einflussfaktoren auf die Messunsicherheit verringert. - Das Förderbandwaagenkonzept wurde in der Praxis aufgebaut und hat sich im täglichen Gebrauch in einer Kiesgrube bewährt. - Zur Berechnung der Abgabemenge wurden die Wägezellensignale analysiert und der zur Berechnung benötigte mathematische Hintergrund wurde dargestellt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/614817943rudol.txt
Kreutzer, Philipp; Dorozhovets, Nataliya; Manske, Eberhard; Füßl, Roland; Jäger, Gerd; Grünwald, Rainer
Monte Carlo simulation to determine the measurement uncertainty of a metrological scanning probe microscope measurement. - In: / Scanning Microscopy Meeting (Monterey, Calif.) : 2009.05.04-07., ISBN 978-0-8194-7654-8, 2009, 737816, insges. 12 S.

A proprietary metrological scanning probe microscope (SPM) with an interferometer, developed by the Institute of Process Measurement and Sensor Technology at the Ilmenau University of Technology (IPMS), is used as a stationary probe system in the nanomeasuring and nanopositioning machine (NPMM). Due to the movements of the NPMM, the total microscope measuring range is 25mm × 25mm × 5mm with a positioning resolution of less than 0.1nm. Examples for specimens are step height standards and one-dimensional gratings. The repeatability has been determined at less than 0.5nm for measurements on calibrated step height standards and less than 0.2nm for the gratings. The measurement results of these samples are always directly related to the corresponding measurement uncertainty, which can be calculated using an uncertainty budget. A new traceable method has been developed using a vectorial modular model. With this approach, it is possible to quickly insert new sub-models and to individually analyze their effects on the total measurement uncertainty. The analysis of these effects with regard to their uncertainties is done by Monte Carlo Simulation (MCS), because some models have partially or fully nonlinear character of which one example is the interferometer model of the metrological SPM. The complete development and analysis of these models is presented for one specific measurement task. The measurement results and the corresponding measurement uncertainty were obtained by Monte Carlo Simulation. Comparisons with the GUM have shown that the proposed procedure is a good alternative to achieve reasonable measurement results with uncertainty estimation.


Gewalt, Erik
Analyse von Störfaktoren bei Inline-Messungen und Erstellung eines Konzeptes für deren Beseitigung. - 59 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Die vorliegende Arbeit untersucht den Einfluss von Störfaktoren beim Einsatz von Inline-Messtechnik zur Beurteilung von Produktionsprozessen. Eine Minimierung oder Vermeidung ungewollter Einflussgrößen senkt die Messunsicherheit produktionsintegrierter Messprozesse. Es wurden Untersuchungen zur Wirksamkeit bestehender Kompensationsmodelle der Messeinrichtung sowie zu bisher unberücksichtigten Störfaktoren durchgeführt. Aus den Ergebnissen wurde ein Konzeptentwurf erstellt, dessen Umsetzung sowohl an bestehenden Anlagen als auch zukünftigen Anlagen möglich ist. Eine Optimierung der Produktionsprozesse mit Blick auf das thermische Verhalten der Messobjekte und der Messeinrichtung und eine Steigerung der Robustheit der Messsysteme gegen Schwankungen im optischen Verhalten der Messobjekte bewirken eine Verringerung der Messunsicherheit und erlauben eine zuverlässige Beurteilung der Prozessqualität.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/613692578gewal.txt
Schmidt, Sabine
Untersuchung zum Messkraftverhalten von Päzisionsmesstastern. - 80 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung der mechanischen Einflussparameter bei der taktilen Längemessung. Die Untersuchungen wurden mit einem Präzisionstaster der Firma SIOS durchgeführt. Es wurden Ansätze zur Korrektur von Messabweichungen erarbeitet und untersucht, insbesondere infolge der Hertzschen Pressung.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/61117362Xschmi.txt
Fehling, Thomas; Fröhlich, Thomas; Heydenbluth, Detlef
Design and performance of the new Sartorius 1kg-prototype mass comparator for high precision mass determination and research applications. - In: Transverse disciplines in metrology / Congrès International de Métrologie ; 13 (Lille) : 2007.06.18-21. : . - Hoboken, NJ [u.a.] : Wiley [u.a.], ISBN 978-1-8482-1048-6, (2009), S. 657-667

Fröhlich, Thomas; Fehling, Thomas; Heydenbluth, Detlef
Mass dissemination using a robot system. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 76 (2009), 7/8, S. 382-387
http://dx.doi.org/10.1524/teme.2009.0976
Mittermeier, Thomas
Erstellung von flexiblen Messunsicherheitsbudgets zur Temperaturmessung. - 123 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Bei der Temperaturmessung im Labor, der Kalibrierung und Kennlinienbestimmung von Temperatursensoren werden häufig ähnliche Messaufbauten verwendet. Sie bestehen aus Öfen, Kalibratoren oder Temperaturreferenzen, verschiedenen elektrischen Messgeräten, Anschlussleitungen und den Sensoren selbst. - Für ausgewählte Messaufgaben wurden flexible Messunsicherheitsbudgets erstellt, welche die Bestimmung der Messunsicherheit der Temperaturmessung ermöglichen. Die Budgets sind modular aufgebaut, sodass einzelne Komponenten bei Umwandlung der Messaufgabe auch in anderen Budgets verwendet werden können.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/609707736mitte.txt
Schilder, Constanze
Untersuchungen zu fasergekoppelten Weißlichtsensoren. - 68 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Weißlichtsensoren werden auf Grund ihrer erreichbaren Präzision für die berührungslose Oberflächenmessung von Objekten genutzt. Das Messergebnis und die erreichbare Messunsicherheit sind von der verwendeten Lichtquelle abhängig. In dieser Arbeit wurden verschiedene Weißlichtquellen nach der Kohärenzlänge und der Anzahl der sichtbaren Streifen klassifiziert. Zusätzlich wurden die entsprechenden Interferogramme simuliert. Um die realen Eigenschaften der Lichtquelle zu ermitteln, wurden mit einem Testaufbau Interferogramme aufgenommen. Aus den gemessenen Interferogrammen wurden die Einhüllenden und die Kohärenzlängen bestimmt. Diese wurde mit den theoretischen Kohärenzlängen der Lichtquellen verglichen. Über die Abweichung der Messwerte zur Einhüllenden wurde die erreichbare Messunsicherheit ermittelt. Die so gewonnene Messunsicherheit und die Kohärenzlänge wurden für einen Vergleich der Lichtquellen untereinander herangezogen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/609258435schil.txt
Shen, Qi
Untersuchungen zu einem fasergekoppelten Sensor mit zwei Wellenlänge. - 99 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Aufgrund der Vorteile eines konfokalen Messprinzips wurde am Fachgebiet für Präzisionsmesstechnik an der Technischen Universität Ilmenau ein Messsystem zur Oberflächenuntersuchung auf Basis dieses Prinzips entwickelt. In der vorliegenden Diplomarbeit sind die Grundlagen und experimentellen Untersuchungsergebnisse zu einem fasergekoppelten konfokalen Zweiwellenlängen-Messsystem dargestellt. Dabei wird hier eine kompakte industriell gefertigte CD/DVD-Pickup-Einheit als Lichtquelle und Detektor verwendet. Aus den ermittelten Messdaten ist anschließend ein Rückschluss über die praktische Verwendbarkeit dieses Messsystems auf Basis des fasergekoppelten konfokalen Messprinzips möglich.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/608945862shen.txt
Gorbatyi, Volodymyr
Konstruktion und Konzeption einer Klimabox. - 67 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Eine Klimabox betreibt eine Langzeitmessung mit dem interferometrischen Messgerät. In der Kammer wird Temperatur und relative Luftfeuchte konstant gehalten. Die Luftverwirbelungen sind zu minimieren. Der Messaufbau darf nicht in Schwingung, durch Instabilität, geraten. In meiner Arbeit werde ich eine flüssigkeitstemperierte Klimabox konstruieren.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/60783790Xgorba.txt
Rahneberg, Ilko; Büchner, Hans-Joachim; Jäger, Gerd
Optical system for the simultaneous measurement of two-dimensional straightness errors and the roll angle. - In: / Conference (Prague) : 2009.04.20-22., ISBN 978-0-8194-7630-2, 2009, 73560S, insges. 8 S.

Gavryliuk, Roman
Aufbau und Untersuchung von Fixpunktzellen auf der Basis von Fest-Fest-Phasenumwandlungsvorgängen. - 58 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

In der Arbeit wurden Untersuchungen zu fest-fest Phasenumwandlungsvorgängen, schwerpunktmäßig in Legierungen, durchgeführt. Das Ziel war es, die Herstellbarkeit und Nutzbarkeit der Substanzen als Fixpunktmaterial zu überprüfen. Die Ergebnisse bei verschiedenen Materialkombinationen, Temperregimes und Heizraten wurden dazu verglichen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/605743479gavry.txt
Bykova, Vera
Entwicklung eines Regelungssystems für aktive 3-D-Tastsysteme. - 77 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

In der Diplomarbeit wird die Entwicklung, der Aufbau und die Untersuchung eines Messdatenerfassungs- und -verarbeitungssystems sowie Steuerungs- und Regelungssystems für aktive Tastsysteme vorgestellt. Aktive Tastsysteme verfügen über Aktoren zur Antast- und Messkraftregelung oder zur Erzeugung einer Modulation. Der Active Probe Controller lässt sich zur Erhöhung der Regeldynamik von ein- oder mehrachsigen Antastregelungen einsetzen. In Zusammenhang mit der Signalmodulation kann das System auch zur Detektion der Antastrichtung von Betragstastsystemen verwendet werden. Das Gerät besteht aus der Signaleingabe- und Signalausgabeleiterkarte zur Messdatenerfassung und -verarbeitung und dem Netzteil zur Spannungsversorgung. Zentrale Baugruppe des Systems ist ein digitaler Signalprozessor in Kombination mit mehreren A/D- und D/A-Wandlern (D.Module.C6713 und D.Module.ADDA16). Die Software des Prozessors ist modular aufgebaut und ermöglicht eine einfache Anpassung an unterschiedliche Aufgaben und Tastsysteme der NMM-1. Das entwickelte System wurde als quasianaloger PID-Regler für einen metrologischen Rasterkraftsensor der NMM-1 getestet und untersucht. Als Regelungssystem ermöglicht es eine Verbesserung der Messkraftregelung und eine Erhöhung der Scangeschwindigkeit. Der Active Probe Controller erweitert die Möglichkeiten zur Lösung der Messaufgaben aus der dimensionellen Messtechnik im Mikro- und Nanometerbereich mit der NMM-1.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/605615209bykov.txt
Hauser, Markus
Entwicklung eines intelligenten Spülarms für Reinigungs- und Desinfektionsgeräte im Medizinbereich. - 75 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2009

Medizinische Reinigungs- und Desinfektionsautomaten sind heutzutage überall da anzutreffen, wo medizinische Instrumente zur Wiederverwendung Aufbereitet werden. Sie haben die manuelle Aufbereitung zum großen Teil ersetzt, um mit standardisierten Verfahren reproduzierbare und validierbare Reinigungsergebnisse zu erzielen. Diese Verfahren werden durch die vier Faktoren Chemie, Temperatur, Mechanik und Zeit bestimmt. Für ein optimales Gleichgewicht dieser Faktoren ist eine ausgeprägte Prozesssicherheit erforderlich. Diese wird durch die aktive Überwachung des Spülzyklus mittels Sensoren erreicht. Der zunehmende Bedarf an Anwendungen, in denen Sensoren Messwerte erfassen und eine Interaktion gefordert ist, führt zu der Herausforderung intelligente und autarke Sensorsysteme zu realisieren. Damit ist es möglich, die Daten mehrerer Sensoren aufzunehmen und zu verarbeiten. Damit einher gehen die Aufgaben mit anderen Systemen zu kommunizieren und mittels eines niedrigen Energieverbrauchs eine lange Lebensdauer zu erreichen. In dieser Bachelorarbeit werden die Anforderungen an die Architektur eines intelligenten, autarken Sensorsystems am Beispiel eines "Intelligenten Spülarms" erarbeitet und Möglichkeiten zur Realisierung vorgestellt. Ziel dieser Arbeit ist es anhand von theoretischen Betrachtungen ein Konzept zu entwickeln, um Sensoren auf einem Spülarm zu integrieren. Diese sollen den Druck und die Temperatur im Spülmedium ermitteln sowie die Drehzahl des Spülarms überwachen. Am Ende soll aus den gewonnenen Erkenntnissen ein Konzept abgeleitet, werden mit dem ein praktischer Einsatz ermöglicht wird.


Hausotte, Tino; Percle, Brandon; Jäger, Gerd
Advanced three-dimensional scan methods in the nanopositioning and nanomeasuring machine. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 20 (2009), 8, S. 084004, insges. 8 S.

The nanopositioning and nanomeasuring machine developed at the Ilmenau University of Technology was originally designed for surface measurements within a measuring volume of 25 mm × 25 mm × 5 mm. The interferometric length measuring and drive systems make it possible to move the stage with a resolution of 0.1 nm and a positioning uncertainty of less than 10 nm in all three axes. Various measuring tasks are possible depending on the installed probe system. Most of the sensors utilized are one-dimensional surface probes; however, some tasks require measuring sidewalls and other three-dimensional features. A new control system, based on the I++ DME specification, was implemented in the device. The I++ DME scan functions were improved and special scan functions added to allow advanced three-dimensional scan methods, further fulfilling the demands of scanning force microscopy and micro-coordinate measurements. This work gives an overview of these new functions and the application of them for several different measurements.


http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/20/8/084004
Machleidt, Torsten; Sparrer, Erik; Dorozhovets, Nataliya; Manske, Eberhard; Franke, Karl-Heinz; Kapusi, Daniel
Navigation in a large measurement volume by using AFM technology as a sensor system in the NPMM. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 76 (2009), 5, S. 274-277
http://dx.doi.org/10.1524/teme.2009.0968
Liu, Chien-Hung; Jywe, Wen-Yuh; Chen, I-Ching; Duan, Li-Lii; Jwo, Hsin-Hung; Jeng, Yeau-Ren; Hsu, Tung-Hui; Teng, Yun-Feng; Huang, Hsueh-Liang; Wang, Ming-Shi
The application of the dual-beam laser interferometer for calibration precision machine tools. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 76 (2009), 5, S. 245-247
http://dx.doi.org/10.1524/teme.2009.0963
Füßl, Roland; Grünwald, Rainer; Rahneberg, Ilko; Kreutzer, Philipp
Uncertainty consideration of the coordinate system in nanopositioning- and nanomeasuring machines. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 76 (2009), 5, S. 235-238
http://dx.doi.org/10.1524/teme.2009.0961
Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Büchner, Hans-Joachim
The metrological basis and operation of nanopositioning and nanomeasuring machine NMM-1. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 76 (2009), 5, S. 227-234
http://dx.doi.org/10.1524/teme.2009.0960
Lüdke, Thomas
Entwurf und Implementierung einer FPGA-basierenden Ansteuerelektronik für Quantenkaskadenlaser. - 104 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde eine Schnittstelle zwischen sowohl einem QCL-Modul als auch einem Scheibenlaser-Modul auf der einen Seite und einem den Anwender repräsentierenden Laserkontroller auf der anderen Seite entworfen. Zur Umsetzung dieser Aufgabe wurde jeweils ein Xilinx ML 405 verwendet. Diese wurden konfiguriert, programmiert und mit einer eigens für deren Anwendungen entworfene Aufsteckplatine versehen. Die Funktionalität dieser Schnittstellen wurde mit Messungen nachgewiesen. Zur Konfiguration des Xilinx ML 405 musste die Systemkonfiguration mit teilweise individualisierten IP-Cores erstellt, der Programmcode für beide Anwendungen geschrieben und diese als Gesamtheit in eine bootfähige Datei umgewandelt werden. Die Aufsteckplatine wurde vom Schaltplan über das Layout bis hin zum Aufbau selbst gestaltet. Am QCL-Modul wurden Vergleichsmessungen zur optischen Leistungsmessung durchgeführt. Dazu wurde das Signal eines Referenzdetektors mit dem des integrierten Infrarotdetektors bei verschiedenen Repetitionsraten, verschiedenen Modulationen sowie verschiedener Füllfaktoren verglichen. Dabei wurde gezeigt, dass die Messung der optischen Ausgangsleistung über den integrierten Fotodetektor funktioniert. Die Messung des Pulsstroms mittels selbst erstelltem IP Core funktioniert grundsätzlich, jedoch treten vom Lasertreiber verursachte Schwankungen in der Pulsamplitude des analogen Strommonitors auf. Mit Hilfe des ausgelesenen Temperatursignals konnte eine Temperaturüberwachung realisiert werden. Auch am Scheibenlasermodul wurden Vergleichsmessungen zur optischen Ausgangsleistung mit Hilfe eines Referenzdetektors und der integrierten Fotodiode durchgeführt. Ähnlich der Messungen zum QCL-Modul wurde gezeigt, dass die Ansteuerung des Moduls sowie die Auswertung der internen Fotodiode durch die Schnittstelle funktionierten. Die Funktionalität der Temperaturregelung, die Temperaturüberwachung sowie das Auslesen der integrierten Monitordiode wurden nachgewiesen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/602263832luedk.txt
Lu, Erman
Betrachtungen der Monte-Carlo-Methode zur Bestimmung der Messunsicherheit hinsichtlich der verwendeten Simulationsparameter. - 45 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2009

In this work the Monte-Carlo method with which the uncertainty of measurement is determined was introduced as an alternative procedure. The GUM procedure is only an approximation of the propagation of distribution and limited to the evaluation of the uncertainty of linearized model functions. The Monte-Carlo method makes it possible to evaluate the uncertainty of nonlinear model functions. A literature search for the fundamentals of statistics, the GUM procedure and the Monte-Carlo method was carried out in this work. The application of the Monte-Carlo method was explained by an example. Eventually the results, determined by the GUM procedure and respectively by the Monte-Carlo method were compared.


Schalles, Marc
Uncertainty budget for the temperature realisation with a triple-fixed-point blackbody. - In: Accreditation and quality assurance. - Berlin : Springer, ISSN 14320517, Bd. 14 (2009), 6, S. 313-317

A new triple-fixed-point blackbody for the calibration of radiation thermometers at fixed-point temperatures in the range of 232-660 &ayn;C was developed at the Ilmenau University of Technology. The fixed-point temperatures Tfp were measured by means of a transfer radiation thermometer and an uncertainty budget for Tfp was established, whose components differ from typical uncertainty budgets of single-fixed-point blackbodies.


http://dx.doi.org/10.1007/s00769-009-0527-6
Thete, Aniket R.; Groß, G. Alexander; Hausotte, Tino; Jäger, Gerd; Dorozhovets, Nataliya; Köhler, J. Michael
Nanotopographic characterization of spotted micro arrays on polyvinyl alcohol films by high-resolution long-range nanoprofiling. - In: Scanning : the journal of scanning microscopies. - London : Hindawi, ISSN 19328745, Bd. 31 (2009), 1, S. 35-48
http://dx.doi.org/10.1002/sca.20136
Sternkopf, Christian
Laserinterferometrische Vergleichsmessungen im Vakuum. - 56 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2009

Laserinterferometer sind technische Geräte, welche in der Präzisionslängenmesstechnik Verwendung finden. Das Thema der vorliegenden Bachelorarbeit "Laserinterferometerische Vergleichsmessungen im Vakuum" entstand im Rahmen der Forschungsarbeit des Sonderforschungsbereich 622 (SFB 622) im Bereich Nanopositionier- und Nanomessmaschinen an der Technischen Universität Ilmenau. Diese Arbeit präsentiert Testmessungen von Laserinterferometern um deren Eignung für den Vakuumeinsatz festzustellen. Ein Variante mit aktiven elektrischen Bauelementen (Standard-Interferometer), eine mit passiven elektrischen Bauelementen (passives Interferometer) und ein geteilter Interferometeraufbau (geteiltes Interferometer) werden miteinander verglichen. Dazu wurde ein Messaufbau realisiert und notwendige Voruntersuchungen zur Bestimmung der Leckrate und des Eigenerwärmungskoeffizienten durchgeführt. Zum Vergleich der drei Interferometer wurden die Umweltbedingungen (Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchte), der Vakuumkammerdruck, die Temperatur an den Referenzarmen sowie die Längenmesswerte der einzelnen Interferometer aufgenommen. Weiterhin wurde die Störanfälligkeit sowie das Langzeitverhalten der Interferometer im Vakuum untersucht. Eine Auswertung der Messdaten führt zu der Schlussfolgerung, dass das Standard Interferometer am besten für den Vakuumeinsatz geeignet ist.


Thorhauer, Fabian
Erstellung eines Konzeptes zur frühzeitigen Erkennung von Schäden an mechanischen Bauteilen einer Platinenschneidanlage mit moderner Messtechnik. - 82 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2009

Das "Condition Monitoring" in der Anlagenüberwachung wurde im Rahmen dieser Bachelorarbeit untersucht sowie die Vor- und Nachteile analysiert. Im Ergebnis ist festzustellen, dass dieses die zukünftige Instandhaltungsstrategie sein sollte. Das bisherige System der "Ausfallbehebung" könnte damit abgelöst werden. Grundlage dieser Studie war die Überwachung an mechanischen Bauteilen einer Platinenschneidanlage im Presswerk der Volkswagen AG Wolfsburg mit moderner Messtechnik. Unter Einbeziehung von Daten und Vorgaben eines führenden Instandhaltungsdienstleisters konnte inhaltlich und kostenseitig ein Konzept erarbeitet werden, welches die oben genannte Strategie bestätigt. Es ergab sich ein Einsparungspotential von über 40%. Durch den Stand der modernen Messstechnik (Online-/Offline-Systeme) kann die Lebensdauer von mechanischen Bauteilen, vor allem von Lagern und Verzahnungen, in Bezug auf einen möglichen Ausfall gut vorher gesagt werden. Das "Condition Monitoring" gewinnt, so die Feststellung im Rahmen der Recherchen dieser Arbeit, in der metallverarbeitenden Branche zunehmend an Bedeutung.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/599526262thorh.txt
Balsam, Björn
Untersuchungen zu Möglichkeiten der Approximation und Parameterextraktion nichtlinearer Kennlinien von Temperatursensoren. - 59 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2009

In der Temperaturmesstechnik wird durch Kalibrierungen die vom Temperatursensor gemessene Temperatur überprüft. Da dieser Vorgang mit einem hohen Aufwand verbunden ist und in zeitlich definierten Abständen wiederholt werden muss, werden selbstständige Kalibriermethoden entwickelt, welche diese Schritte kontinuierlich durchführen können. Eine Vorraussetzung dieser Umsetzung sind Fixpunkt- oder Kalibriereinrichtungen mit stabilen Referenzmethoden. In der vorliegenden Arbeit werden Möglichkeiten der Approximation von nichtlinearen Kennlinien von Temperatursensoren untersucht. Dazu werden verschiedene Auswerte- und Approximationsmethoden verwendet. Anschließend wird ein Vergleich der einzelnen Methoden durchgeführt und die Qualität der Ergebnisse bewertet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/599367156balsa.txt
Tibrewala, Arti; Hofmann, Norbert; Phataralaoha, Anurak; Jäger, Gerd; Büttgenbach, Stephanus
Development of 3D force sensors for nanopositioning and nanomeasuring machine. - In: Sensors. - Basel : MDPI, ISSN 14248220, Bd. 9 (2009), 5, S. 3228-3239
http://dx.doi.org/10.3390/s90503228
Handrich, Adriano
Konzeption, Berechnung und Entwurf einer Durchflussmessmittelkalibrieranlage für DFM der Durchmesser DN 6 bis DN 25 und Adaption für eine Vielzahl von Einbauanschlüssen. - 37 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2009

Moderne Geräte der Messtechnik arbeiten zumeist sehr spezifisch. Um deren exakte Funktionsweise und Verlässlichkeit zu gewähren, werden sie alle kontrolliert und kalibriert. Für die spezifischen Anwendungen müssen ebenso außergewöhnliche wie verlässliche und beständige Kalibrieranlagen entworfen werden, um eine vorschriftsmäßige Prüfung nach Norm zu ermöglichen. Die folgende Arbeit setzt sich mit der Thematik der Durchflussmessung auseinander und erhebt nicht den Anspruch die in den Normen vorgegebenen Kalibrierverfahren zu ergänzen. Lediglich die technische Ausführung eines Versuchsstandes soll interessieren. Die Konzeption wird durch technische Entwürfe, Bestellvorschläge, Adapterzeichnungen und einen logischen Funktionsablaufplan vervollständigt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/597988889handr.txt
Müller, Sven
Entwicklung einer Sensorpositioniereinheit mit Präzisionsklemmung für eine hochgenaue Mess- und Positioniermaschine. - 79 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2009

Die vorliegende Arbeit dokumentiert die Entwicklung einer Sensorpositioniereinheit mit Präzisionsklemmung für eine hochgenaue Mess- und Positioniermaschine, für die Anwendung in der Nanopositionier- und Nanomessmaschine (NPMM-200) an der TU Ilmenau. Dabei wurde, nach der Zusammenstellung aller Anforderungen und der Überprüfung auf bereits ähnliche Produkte, eine Neukonstruktion einer solchen Sensorpositioniereinheit vorgenommen. Dafür wurde, nach einem Bewertungsprozesses, eine optimale Funktionsstruktur ausgewählt. Diese besteht aus fünf Grundelementen. Das Gestell zur Anbringung an das Zerodur und die am Gestell befestigte Führung für den Schlitten stellen zwei dieser Grundelemente dar. Ein Weiteres ist der Antrieb, welcher die Verschiebung entlang der z-Achse ermöglicht. Die restlichen zwei Grundelemente bilden das Messsystem zur Positionsbestimmung der Sensoreinheit und der Klemmmechanismus. In der gewählten Funktionsstruktur wurde ein Klemmmechanismus zur Klemmung des Schlittens direkt am Invar Gestell gewählt. Dadurch sind kleine Kraftkreise möglich, welche die Sensormessung nicht beeinflussen, aber dennoch nah am Sensor verlaufen. Dadurch ist eine genaue Positionierung des Sensors möglich und es werden Drifterscheinungen (Temperaurdrift) vermieden. Anschließend wurden für die Teilfunktionen dieser Funktionsstruktur (Antrieb, Führung und Klemmung des Schlittens, Positionsbestimmung des Sensors) entsprechende technische Prinzipe erarbeitet und bewertet. Es wurde sich für einen Elektromotor mit Spindel als Antrieb des Schlittens entschieden. Die Bewertung der Führungsmechanismen führte zur Wahl einer Wälzführung. Die Klemmkraft wird durch pneumatische Aktoren erzeugt, da diese hohe Kräfte aufbringen können und bei entsprechender Entlüftung keine zusätzlich zu überwindenden Kräfte ins System einbringen. Der Klemmmechanismus beruht auf dem zweiteiligen Aufbau des Schlittens. Am spindel-angetriebenen Teil, welcher durch die Wälzführung geführt ist, befindet sich das federnd gelagerte Schlittengehäuse. An diesem befinden sich der Sensor und das Längenmesssystem der Positionsbestimmung. Somit ist eine Klemmung des Sensors am Gestell möglich. Zur Positionsbestimmung des Sensors wird ein inkrementales Messsystem verwendet. Diese Teilprinzipe wurden in einem Gesamtprinzip vereinigt, nach welchen die Konstruktion der Achse erfolgte. Diese beinhaltet die motorische Verstellung des gesamten Schlittens über einen DC-Kleinstmotor, welcher an eine Linearachse gekoppelt ist. In ihr werden Wälzführung und Spindel-Antrieb vereinigt. Durch die federnde Anbringung des Schlittengehäuses konnten wenige Invar-Teile verwendet und trotzdem die thermische Konstanz des Messkreises gesichert werden. Die Klemmung wird über pneumatische Spannmodule realisiert, wodurch die Kräfte zum Klemmen bzw. zum Lösen der Klemmung gering gehalten werden, was sich direkt im geringen Bauraum der gesamten Achse niederschlägt. Die Vakuumtauglichkeit dieser Spannmodule wurde in einer Versuchsreihe in der Vakuumkammer der TU Ilmenau nachgewiesen. Die Positionsbestimmung des Sensors erfolgt durch das inkrementale Messsystem LIA 20, das am Sensorgehäuse befestigt ist. Durch die, im Zuge der internationalen Entwicklung, gestiegenen Qualitätsanforderungen sind immer präzisere Messverfahren und -maschinen erforderlich. Der Sonderforschungsbereich 622 an der Technischen Universität Ilmenau befasst sich mit der Grundlagenforschung im Bereich Nanopositionier- und Nanomessmaschinen. Im Rahmen eines Transferprojektes des SFB 622 erfolgt die konkrete Entwicklung der "Nanopositionier- und Nanomessmaschine" (NPMM-200). In Anlehnung an dieses Transferprojekt wurde das Thema dieser Bachelorarbeit, die Entwicklung und Konstruktion einer Sensorpositioniereinheit mit Präzisionsklemmung für hochgenaue Mess- und Positioniermaschinen, formuliert. Nach der Zusammenstellung der Anforderungen, erfolgt Findung der Funktionsstruktur. Diese wird anschließend in ihre Teilfunktionen aufgeteilt, für die technische Prinzipe gefunden werden. Es wird systematisch ein Gesamtprinzip erarbeitet, welches konstruktiv umgesetzt wird. Um die Funktionalität der Konstruktion zu sichern, wird auf den durchgeführten Vakuumversuch eingegangen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/597803641muell.txt
Koch, Thomas
Charakterisierung und Optimierung eines thermischen Massendurchflusssensors. - 90 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2009

Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Charakterisierung und Optimierung eines thermischen Massendurchflusssensors auf Keramikbasis. Der Sensor soll als Second Source für ein bestehendes Messprinzip dienen und befindet sich in der Prototypenphase. In den Sensor sind mit Hilfe einer Chipsäge Längs- und Querrillen eingebracht. Die Messungen zur Charakterisierung erfolgen in den für Heißfilmen typischen Verfahren als Konstant Strom und Konstant Temperatur Anemometer. Als Ergebnis ergibt sich eine nicht zufrieden stellende Ansprechzeit. Grundlagen für die Optimierung bilden eine Betrachtung des thermischen Systems und die Simulation der stationären und instationären Temperaturverteilungen am Sensor. Es wird die Funktion der Rillen untersucht und eine Differenztemperaturmessung als neue Betriebsart charakterisiert. Anhand der Ergebnisse wird die Entscheidung getroffen auf dem Feld des Konstant Temperatur Verfahrens weiterzuarbeiten, da für das Differenztemperaturverfahren durch die Simulation zahlreiche Problemkreise aufgezeigt wurden. Die Optimierung ergibt zwei dimensionierte Möglichkeiten zur Verbesserung der Ansprechzeit, eine Rillenvariante und eine Keramik ohne Rillen. Beim weiteren Vorgehen sollten diese Vorschläge zunächst auf Dynamik und Leistungsaufnahme untersucht werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/595853099koch.txt
Schreiber, Mario Norbert
Hochgenaue Massebestimmung : Analyse und Optimierung. - 85 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Das Ziel dieser Arbeit bestand darin, verschiedene Einflussfaktoren auf die messtechnischen Eigenschaften eines Prototypkomparators zu analysieren und daraus Optimierungspotential abzuleiten. - Begonnen wurde dabei mit einer genauen Analyse der Software. Es konnte festgestellt werden, dass der Lastwechselteller nach dem Positionieren in Grenzen zeitabhängige Änderungen erfahren. Die Ursachen liegen in mechanischen Effekten und können detektiert werden. Eine endgültige Aussage zu erforderlichen Änderungen kann nur durch weiterführende Untersuchungen getroffen werden. Um die Bewegung des Lastwechseltellers besser beurteilen zu können, wurden dazu die Messwerte des Lagesensors auf eine Längeneinheit zurückgeführt. Durch die Softwareanalyse konnte gezeigt werden, dass bzgl. der Synchronisation von Abläufen Optimierungsbedarf besteht. Als Ursache für diesen Effekt konnte die Art und Weise des Anfahrens einer Position erkannt werden, die optimiert werden kann. Eine Anpassung der eingestellter maximaler Dauer für einen Lastwechsel behebt dieses Problem. Für die Untersuchung der Belastungsvorgänge und der Belastungseinrichtung wurde ein dazu passendes Messmodul ausgewählt, und ein entsprechendes Messprogramm erstellt. Die Funktionsfähigkeit der gewählte Messanordnung konnte somit überprüft werden. Die Einflüsse von Auslenkung und Pendelbewegung der Lastschale auf das Messergebnis konnte durch die Analyse der Eigenschaften des Koppelgelenkes mathematisch beschrieben werden. Damit ergab sich die Möglichkeit Justagegrenzen festzulegen, um die Messwertabweichung infolge Störpendelbewegung auf ein zulässiges Maß zu reduzieren. Als weitere Einflussfaktoren auf die Störpendelbewegung und die Reproduzierbarkeit der Absetzvorgänge wurden die Absetzgeschwindigkeit und die Oberflächenbeschaffenheit der Gewichtsstücke festgestellt. Es konnte gezeigt werden, dass die gewählte Absetzgeschwindigkeit optimal ist. Die Pendelbewegung der Lastschale wird durch elastische Stöße verringert. Es entsteht vorteilhafterweise keine signifikanten Reibeffekte. Bei der Oberfläche der Gewichte im Zusammenspiel mit der Gestaltung der Gewichtsaufnahme besteht Optimierungspotential. Dieser Zusammenhang sollte unbedingt weiter untersucht werden. Die Reproduzierbarkeit der Absetzvorgänge könnte dadurch wesentlich verbessert werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/593202570schre.txt
Amthor, Arvid; Hausotte, Tino; Ament, Christoph; Li, Pu; Jäger, Gerd
Friction identification and compensation on nanometer scale. - Online-Ressource (PDF-Datei: 6 S., 457,4 KB)
Druckausg.: 17th IFAC World Congress 2008 : Seoul, Korea, 6 - 11 July 2008. - Red Hook, NY : Curran, 2009. - ISBN 978-1-605-60758-0, Vol. 2, S. 730-735

This work concerns the modelling and experimental verification of the highly nonlinear friction behavior in positioning on the nanometer scale. The main goal of this work is to adjust and identify a simple dynamic friction model which allows a model-based estimation of the friction force in combination with the system inertia against displacement. Experiments in the pre-sliding and sliding friction regimes are conducted on an experimental setup. A hybrid two-stage parameter estimation algorithm is used to fit the model parameters based on the experimental data. Finally, the identified friction model is utilized as a model-based feedforward controller combined with a classical feedback controller to compensate the nonlinear friction force and reduce tracking errors.


http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=12346
Jäger, Gerd; Dontsov, Denys; Pöschel, Wolfgang; Schott, Walter
High precision metrological nano measuring machine. - In: MST newsMST news : international magazine on smart systems technologies. - Teltow : VDI/VDE Innovation und Technik GmbH : international magazine on smart systems technologies. - Teltow : VDI/VDE Innovation und Technik GmbH, ISSN 09483128, (2009), 1, S. 27-28

Continuing growth of the market for micro and nano system technologies is driven by increasing needs for components functionality for the automotive and consumer-oriented market. The cutting-edge technology comes for this market from the semiconductor industry, the biggest driver for the nano world.


Bernhard, Frank
Realisierungsmöglichkeiten für intelligente Temperaturfühler in der Verfahrenstechnik. - In: Automation 2008 - Lösungen für die Zukunft / Kongress Automation (Baden-Baden) : 2008.06.03-04. - Düsseldorf : VDI-Verl., ISBN 978-3-18-092032-0, (2008), S. 27-30

Dontsova, Svitlana
Digitale Signalverarbeitung in der dynamischen Wägetechnik. - Online-Ressource (PDF-Datei: 141 S., 2522 KB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss, 2008

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung der Algorithmen der digitalen Signalverarbeitung in der dynamischen Wägetechnik. Alle Betrachtungen beziehen sich auf einen Typ der dynamischen Waagen, die Kontrollwaage. Die dargelegten Verfahren sind für jeden anderen Waagentyp anwendbar, der für die dynamischen Messungen eingesetzt wird. Die erforderlichen messtechnischen Parameter der Kontrollwaagen anhand der Klassifizierung nach der internationalen metrologischen Empfehlungen OIML R51 und unter Berücksichtigung der Anforderungen der Fertigpackungsverordnung wurden berechnet. Im Störspektrum einer Kontrollwaage spielen harmonische Komponenten eine dominierende Rolle. Ein Teil der Arbeit beschäftigt sich mit den Untersuchungen dieser Art der Störsignale. Es wurde der Einfluss der Abtastrate auf das Spektrum und die Standardabweichung des Quantisierungsfehlers bei der Signaldigitalisierung erläutert, ein Verfahren zur Ermittlung der tatsächlichen Größe der Aliasingfrequenzen beschrieben, die Änderung der Standardabweichung einer mit einem Mittelwertbildner gefilterten harmonischen Schwingung in Abhängigkeit von der Filterordnung untersucht. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt im Entwurf der digitalen Filter, die als kaskadierte Mittelwertbildner verwirklicht werden. Diese Filterart zeichnet sich durch eine Reihe der Vorteile aus. Dazu gehören eine einfache Realisierbarkeit, die Möglichkeit zur schnellen Umstellung der Gruppenlaufzeit und die leichte Anpassung an die Signalform. Alle diese Eigenschaften entsprechen den Anforderungen an die digitale Signalverarbeitung in der dynamischen Wägetechnik. Es wurden Algorithmen zum Entwurf der angepassten Filterung auf Basis der kaskadierten Mittelwertbildnerstrukturen sowohl im Zeit- als auch im Frequenzbereich vorgestellt und verglichen. Im praktischen Teil wurde die Umsetzung eines der Verfahren in einer realen Waage gezeigt. Zur Triggerung der Zeitpunkte des Messanfangs und des Messendes werden Lichtschranken eingesetzt, die am Anfang und am Ende des Wägebandes angebracht sind. In der vorliegenden Arbeit wurde eine modifizierte Variante der Lichtschrankenanordnung beschrieben, die die Möglichkeit vorsieht, die Gruppenlaufzeit des eingesetzten Filters an die verfügbare Messzeit anzupassen. Praktische Umsetzung des Prinzips wurde gezeigt. Ein weiterer Ansatz, der in der Verwendung zu diesem Zweck digitaler Differenzierer besteht, wurde herausgearbeitet.


http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=11898
Jäger, Gerd
Limits of precision measurements based on interferometers. - In: / International Symposium on Precision Mechanical Measurements ; 4 (Hefei) : 2008.08.25-29. : ., 2008, 713002, insges. 6 S.

Laser interferometric methods are employed in precision measurements and positioning tasks, since they provide the means for attaining high metric resolution and precision, even over large measurement ranges. The most important fundamental principles of heterodyne and homodyne interferometers are discussed. A metrological analysis makes it possible to describe the advantages and limits of laser interferometry. The design and functionality of fibre-coupled miniature interferometers are described. The broad applicability of interferometers to microtechnology, nanotechnology and precision mechatronics is explained.


Füßl, Roland; Grünwald, Rainer; Kreutzer, Philipp
Uncertainty consideration of the mirror-interferometer system in nanopositioning and nanomeasuring machines. - In: / Conference (San Diego, Calif.) : 2008.08.13-14., ISBN 978-0-8194-7284-7, 2008, 70640L, insges. 6 S.

Hauguth, Sindy; Lebedev, Vadim; Mauder, Christof; Niebelschütz, Florentina; Büchner, Hans-Joachim; Jäger, Gerd; Ambacher, Oliver
Novel III-nitride based transparent photodetectors for standing wave interferometry. - In: Physica status solidi / A. - Weinheim : Wiley-VCH, ISSN 1521396X, Bd. 205 (2008), 8, S. 2080-2084
http://dx.doi.org/10.1002/pssa.200778888
Hauguth-Frank, Sindy; Lebedev, Vadim; Tonisch, Katja; Romanus, Henry; Kups, Thomas; Büchner, Hans-Joachim; Jäger, Gerd; Ambacher, Oliver; Schober, Andreas
Structural and photoconducting properties of MBE and MOCVD grown III-nitride double-heterostructures. - In: / Symposium K, "Materials and Devices for Laser Remote Sensing and Optical Communication" (San Francisco, Calif.) : 2008.03.25-27., ISBN 978-1-60511-046-2, (2008), S. 155-161

Zhao, Weisong
Entwurf eines drahtlos steuerbaren Zentrieraufsatzes für einen luftgelagerten Präzisionsrundtisch zur Positionierung von Lehrringen. - 70 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Inhalt der Diplomarbeit ist die mechanisch-konstruktive Entwicklung eines Justieraufsatzes zur Rundheitsmessung von Lehrringen. Der dazu erforderliche Messaufbau besteht aus einem interferenzoptischen Sensor und einem luftgelagerten Rundtisch. Dabei wird die Oberfläche eines Lehrrings mit dem Messstrahl des gestellfesten interferenzoptischen Sensors angetastet. Mittels Drehbewegung um die Hochachse des Lehrrings kann so dessen Rundheit vermessen werden. Für die Drehbewegung der Lehrringe wird ein luftgelagerter Präzisionsrundtisch UPR-160 Air des Herstellers MICOS eingesetzt. Zur fluchtenden Ausrichtung der Hochachsen von Drehbewegung und Lehrring ist ein Justieraufsatz notwendig. Dieser soll um die Kontakt- und Verschleißprobleme mechanischer Kontakte zu vermeiden, drahtlos mit Energie und Steuersignalen versorgt werden. Der Justieraufsatz realisiert zwei Teilfunktionen: eine laterale Bewegung entlang der x, y Achsen und eine rotatorische Bewegung um x, y-Achsen. Deshalb besteht der Justieraufsatz aus einer Kombination zweier selbständiger Funktionsgruppen: einer Verschiebeeinrichtung und einer Kippeinrichtung. Die Konstruktion der Verschiebeeinrichtung unter Verwendung von Schrittmotoren, Planeten- und Schraubengetrieben ermöglicht eine hochgenaue laterale Positionierung der Lehrringe. Durch die Verwendung von Präzisionswälzführungen wird eine sehr geringe Reibung sowie eine weitgehende Wartungsfreiheit erzielt. - Die Konstruktion der Kippeinrichtung, unter Verwendung einer Kombination aus Schrittmotoren, Schraubengetrieben, Keilschubgetrieben, Zugfedern und Kugelgelenk ermöglicht die präzise Winkelverstellung um die Hochachse. - Der Justieraufsatz ermöglicht eine Wegverstellung von ± 2 mm mit einer Auflösung von 0,2 æm und eine Winkelverstellung von ±1&ayn; mit einer Auflösung von 0.09". Die Abmessungen des Justieraufsatzes betragen 200mm x 69 mm, bei einem Eigengewicht von 1700g. Aufgrund des geringen Energieverbrauchs der eingesetzten Schrittmotoren ist die Stromversorgung mittels Akku realisierbar.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/589273264zhao.txt
Pohlemann, René
Untersuchung und Diagnose der Sensorspur eines induktiven Rotorlagesensors zur Erarbeitung einer Bewertungsstrategie für einen End-of-Line Prüfstand im Automotive Bereich. - 170 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Die vorliegende Arbeit wurde im Bereich Antriebsstrang, speziell für die Versuchsabteilung des Produktbereichs Elektrische Antriebe, der ZF Sachs AG angefertigt. Im Mittelpunkt der Betrachtung steht ein Rotorlagesensor, welcher eine kupferne Sensorspur induktiv abtastet. Der Rotorlagesensor und die Sensorspur sind Bestandteil einer permanenterregten Synchronmaschine. Infolge der Abtastung errechnet der Rotorlagesensor ein analoges Ausgangssignal. Aus diesem Signal wird mit Hilfe einer Leistungselektronik ein Rotorlagewinkel berechnet. Dieser Winkel ist von zentraler Bedeutung für die feldorientierte Regelung der Synchronmaschine. Durch Fehler bei der Abtastung der Sensorspur kann es zu einem gestörten Sensorausgangssignal und somit möglicherweise auch zu einer Beeinträchtigung der Regelung der Synchronmaschine kommen. - In dieser Arbeit werden die Auswirkungen verschiedener Fehlertypen des Sensor-Abtast-Systems auf das Sensorausgangssignal und auf das daraus errechnete Rotorlagewinkel-Signal untersucht. Zur Auswertung der Untersuchungen wurde eine Signalbewertungsstrategie erarbeitet. Zur Umsetzung der Bewertungsstrategie wurde, mit Hilfe der Signalanalyse-Software "IMC FAMOS", eine Auswerte-Sequenz entwickelt. - Die Auswerte-Sequenz ermöglicht sowohl eine Signalbewertung nach verschiedenen Kriterien, als auch die automatische Generierung eines Auswerte-Protokolls. Darüber hinaus kann die Auswerte-Sequenz zur Erweiterung der Funktionalität eines EMK- Prüfstands und als Vorlage zur Erweiterung der Signalbewertungskriterien eines End-of-Line Prüfstands genutzt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/587932449pohle.txt
Balzer, Felix Gerhard
Aufbau und Untersuchung eines interferenzoptischen 3-D-Tasters. - 120 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Aufgrund des zunehmenden Einsatzes mikrotechnischer Produkte steigt auch der Bedarf an Mess- und Prüftechnik zur Fertigungs- und Qualitätskontrolle von Mikrosystemkomponenten und -strukturen. Dimensionale Messungen an Mikrostrukturen erfordern sowohl Nanopositionier- und -messmaschinen als auch geeignete leistungsfähige dreidimensionale Mikrotastsysteme. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein neuartiges 3-D-Mikrotastsystem, das an der TU Ilmenau am Institut für Prozessmess- und Sensortechnik entwickelt wurde, in die NPMM-25 integriert. Das Funktionsprinzip basiert auf der gleichzeitigen optischen Auswertung der Verkippung und der Translation einer Silizium-Bossmembran mit einem fokussierten Messstrahl. Mit Hilfe der NPMM-25 erfolgten zahlreiche Untersuchungen zu messtechnischen Eigenschaften des Tastsystems, die dessen Eignung für Messungen an Mikrostrukturen nachweisen. Darüberhinaus wurde die Tauglichkeit für typische Messabläufe in der Koordinatenmesstechnik untersucht, wobei die Messunsicherheit bei der Bestimmung des Antastpunkts verglichen wurde. Dabei zeigte sich, dass Scanmessungen in der Regel größere Messunsicherheiten als Punktmessungen aufweisen. Die Extrapolation des antastkraftfreien Ortes aus der Tasterkennlinie erwies sich als die beste Variante, wenn Messunsicherheiten und Reproduzierbarkeiten im Subnanometerbereich gefordert werden. Die Untersuchung der messtechnischen Eigenschaften des interferenzoptischen 3-D-Mikrotastsystems hat verschiedene Optimierungsmöglichkeiten aufgezeigt. Ein überarbeitetes Tastersystem auf Basis eines Verformungskörpers aus Quarzglas wurde vorgestellt und dimensioniert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/58792554Xbalze.txt
Schmidt, Ingomar
Beiträge zur Verringerung der Messunsicherheit der Nanopositionier- und Nanomessmaschine. - Online-Ressource (PDF-Datei: VI, 102 S., 4,57 MB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2008

Fortschreitende Miniaturisierung, steigende Messbereiche, Messauflösungen und Reproduzierbarkeiten sowie immer kleinere Messunsicherheiten stellen einige der steigenden Anforderungen an Entwicklungen in der dreidimensionalen Koordinatenmesstechnik dar. In dieser Dissertation werden Maßnahmen zur Verringerung der Positionierunsicherheit beim Messen mit einer Nanopositionier- und Nanomessmaschine (NPM-Maschine) vorgestellt, die einige der genannten Anforderungen erfüllt. Sie erreicht in einem Messbereich von 25 mm x 25 mm x 5 mm eine Positionsauflösung von 0,1 nm. Die NPM-Maschine wurde am Institut für Prozessmess- und Sensortechnik der TU Ilmenau in Zusammenarbeit mit der SIOS Messtechnik GmbH entwickelt. Aus der Analyse der bisher vorliegenden Positionierunsicherheit bei Differenzmessungen zwischen zwei beliebigen Messpunkten im gesamten Messbereich werden Maßnahmen zur Verringerung der einzelnen Beiträge zur Positionierunsicherheit abgeleitet. Der größte Anteil der kombinierten Positionierunsicherheit entsteht durch die Temperaturempfindlichkeit des bisherigen Aufbaus, speziell durch die thermisch bedingte Dehnung der Längenmesssysteme, und aufgrund der begrenzten Stabilisierung der Temperatur. Die zur Längenmessung verwendeten Planspiegelinterferometer wurden daher konstruktiv verändert. Die Messunsicherheitsbeiträge durch die begrenzte Stabilisierung der Laserfrequenz der Interferometer und durch Abweichungen bei der Korrektur der Luftbrechzahl werden damit ebenfalls reduziert. Zur Verringerung der Temperatureinflüsse werden die vertikalen, elektrodynamischen Antriebssysteme durch eine neuartige Gewichtskraftkompensation stärker entlastet und die Temperaturstabilität in der Messkammer durch eine verbesserte Klimaregelung erhöht. Messobjekte werden zusammen mit einer Messspiegelecke bewegt, deren Position und Winkellage durch die Interferometer und elektronische Autokollimationsfernrohre bestimmt werden. Eine neu konstruierte, monolithische Messspiegelecke wird aus Zerodur gefertigt und statisch bestimmt gelagert. Dadurch treten verkleinerte Oberflächenabweichungen bei der Befestigung in der NPM-Maschine auf. Durch Verbesserungen bei der Justierung und Kalibrierung der Winkelsensoren wird die Messunsicherheit der Winkelmessung deutlich verkleinert. Die bei Verkippung des Messobjektes entstehenden Längenmessabweichungen erster und zweiter Ordnung werden dadurch reduziert. Aus den durchgeführten Verbesserungen resultiert eine enorme Verringerung der Positionierunsicherheit in der NPM-Maschine bei der Bestimmung einer Längendifferenz.


http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=11691
Kirchner, Michael
Aufbau eines Abgleichprozesses für einen Drucksensor auf Basis statistischer Untersuchungen. - 102 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und dem Aufbau eines Abgleichprozesses für Drucksensoren im Nenndruckbereich zwischen 6 bar und 70 bar. Auf Grundlage der Abgleichvorschrift wurde ein Programm, in der Programmierumgebung LabWindows/CVI erzeugt, das in der Lage ist Sensoren innerhalb einer Fertigungslinie zur Serienproduktion abzugleichen. - Weiterhin enthält der Funktionsumfang eine Auswertung der endgültigen Sensorkennlinien und eine statistische Analyse der Ergebnisse. Damit ist man in der Lage die Güte des Abgleichs zu bestimmen und den Designprozess der Sensorelemente gegebenenfalls verbessern zu können. - Mit Hilfe von Vorhalteparametern wurde die Möglichkeit eingefügt den Abgleich manuell zu beeinflussen um somit fertigungsbedingte Schwankungen von Chargen auszugleichen. - Abschließend wurde das Programm durch die Installation auf einem Auswahlprüfstand und den Abgleich erster Sensoren verifiziert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/58748117Xkirch.txt
Kapusi, Daniel; Machleidt, Torsten; Manske, Eberhard; Franke, Karl-Heinz; Jahn, Rainer
White light interferometry utilizing the large measuring volume of a nanopositioning and nanomeasuring machine. - In: / International Colloquium on Surfaces ; 12 (Chemnitz) : 2008.01.28-29. : ., ISBN 978-3-8322-6912-8, (2008), S. 210-217

Schalles, Marc
Unsicherheitsbetrachtung zur Darstellung der Temperatur mit Dreifach-Fixpunktstrahlern : Ermittlung der Phasenumwandlungstemperaturen eines Fixpunktstrahlers zur Kalibrierung von Strahlungsthermometern mit drei integrierten Temperaturfixpunkten. - In: / Tagung Messunsicherheit ; 4 (Erfurt) : 2008.11.12-13. : ., ISBN 978-3-9812624-1-4, (2008), insges. 10 S.

Krapf, Gunter
Messunsicherheiten bei Präzisionsmessungen mit industriellen Widerstandsthermometern. - In: / Tagung Messunsicherheit ; 4 (Erfurt) : 2008.11.12-13. : ., ISBN 978-3-9812624-1-4, (2008), insges. 10 S.

Weis, Hanna Sophie; Augustin, Silke
Simulation of thermal behavior in high-precision measurement instruments. - In: International journal of thermophysics : a journal of thermophysical properties and thermophysics and its applications. - New York, NY : Springer Science + Business Media B.V, ISSN 15729567, Bd. 29 (2008), 3, S. 1184-1192

In this paper, a way to modularize complex finite-element models is described. The modularization is done with temperature fields that appear in high-precision measurement instruments. There, the temperature negatively impacts the achievable uncertainty of measurement. To correct for this uncertainty, the temperature must be known at every point. This cannot be achieved just by measuring temperatures at specific locations. Therefore, a numerical treatment is necessary. As the system of interest is very complex, modularization is unavoidable to obtain good numerical results.


http://dx.doi.org/10.1007/s10765-007-0365-x
Kapusi, Daniel; Machleidt, Torsten; Manske, Eberhard; Franke, Karl-Heinz; Jahn, Rainer
White light interferometry, a new application for the nanopositioning and nanomeasuring machine (NPMM). - In: / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, IWK. Technische Universität Ilmenau ; 53 (Ilmenau) : 2008.09.8-12., ISBN 978-3-938843-40-6, (2008), insges. 3 S.

Publ. entstand im Rahmen der Veranst.: ICPM 2008
Manske, Eberhard; Baitinger, Henner; Mastylo, Rostyslav; Doroshovets, Nataliya; Sinzinger, Stefan; Jäger, Gerd
Investigations for the improvement of optical edge detection with a laser focus probe. - In: / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, IWK. Technische Universität Ilmenau ; 53 (Ilmenau) : 2008.09.8-12., ISBN 978-3-938843-40-6, (2008), insges. 4 S.

Publ. entstand im Rahmen der Veranst.: ICPM 2008
Mäuselein, Sascha; Mack, Oliver; Schwartz, Roman; Jäger, Gerd
Single crystalline sensors with thin-film strain gauges for force measurement and weighing technology. - In: / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, IWK. Technische Universität Ilmenau ; 53 (Ilmenau) : 2008.09.8-12., ISBN 978-3-938843-40-6, (2008), insges. 18 S.

Publ. entstand im Rahmen der Veranst.: ICPM 2008
Fröhlich, Thomas; Fehling, Thomas; Heydenbluth, Detlef
Mass dissemination using the Sartorius mass comparator robot system. - In: / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, IWK. Technische Universität Ilmenau ; 53 (Ilmenau) : 2008.09.8-12., ISBN 978-3-938843-40-6, (2008), insges. 13 S.

Publ. entstand im Rahmen der Veranst.: ICPM 2008
Hasche, Klaus; Dai, Gaoliang; Büchner, Hans-Joachim; Pohlenz, Frank
Optimized metrological scanning force microscopes. - In: / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, IWK. Technische Universität Ilmenau ; 53 (Ilmenau) : 2008.09.8-12., ISBN 978-3-938843-40-6, (2008), insges. 7 S.

Publ. entstand im Rahmen der Veranst.: ICPM 2008
Wurmus, Jens; Jäger, Gerd; Grünwald, Rainer; Manske, Eberhard; Röser, Mathias
Microoptical fibre-coupled laser interferometers and multiparameter microsensor systems for use in precision engineering. - In: Proceedings : 08 - 12 September 2008, Ilmenau University of Technology ; International Conference on Precision Measurement // ICPM 2008. - Ilmenau : Verl. ISLE / ICPM (Ilmenau) : 2008.09.08-12. : ., ISBN 978-3-938843-38-3, (2008), S. 113-114

Hofmann, Norbert; Dunkel, Andreas; Jäger, Gerd; Tibrewala, Arti; Phataralaoha, A.; Büttgenbach, Stephanus
Investigations of the metrological characteristics of 3D micro probes on the basis of structured silicon-membranes. - In: Proceedings : 08 - 12 September 2008, Ilmenau University of Technology ; International Conference on Precision Measurement // ICPM 2008. - Ilmenau : Verl. ISLE / ICPM (Ilmenau) : 2008.09.08-12. : ., ISBN 978-3-938843-38-3, (2008), S. 111-112

Huang, Yeu-Jong; Chen, Chao-Jung; Wang, Sheng-Hang; Tsuei, Kuang-Yih; Baitinger, Henner; Walter, Christian
Dynamic structure evaluation of isolating seismic block for primary vibration calibration system. - In: Proceedings : 08 - 12 September 2008, Ilmenau University of Technology ; International Conference on Precision Measurement // ICPM 2008. - Ilmenau : Verl. ISLE / ICPM (Ilmenau) : 2008.09.08-12. : ., ISBN 978-3-938843-38-3, (2008), S. 95-96

Dorozhovets, Nataliya; Hausotte, Tino; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Novel investigations and developments in a metrological scanning probe microscope. - In: Proceedings : 08 - 12 September 2008, Ilmenau University of Technology ; International Conference on Precision Measurement // ICPM 2008. - Ilmenau : Verl. ISLE / ICPM (Ilmenau) : 2008.09.08-12. : ., ISBN 978-3-938843-38-3, (2008), S. 61-62

Büchner, Hans-Joachim; Jäger, Gerd
Standing wave based microinterferometer. - In: Proceedings : 08 - 12 September 2008, Ilmenau University of Technology ; International Conference on Precision Measurement // ICPM 2008. - Ilmenau : Verl. ISLE / ICPM (Ilmenau) : 2008.09.08-12. : ., ISBN 978-3-938843-38-3, (2008), S. 39-40

Kreutzer, Philipp; Füßl, Roland; Grünwald, Rainer
Monte Carlo simulation to determine the measurement uncertainty of metrological models for the nanomeasuring and nanopositioning machine. - In: Proceedings : 08 - 12 September 2008, Ilmenau University of Technology ; International Conference on Precision Measurement // ICPM 2008. - Ilmenau : Verl. ISLE / ICPM (Ilmenau) : 2008.09.08-12. : ., ISBN 978-3-938843-38-3, (2008), S. 35-36

Machleidt, Torsten; Kapusi, Daniel; Sparrer, Erik; Dorozhovets, Nataliya; Manske, Eberhard; Franke, Karl-Heinz
Navigation in large measurement volume by using AFM technology as sensorsystem in the nanopositioning and nanomeasuring machine (NPMM). - In: Proceedings : 08 - 12 September 2008, Ilmenau University of Technology ; International Conference on Precision Measurement // ICPM 2008. - Ilmenau : Verl. ISLE / ICPM (Ilmenau) : 2008.09.08-12. : ., ISBN 978-3-938843-38-3, (2008), S. 27-28

Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Füßl, Roland; Büchner, Hans-Joachim
Limits of the precision engineering. - In: Proceedings : 08 - 12 September 2008, Ilmenau University of Technology ; International Conference on Precision Measurement // ICPM 2008. - Ilmenau : Verl. ISLE / ICPM (Ilmenau) : 2008.09.08-12. : ., ISBN 978-3-938843-38-3, (2008), S. 7-8

Hohbein, Christoph
Kapazitiver Kraftsensor. - 197 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich ausgehend von neuen Kapazitiv-Digital Umsetzern der Firma Analog Devices mit der Entwicklung eines kapazitiven Kraftaufnehmers. Eine Literatur- und Patentrecherche bildet die Grundlage für den konstruktiven Entwicklungsprozess. Mittels der KIRCHHOFF'schen Plattentheorie werden die Biegelinie einer im Umfang eingespannten Kreisplatte unter zentraler Krafteineinleitung und die damit einhergehende Kapazitätsänderung eines Messkondensators hergeleitet. Mit diesem Formelwerk wird ein entsprechender Sensor ausgelegt und aufgebaut. Ein Kraftmessstand und eine Mikrocontroller-Steuerung werden zur Untersuchung der technischen Eigenschaften des Sensors eingerichtet. Ein Algorithmus zur Kompensation der Temperatur und Linearisierung der Kennlinie sowie Aussagen zur Messunsicherheit, Störeinflüssen und Wirtschaftlichkeit bilden den Abschluss der Arbeit


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/57867226Xhohbe.txt
Walter, Christian
Planspiegelinterferometer zur simultanen Längen- und Winkelmessung. - 102 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Die Möglichkeit der simultanen hochauflösenden Erfassung von Linear- und Kippbewegungen ist für die Genauigkeit moderner Präzisionspositionier- und Koordinatenmesssysteme von entscheidender Bedeutung. In der vorliegenden Arbeit wird zu diesem Zweck ein fasergekoppeltes Zweistrahl-Planspiegelinterferometer auf Basis des Zweifrequenzverfahrens vorgestellt. Das Zweistrahlkonzept ermöglicht die gleichzeitige Messung der Verschiebebewegung und der Verkippung des Messreflektors um eine Raumachse. Die Winkelmessung wird, nach dem Prinzip des Tangenslineals, auf zwei Längenmessungen zurückgeführt. Im Unterschied zu den aktuellen Mehrstrahl-Interferometern der Fa. SIOS Messtechnik GmbH, wird die Längendifferenz zur Bestimmung des Winkels bei der vorgestellten Anordnung optisch erzeugt. Als Ausgangspunkt der Arbeit war das Grundprinzip des untersuchten Interferometers gegeben. Der Aufbau des Interferometers wurde zunächst theoretisch analysiert. Anhand von Berechnungen wurden die Eigenschaften der Anordnung, Vor- und Nachteile sowie Anforderungen an deren praktische Umsetzung spezifiziert. Weiterhin konnten die aus Spiegelverkippungen, Bauteiltoleranzen und der Kalibrierunsicherheit resultierenden Fehlereinflüsse quantifiziert werden. Der Hauptvorteil des Prinzips der optischen Differenzbildung ist die wesentlich geringere Bandbreite des Winkelmesssignals (Längendifferenzsignal) im Vergleich zum Längenmesssignal. Dadurch lässt sich das Signal-Rausch-Verhältnis des Winkelausgangs, mit einem entsprechend schmalbandigen Filter, signifikant verbessern. Aus der Charakteristik des Winkelsignals resultieren jedoch bestimmte Anforderungen an dessen elektronische Verarbeitung. Das Zweifrequenzverfahren erwies sich hier als die wesentlich vorteilhaftere Technologie. Die Funktion des Messsystems konnte mit einem Experimentalinterferometeraufbau nachgewiesen werden. Die messtechnischen Resultate bestätigen die Ergebnisse der theoretischen Analyse und das Leistungspotential der neuen Anordnung.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/578178362walte.txt
Hauguth-Frank, Sindy; Lebedev, Vadim; Büchner, Hans-Joachim; Jäger, Gerd; Ambacher, Oliver
Ultra-thin InGaN photodetectors for standing wave interferometry. - In: Physica status solidi / C. - Berlin : Wiley-VCH, ISSN 16101642, Bd. 5 (2008), 6, S. 2117-2119
http://dx.doi.org/10.1002/pssc.200778467
Liu, Yi-Cheng; Fan, Kuang-Chao; Chu, Chih-Liang; Werner, Christian Andreas; Jäger, Gerd
Development of an optical accelerometer for low-frequency vibration using the voice coil on a DVD pickup head. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 19 (2008), 8, S. 084012, insges. 7 S.
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/19/8/084012
Schröder, Nico
Konzeption und Aufbau eines Achslastwägesystems mit integrierter Fahrzeugzuordnung. - 85 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Angesichts des hohen Termindrucks und der schnelllebigen Zeit, wächst bei den Kunden der Firma PAARI Waagen- und Anlagenbau der Wunsch nach Lösungen, die ein noch schnelleres Wiegen ermöglichen, als es ohnehin schon gewährleistet werden kann. Diese Entwicklung hat bei der Firma zur Überlegung geführt, ein Achslastwägesystem konzipieren zu lassen, welches das Wiegen ohne Anhalten für die Fahrzeuge ermöglicht. Dazu ist neben einer Software auf der Wägeelektronikseite, welche die Gewichte schnell berechnen kann, auch eine Fahrzeugzuordnung nötig. In der Arbeit wurden verschiedene Ansätze für die automatische Zuordnung diskutiert und eine geeignete ausgewählt. Der Stand der Technik im Bereich Weigh-In-Motion, zu dem Achslastwaagen zählen, wurde aufgenommen. Entstanden ist ein Prototyp bestehend aus einer Achslastwaage auf Wägezellenbasis, einem Schaltschrank mit Wägeterminal und Signalanlage sowie einem Softwarepaket. In das Softwarepaket ist ein Modul für die Wägeelektronik zur Gewichtsermittlung, ein übergeordnetes Leitsystem und die Schnittstellen zwischen diesen zu zählen. Zur Fahrzeugzuordnung wurden Funkfernbedienungen gewählt, mit denen die Anmeldung an der Waage erfolgt. Die Einstellungen für diese werden im Leitsystem vorgenommen. Der Prototyp wurde auf dem Betriebshof einer Biogasanlage aufgebaut und erfolgreich zahlreichen Tests unterzogen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/576827258schro.txt
Köchert, Paul
Konzeption zur drahtlosen Anbindung unterschiedlicher Bedien- und Anzeigeterminals an das SIOS-Interferometer-Auswertesystem. - 76 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Ziel dieser Diplomarbeit ist die funkgestützte Erweiterung einer Auswerteeinheit der Firma SIOS Meßtechnik GmbH. Hierfür wurden im Rahmen der Diplomarbeit unterschiedliche Möglichkeiten zur drahtlosen Kopplung recherchiert, bewertet und umgesetzt. - In den vergangenen Jahren hat die Bedeutung funkgestützter Kommunikationssysteme innerhalb der der Automatisierung stark zugenommen. Ausgehend von einer Vielzahl an bestehenden Funktechnologien und standards wurde hinsichtlich messtechnischer Zwecke eine Eingrenzung geeigneter drahtloser Funktechnologien durchgeführt. Dabei manifestierten sich die verbreiteten Standards Bluetooth und WLAN für eine drahtlose Umsetzung der bestehenden kabelgebundenen Geräteanbindung. - Der hohe Verbreitungsgrad der beiden Funksysteme ermöglichte prinzipiell den Einsatz konventioneller PDA- und PC-Geräte. Die RS-232-Schnittstelle der Auswerteeinheit wurde mit Hilfe handelsüblicher Funkadapter erweitert. Über virtuelle COM-Port-Treiber gelang eine interoperable Realisierung der Funkschnittstelle. - Die Erstellung von Datenerfassungsapplikationen erfolgte mit der Entwicklungsumgebung LabVIEW, welche um ein zusätzliches Softwaremodul zur Erstellung von PDA-Anwendungen erweitert wurde. Die Anwendungen wurden auf der PC-Plattform entwickelt und getestet. Anschließend erfolgte eine Portierung auf die PDA-Plattform. Somit konnte erfolgreich eine drahtlose Datenerfassung und Steuerung des interferenzoptischen Messsystems mit Hilfe der geschaffenen Programme für beide Geräteklassen geschaffen werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/573281629koech.txt
Mörl, Robert
Optimierung der indirekten Keilabstandsmessung bei Lehneneinstellern. - 106 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Ziel der Diplomarbeit war es, den Messwerterfassungs- und Auswertebestandteil einer Prüfeinrichtung zur dynamischen Keilabstandsprüfung für Lehneneinsteller auf Plausibilität zu untersuchen, Fehlerquellen aufzudecken und den Prozess gegebenenfalls zu optimieren, um eine konstante Messqualität zu gewährleisten. - Die Messqualität des Keilabstandes ist entscheidend für die Gewährleistung der Funktion über die Lebensdauer des Beschlages. Dazu fand eine ausführliche Untersuchung der mechanischen Komponenten und der Steuerungssoftware statt. - Zusätzliche wurde eine Überprüfung der Auswirkung veränderbarer Parameter (Prüfgeschwindigkeit, Kalibrierung) durchgeführt. - Es wurde ein Prüfstand entwickelt, an dem der Messvorgang nachgestellt werden kann. - Ein weiterer wichtiger Aufgabenteil bestand in der Dokumentation der verschiedenen Bestandteile der Prüfeinrichtung. Eine Zusammenfassung der Informationen über die Parameter der einzelnen Maschinenbauteile, den Aufbau der Messsoftware und der Vorgaben vom Hersteller ist unabdingbar für das Verständnis des Messprozesses und einer stetigen Fehleranalyse und Fehlerbehebung.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/572980140moerl.txt
Manske, Eberhard; Jäger, Gerd; Hausotte, Tino; Büchner, Hans-Joachim; Grünwald, Rainer; Füßl, Roland
Konsistenz im Nanometerbereich: messtechnischer Vergleich von optischen, taktilen und AFM-Sensoren. - In: / VDI/VDE-Fachtagung Sensoren und Messsysteme ; 14 (Ludwigsburg) : 2008.03.11-12. : ., ISBN 978-3-18-092011-5, (2008), S. 135-144

Kharchuk, Oleksandr
Mess- und Auswertesoftware für eine Kalibriereinrichtung von Oberflächen-Tasttemperaturfühlern. - 66 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Die thermischen Messfehler von Oberflächen-Tastemperaturfühlern hängen sowohl von der Sensorbauform als auch vom Messobjekt ab. Für eine Testeinrichtung für Sensoren dieser Bauform, die eine Kalibration sowohl an einer temperaturgeregelten Oberfläche als auch an Prüfkörpern mit verschiedenen Abmessungen, Materialien und Oberflächen in einem Temperaturbereich bis 500 &ayn;C gestattet, wurde ein PC-Programm auf der Basis von Labview geschrieben. Mit diesem Programm können Messungen im Rahmen einer Kalibrierung oder in einem Spezialpraktikum für Studenten durchgeführt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/572185499kharc.txt
Hou, Yong
Konstruktion, Aufbau und Erprobung eines kompakten fasergekoppelten Heterodyn-Interferometers. - 104 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Die Motivation für die vorliegende Arbeit bestand darin, ein kompaktes fasergekoppeltes Heterodyn-Planspiegel-Interferometer auf der Basis einer Zwei-Laser-Beat-Frequenz-Erzeugung zu konstruieren, aufzubauen und erproben. Für das Interferometer gibt es zahlreiche Anordnungsmöglichkeiten, aus denen die optimale Lösung realisiert werden sollten. Dazu wurde der Variantenvergleich verschiedener Anordnungen untersucht und die Konstruktionsergebnisse beschrieben. - Aufgrund des kompakten Aufbaus kann das Interferometer in zahlreiches Messsystem zum Einsatz kommen. Es wurde daher eine interferometrische Messanordnung zur gleichzeitigen dreidimensionale Koordinatenmessung konzipiert. - Als weiterer wichtiger Aspekt wurde ein Konzept für das Interferometer zur Verringerung des Temperatureinflusses von Wärmequellen der Elektronik vorgeschlagen. Es basiert auf der Abtastung mit Lichtwellenleiter. - Abschließend wurde ein geeigneter Experimentaufbau zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Interferometers realisiert und die Konstruktionsergebnisse beschrieben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/57059118Xhou.txt
Nguyen, Tran Trung
Untersuchungen zur Regelung der Positioniersysteme der Nanopositionier- und Nanomessmaschine. - 95 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Der zurzeit verwendete Regler an der Nanopositionier- und Nanomessmaschine (NPMM) für die drei translatorischen und zwei rotatorischen Achsen ist ein nichtlinearer modifizierter PID-Regler. Der Regler besitzt einen einfachen Algorithmus und ermöglicht eine unkomplizierte Implementierung. Der Nachteil liegt in der Reglerparametrierung, da der Reglerentwurf rein experimenteller Natur ist. Die Parametrierung geschieht bis jetzt nur empirisch und ist damit sehr zeitaufwändig. Ziel dieser Arbeit ist es, ein Modell der NPMM zu entwickeln und anhand dieses Modells einen analytischen Reglerentwurf vorzunehmen. Verschiedene Regelalgorithmen können daran getestet und ggf. eingesetzt werden. Die Modellbildung der NPMM beinhaltet sowohl Herleitung der Differenzialgleichungen als auch die experimentellen Untersuchungen der mechanischen und elektrischen Komponenten des gesamten Systems. Verschiedene Regler kamen zum Einsatz. Die Reglerparametrierung erfolgte analytisch und auf Basis des hergeleiteten mathematischen Modells. Der PI-Zustandsregler mit einer gekoppelten Führungs- und Störgrößenaufschaltung wurde im Rahmen dieser Diplomarbeit zur Regelung der drei translatorischen Achsen erfolgreich umgesetzt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/568762088nguye.txt
Wang, Ying
Schaffung der mechanisch-konstruktiven Voraussetzungen zum fasergekoppelten Betrieb eines Nd:YAG Kraftsensors in einem Frequenz-Regelkreis. - 61 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Ein neues Messverfahren zur hochgenauen Messung von statischen Kräften ist das polarisationsoptische Verfahren unter Nutzung von Nd:YAG-Laser Kristallen. Zielsetzung der Diplomarbeit war die Konstruktion eines Messaufbaus zur umfassenden Untersuchung dieses Messeffektes. - Der erste Schritt dazu ist eine vollständige thermische und mechanische Entkopplung zwischen Pumplaserquelle und Nd:YAG Resonator mittels Faserkopplung. Zur Übertragung der Pumpstrahlung sind sowohl polarisationserhaltende als auch polarisationsneutrale Monomodelichtwellenleiter einsetzbar. - Eine zweite Teilaufgabe umfasst die Konstruktion eines universellen Krafteinleitungssystems inklusive der mechanischen Lagerung des Nd:YAG Kristalls. Ein piezoelektrisches Krafterzeugungssystem ermöglicht die Wahl des Arbeitpunktes sowie einen Betrieb des Messsystems in einer Regelschleife zur Erzeugung einer konstanten Beatfrequenz.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/566411288wang.txt
Dunkel, Andreas
Untersuchung und Optimierung der messtechnischen Eigenschaften eines 3D-Mikrotasters. - 113 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Die Arbeit befasst sich mit der messtechnischen Untersuchung eines 3D- Mikrotasters, der an der TU Braunschweig hergestellt wird. Der Taster besteht aus einer Siliziummembran mit vier piezoresistiven Widerstandsmessbrücken, die die Auslenkung in allen drei Raumrichtungen detektiert. Untersuchungen in Bezug auf das Signal-Rausch-Verhältnis und der Tasterdrift wurden durchgeführt und analysiert. Ein neuer Verstärker wurde entworfen, um die Empfindlichkeit des Messsignals gegenüber äußeren elektromagnetischen Störfeldern zu minimieren. Ein neues Halterungskonzept wird vorgestellt, um die Drift des Signals zu verkleinern und die Montagefreundlichkeit der Taster zu erhöhen. Messungen zur Empfindlichkeit und Reproduzierbarkeit der Taster wurden durchgeführt. Freiformscans mit zwei unterschiedlichen Tasterdesigns konnten erfolgreich in allen drei Raumrichtungen erprobt werden


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/565851160dunke.txt
Grasreiner, Sebastian
Analyse eines direkteinspritzenden Turbo-Ottomotors mit variabler Ventilsteuerung am optischen Motor. - 95 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

In der Diplomarbeit wurden laseroptische Untersuchungen an einem konstruktiv veränderten turboaufgeladenen Benzindirekteinspritzer mit vollvariablem Ventiltrieb gemacht. Dazu wurden nach eingehender Beschreibung des Basismotors die Unterschiede des Glasmotors beschrieben und hinsichtlich der Übertragbarkeit der Ergebnisse auf das Entwicklungsvorhaben bewertet. - Nach Darstellung der optischen Messumgebung am Glasmotor und der zugrunde liegenden Funktionsweise der Tracer LIF Methodik zur Lambdaquantifizierung, wurde die Prüfstandstechnik und seine Bedienung bei der Betriebspunkteinstellung betrachtet. - Die Vorbereitung der Messpunktaufnahme sowie der optische Messprozess werden danach ausgeführt. Die nachgeschaltete Auswerteroutine bestimmt die Genauigkeit der Bilder mit und wird einzeln erläutert. - Im Folgekapitel erfolgt eine Auflistung der Ergebnisse der glasmotorischen Messungen auf Basis des Betriebspunkts bei der Drehzahl 1500U/min und der inneren Last wi=0,2kJ/L. - Dabei werden die einzelnen Software- und Hardwarevariationen jeweils der Ursprungskonfiguration gegenübergestellt und bewertet. - Aus den optischen Messergebnissen wurden Optimierungsmaßnahmen für den Betrieb abgeleitet. - Der abschließende messtechnische Ausblick eröffnet weitere experimentelle Möglichkeiten zur Nutzung des optischen Motors.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/559096895grasr.txt
Füßl, Roland
Interferenzoptische Kraftsensoren für den Lastbereich bis 0,1 Newton. - 98 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Habil.-Schr., 2008
http://www.gbv.de/dms/ilmenau/toc/558485170.PDF
Bernhard, Frank
In-situ calibration of inhomogeneous thermocouples by integrated miniature fixed-point cells. - In: Proceedings of the Estonian Academy of Sciences / Engineering. - Tallinn, ISSN 14060175, Bd. 13 (2007), 4, S. 320-337
Manske, Eberhard; Jäger, Gerd; Schmidt, Ingomar; Pöschel, Wolfgang; Kühnel, Michael
High-precision estimation of circle and cylinder form deviations by means of a fibre-coupled laser interferometer arrangement . - In: Proceedings of the 7th international conference / International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology (EUSPEN) ; 7 (Bremen) : 2007.05.20-24. : May 20th - May 24th 2007, Bremen, Germany. - Bedford : Euspen, (2007), S. 329-332

With growing requirements to achieve an ever better precision in the metal-working industry, novel high-precision measuring techniques need to be developed. Especially in the automobile industry, for example ring gauges presenting a roundness deviation of < 0.1 mm are required. Thus, measuring uncertainties in the 10 nm-range are highly desirable when producing such ring gauges. The measuring set-up has to meet highest metrological demands, and error sources have to be minimized or even avoided. In addition, measuring and testing shall be carried out at an ever higher speed.


Mäuselein, Sascha; Mack, Oliver; Schwartz, Roman; Jäger, Gerd
Investigations of load cells made of singlecrystalline silicon with sputrered-on strain gauges. - In: / IMEKO TC3 International Conference ; 20 (Merida) : 2007.11.27-12.01., (2007), insges. 12 S.
Fröhlich, Thomas; Fehling, Thomas; Gatzmeier, Benno; Osang, S.; Heydenbluth, Detlef
Mass dissemination using a fully automated mass comparator robot system. - In: / IMEKO TC3 International Conference ; 20 (Merida) : 2007.11.27-12.01., (2007), insges. 8 S.
Fehling, Thomas; Fröhlich, Thomas; Heydenbluth, Detlef
Design and performance of the new Sartorius robot-system. - In: / IMEKO TC3 International Conference ; 20 (Merida) : 2007.11.27-12.01., (2007), insges. 8 S.
Dorozhovets, Nataliya; Hausotte, Tino; Jäger, Gerd; Manske, Eberhard
Application of the metrological scanning probe microscope for high-precision, long-range, traceable measurements. - In: / Conference (Munich) : 2007.06.18-22., 2007, 661624, insges. 7 S.
Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Mastylo, Rostyslav; Dorozhovets, Nataliya; Hofmann, Norbert
Precision mechatronics based on high-precision measuring and positioning systems and machines. - In: / Conference (Munich) : 2007.06.18-22., 2007, 661621, insges. 10 S.
Schalles, Marc; Bernhard, Frank
Triple-fixed-point blackbody for the calibration of radiation thermometers. - In: International journal of thermophysics : a journal of thermophysical properties and thermophysics and its applications. - New York, NY : Springer Science + Business Media B.V, ISSN 15729567, Bd. 28 (2007), 6, S. 2049-2058

A new triple-fixed-point blackbody containing the fixed-point materials aluminum (freezing point 660.323&ayn;C), zinc (FP 419.527&ayn;C), and tin (FP 231.928&ayn;C) in one device has been developed at the Ilmenau University of Technology. It enables calibration of a radiation thermometer with direct reference to the ITS-90 at three fixed points after a single adjustment of the calibration object. The setup significantly reduces the technical effort and the time for the calibration procedure. Measurements of the phase-transition temperature and the time-dependent blackbody temperature made with a transfer radiation thermometer, the Linearpyrometer LP5 of the IKE Stuttgart, are presented in the article.


http://dx.doi.org/10.1007/s10765-007-0277-9
Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino
Precision mechatronics, nanometrology, nanomeasuring and nanopositioning engineering. - In: / CIRP Conference on Computer Aided Tolerancing Specification and Verification for Assemblies ; 10 (Erlangen) : 2007.03.21-27., ISBN 978-3-8322-6036-1, (2007), insges. 8 S.

Kiesewetter, Jürgen
Entwicklung eines Messsystems zur Bestimmung von Ausrückweg und Betätigungskraft an einem hydraulischen Kupplungsnehmerzylinder von PKW-Schaltgetrieben. - 110 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Bei der Kupplungsentwicklung wird die Bewertung der Kennwerte Ausrückkraft und Ausrückweg über Fahrversuche und abschließender subjektiver Einschätzung oder mit dem Einsatz speziell dafür entwickelter Messtechnik vorgenommen. - Die messtechnischen Einrichtungen überprüfen und vermessen das Verhalten der Kupplung im ausgebauten Zustand, da fahrzeugmontierte Systeme noch nicht den vollen Funktionsumfang der stationären Anlagen liefern können. - Inhalt dieser Arbeit ist die Entwicklung, Fertigung und Inbetriebnahme eines Messsystems, welches es ermöglicht Kupplungsausrückkraft und Ausrückweg zu bestimmen. Eingriffe in den Antriebsstrang sind dabei auf ein Minimum zu reduzieren.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/557235871kiese.txt
Langlotz, Enrico
Metrologische Untersuchungen an der Nanopositionier- und Nanomessmaschine. - 110 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

In vielen technischen Bereichen werden heutzutage Strukturen im Nanometerbereich gefertigt und genutzt. Zum überprüfen dieser Strukturen werden Messgeräte mit Messunsicherheiten im Nanometerbereich gefordert. Weiterhin bestehen immer höhere Anforderungen an den Messbereich solcher Messgeräte. Der Messbereich orientiert sich zum Beispiel an der Größe der gezogenen Silizium Einkristalle und der daraus gefertigten Wafer. Die Messunsicherheit dieser Messgeräte hängt von der regelmäßigen Kalibrierung und dem damit verbunden Anschluss an das nationale Längennormal ab. Hierzu werden in der Praxis die verschiedensten Formen von kalibrierten Transfernormalen genutzt. Zur Kalibrierung der z-Achse von Messgeräten können zum Beispiel Stufenhöhennormale genutzt werden. Um eine Kalibrierung über den gesamten Messbereich zu gewährleisten ist hier allerdings ein Satz von Normalen verschiedener Höhen erforderlich. - In der vorliegenden Diplomarbeit wurde solch ein Satz von Stufenhöhennormalen der Werte 5 mm, 4 mm, 3 mm, 2 mm und 1 mm gemessen. Hierzu kam die an der TU-Ilmenau entwickelte Nanomess- und Positioniermaschine mit einem Laserfokussensor als Antastsystem zum Einsatz. Weiterhin ist die Messunsicherheit der Stufenhöhenmessung nach dem in der Praxis anerkannten Verfahren des GUM ermittelt worden. Die Auswertung der Stufenhöhe erfolgte in Anlehnung an die DIN EN ISO 5436-1. - Im Vorfeld wurden hierzu einige Untersuchungen an der Nanomess- und Positioniermaschine durchgeführt. Zum Beispiel wurde die Korrekturfunktion der z-Messspiegelfläche überprüft und korrigiert. Es haben weiterhin Untersuchungen zu Temperaturänderungen innerhalb der Nanomessmaschine während des Betriebs stattgefunden. Die daraus ermittelten Werte wurden in das Messunsicherheitsbudget einbezogen. Die Untersuchungen wurden an der Nanomessmaschine der SIOS Messtechnik GmbH durchgeführt. - Es fanden weiterhin Vergleichsmessungen der Stufenhöhennormale an den Nanomessmaschinen im Ernst-Abbe-Zentrum und im Zentrum für Mikro- und Nanotechnologien statt. Der Einfluss der Lage des Messobjekts auf der Messspiegeloberfläche und ein gezielter Abbeversatz des Antastsystems wurden ebenfalls untersucht.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/555770451langl.txt
Orlob, Matthias
Analyse und Vergleich der Topographie der Spiegelecken verschiedener Nanopositionier- und Nanomessmaschinen mit dem Kalibrierinterferometer. - 96 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Die Messgenauigkeit der Nanopositionier- und Nanomessmaschine (NPMM) wird u.a. durch die Messspiegelecke beeinflusst. Da die Herstellung hoch präziser Spiegelflächen nicht nur technisch schwierig und begrenzt möglich, sondern auch sehr kostspielig ist, wird die Spiegelecke vor dem Einbau durch ein Phasenschiebeinterferometer vermessen. Der so bekannte systematische Fehler der Topographieabweichung wird anschließend durch ein Polynom approximiert. Nachdem die Spiegelecke in die NPMM eingebaut ist, werden mit dem Polynom die Positionswerte korrigiert. Durch den Einbau der vermessenen Spiegelecke kann es aufgrund von Lageänderungen (Schwerkraft) und Klemmungen zu einer Verformung dieser kommen. Die zuvor vermessenen Spiegelflächen haben dadurch ihre Form verändert; das Korrekturpolynom entspricht nicht mehr der tatsächlichen Abweichung. Um diese Veränderung zu erkennen und evtl. das Korrekturpolynom anschließend zu berichtigen, wird die Spiegelecke, insbesondere der z-Spiegel, nochmals im eingebauten Zustand vermessen. Mittels einer vorhandenen interferometrischen Messanordnung (Kalibrierinterferometer) wird die Topographie der Spiegelecke ermittelt und analysiert. So wird unter Zuhilfenahme eines Ebenheitsnormals (Referenzspiegel) die z-Planspiegelfläche dreier unterschiedlicher NPMM vermessen und soweit möglich miteinander verglichen. Aus diesem Grund ist es notwendig, für die Einbindung des Ebenheitsnormals eine Fixiervorrichtung zu entwerfen, die eine minimale Verformung dieser verursacht. Für alle drei untersuchten NPMM kann festgestellt werden, dass die durch den Einbau beeinflusste Verformung der Messspiegelecke kleiner ist als die Abweichung, welche durch den Temperatureinfluss bewirkt wird. Wärmequellen wie Antriebe und Interferometer verursachen zum Teil eine erhebliche Abweichung der Messergebnisse und somit einen Großteil der Störeinflüsse. Des Weiteren wurden noch Untersuchungen im Bezug auf Reproduzierbarkeit, Messgeschwindigkeit sowie Temperatureinfluss auf die Messspiegelecke durchgeführt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/555468216orlob.txt
Stiebritz, Marco
Aufbau eines Praktikumsversuches "Industrielle Förderbandwaage". - 97 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Anforderungen und Potentiale der Wägetechnik entwickelten sich in den letzten Jahren ständig weiter. Das Institut für Prozessmess- und Sensortechnik der Fakultät Maschinenbau an der TU-Ilmenau beschäftigte sich in den vergangenen Jahren intensiv mit der Untersuchung selbsttätiger Kontrollwaagen und den dabei eingesetzten Wägezellen. - Im Entstehungszeitraum dieser Anlagen, für industrielle Zwecke, gab es vorerst keine oder nur wenige Untersuchungen der vielfältigen Einflussparameter während dem kontinuierlichen Transport von Produkten durch die Hersteller. Diese Parameter wurden erstmals an der Technischen Universität Ilmenau zusammenhängend untersucht. Das Wissen und gewonnene Erfahrungen in diesem Bereich sollen in die studentische Ausbildung einfließen und praktisch vermittelt werden. - Zu diesem Zweck wurde das Einsatzspektrum einer bereits vorhandenen Kontrollwaage erweitert und in Form eines Praktikumsversuches für die studentische Ausbildung ausgebaut. - Mit dem Praktikum "Dynamische Wägetechnik - Industrielle Förderbandwaage" soll den Studenten ein Gefühl für derartige Geräte und Messtechnik vermittelt werden. - Anhand von definiert geänderten Parametern werden gravierende Probleme bei der Messwertaufnahme durch Beschleunigungsänderungen von Wägegut durch kontinuierlichen und schnellen Transport deutlich. - Vorbetrachtungen und Auswahl möglicher veränderbarer Parameter sowie die konstruktive Erfassung der Anlage erfolgten in einer zuvor angefertigten Studienarbeit. Notwendige Umbaumaßnahmen wurden derart konstruiert, dass durch die Zusammenfassung der Einzelteile in Baugruppen, ein Rückschluss auf den zu simulierenden Fehler möglich wird. - Weitere Aufgaben beinhalteten die Einbindung und Programmierung eines Mikrocontrollers zur Implementierung der Lichtschrankensignale in den Messsignalfluss sowie die Erstellung einer Benutzersoftware zur Einstellung der Waagenparameter und Steuerung des Messvorgangs. - In der schriftlichen Ausarbeitung werden nachvollziehbar notwendige Schritte für die konstruktiven und softwaretechnischen Umbaumaßnahmen beschrieben und Überlegungen dokumentiert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/550379673stieb.txt
Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Mastylo, Rostyslav; Dorozhovets, Natalja; Hofmann, Norbert
Traceable nanometrology realized by means of nanopositioning and nanomeasuring machine. - In: / International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments ; 8 (Sendai) : 2007.09.24-27. : ., (2007), S. 433-436
Creutzburg, Tom
Untersuchungen zu einem fasergekoppelten Heterodyn-Planspiegelinterferometer. - 107 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Diese Diplomarbeit stellt ein fasergekoppeltes Heterodyn-Planspiegelinterferometer vor. Die Erzeugung der zwei benötigten Frequenzen erfolgt über zwei Laser, welche über eine Pll-Regelung aneinander gekoppelt sind. Die so erzeugten Lichtwellen werden separat über polarisationserhaltende Lichtleitfasern zum optischen Aufbau übertragen. Diese Übertragung bewirkt Änderungen in der Phasenbeziehung sowie in der Polarisation der Lichtwellen in Abhängigkeit einer thermisch/mechanischen Beanspruchung der Fasern. Die auftretenden Änderungen rufen Messfehler hervor. Das Problem der Änderung der Phasenbeziehung lässt sich durch Bildung der Referenzfrequenz nach der Faserübertragung lösen. Durch eine spezielle Einkopplung der beiden, getrennt übertragenen Strahlen in das Interferometer, unter Verwendung eines polarisierenden Strahlteilers wurde das Problem der Polarisationsänderung unter die Nachweisgrenze minimiert. Um die Effekte auf die Polarisation der Lichtstrahlen durch Verwendung des Strahlteilers als Koppelelement zu überprüfen, wurden Messungen hinsichtlich der Polarisationsänderung des durchtretenden Lichts in Anhängigkeit der Verkippung um die drei Raumachsen des Strahlteilers sowie hinsichtlich der Ausgangspolarisation bei sich verändernder Eingangspolarisation durchgeführt. Es wurde ein Experimentalinterferometeraufbau realisiert, an welchem verschiedene Polarisationsmessungen sowie Auswertungen des Messsignals in Abhängigkeit der Faserbeanspruchung durchgeführt wurden. Die Funktionsfähigkeit des Interferometers konnte nachgewiesen und ein Kompaktinterferometeraufbau vorgestellt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/546190537creut.txt
Kapusi, Daniel; Machleidt, Torsten; Franke, Karl-Heinz; Manske, Eberhard; Jahn, Rainer
Measuring large areas by white light interferometry at the nanopositioning and nanomeasuring machine (NPMM). - In: Computer science meets automation ; Vol. 2. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau, Faculty of Computer Science and Automation ; 52 (Ilmenau) : 2007.09.10-13., (2007), S. 257-262
Seitenzählung nicht identisch mit Druckausg., Inhalt identisch mit Druckausg. S. 251-256
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=8885
Fan, Kuang-Chao; Lai, Zi-Fa; Wu, Peitsung; Chen, Yung-Chang; Chen, Yejin; Jäger, Gerd
A displacement spindle in a micro/nano level. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 18 (2007), 6, S. 1710-1717
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/18/6/S07
Franck, Jana
Einfluss von Luftfluktuationen auf die interferometrische Messung. - 84 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

In Industrie und Forschung werden zunehmend interferometrische Messverfahren eingesetzt. Dabei dient die Wellenlänge des verwendeten Lasers als Maßverkörperung. Die Wellenlänge ist jedoch abhängig von Brechzahländerungen des umgebenden Mediums. Solche Änderungen werden beispielsweise durch Luftverwirbelungen verursacht. Diese können über eine Messung der Brechzahl kompensiert werden. Die vorliegende Arbeit untersucht den Einfluss von Luftverwirbelungen auf die Messfehler interferometrischer Messungen. Dazu werden Messungen unter Laborbedingungen mit Messungen verglichen, bei denen die Einflüsse von Luftfluktuationen durch Abschirmungen vermindert werden. Zusätzlich wird die Wirksamkeit verschiedener Abschirmungen durch das gezielte Einbringen von Turbulenzen untersucht. Die entstehenden Brechzahländerungen werden mit Hilfe eines Refraktometers erfasst. Im Vergleich mit Parameterverfahren, bei denen die Brechzahl aus Umweltdaten, wie Lufttemperatur, Luftdruck und Luftfeuchte, berechnet wird, zeigt die Brechzahlbestimmung auf Basis interferometrischer Messungen größere Genauigkeit. Es wird nachgewiesen, dass die Abschirmung der Messstrecke gegenüber Verwirbelungen zu einer signifikanten Reduktion der Messfehler führt. So verringerten sich z.B. bei vollständiger Abschirmung die auftretenden Brechzahländerungen um ca. 75%.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/545695996franc.txt
Amthor, Arvid; Hausotte, Tino; Jäger, Gerd; Li, Pu
Friction modeling on nanometerscale and experimental verification. - In: Computer science meets automation ; Vol. 1. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau, Faculty of Computer Science and Automation ; 52 (Ilmenau) : 2007.09.10-13., (2007), S. 495-501
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=8820
Beyer, Matthias
FEM Berechnung von optischen Bauelementen in Abhängigkeit von mechanischen und thermischen Belastungen. - 100 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

In der Diplomarbeit "FEM Berechnung optischer Bauelemente in Abhängigkeit von thermischen und mechanischen Belastungen" wurden Gestaltabweichungen eines Referenzspiegels verifiziert. Diese Spiegelplatte wurde in einem Interferometer verwendet. Während der Messungen wirkten unterschiedliche thermische Belastungen wie z. B. der vertikale Temperaturgradient auf die Plattenoberflächen. Aufbauend auf Messungen wurde das Verhalten der Platte simuliert. Zusätzlich wirkten auf die Platte mechanische Belastungen wie z.B. die Schwerkraft. Diese verformte die Referenzplatte ebenfalls, und die Ergebnisse wurden grafisch und hinreichend genau parametrisiert dargestellt. Aufbauend auf die Ergebnisse wurde die mechanische Halterung konstruktiv variiert und mit unterschiedlichen Parametern die Leistungsfähigkeit der Lösung simuliert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/540266299beyer.txt
Hebestreit, Martin
Prüfeinrichtung zur Rissprüfung bei Keramikhybriden. - 123 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

In der Halbleiterelektronik allgemein und in der Sensortechnik der Fahrzeugelektrik im Speziellen werden in zahlreichen Anwendungen Keramiksubstrate verwendet, auf welchem sich funktionale und elektrische Aufbauten wie mikromechanische Sensorelemente, Kondensatoren, Leiterbahnen etc. befinden. Aufgrund der Verbindung von mechanischen und elektrischen Bestandteile spricht in diesem Zusammenhang von Keramikhybriden. Vorschädigungen des Substratmaterials wie z.B. Risse können durch die im Einsatz auftretende Belastungen zum Ausfall der Elektronik führen. Daraus ergibt sich der Bedarf einer Rissprüfung von Keramikhybriden. Dieser Arbeit beschäftigt sich mit dem Entwurf einer Prüfeinrichtung, welche für den Einsatz in den Fertigungslinien der Robert Bosch Fahrzeugelektrik Eisenach GmbH geeignet ist. Mit Hilfe des entstandenen Prototyps soll für die im Niederdrucksensor DS-S2 verbauten Dickschichthybride eine 100%- Prüfung auf Risse im Keramiksubstrat realisiert werden. Die Arbeit beinhaltet eine kurze Einleitung zur Thematik, eine Konkretisierung der Aufgabenstellung sowie die Beschreibung des mechatronischen Systementwurfs, inklusive der Auswahl der Systemkomponenten, der Konstruktion der Vorrichtung und der Programmierung des automatischen Prüfablaufs. Abschließend wird der aufgebaute Prototyp anhand von Funktionstests bewertet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/539329967hebes.txt
Kniel, Karin
Ein Beitrag zur Entwicklung eines laserinterferometrischen Trackingsystems für die Genauigkeitssteigerung in der Koordinatenmesstechnik. - Bremerhaven : Wirtschaftsverl. NW, Verl. für neue Wiss.. - 136 S.. - (PTB-Bericht)
Zugl.: Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2007

In der Industrie werden Produkte in immer kürzeren Entwicklungszyklen, mit immer engeren Fertigungstoleranzen und einer zunehmend komplexeren Funktionalität entwickelt. Daraus leiten sich immer höhere Anforderungen an die Fertigungsmesstechnik ab. Vor diesem Hintergrund wird in der vorliegenden Dissertation die Realisierung eines genauigkeitssteigernden Verfahrens für Koordinatenmessgeräte beschrieben. Dieses so genannte Additiv-Verfahren basiert auf der Implementierung eines hochgenauen laserinterferometrischen Trackingsystems in ein Koordinatenmessgerät. Für jeden Messpunkt im Raum wird zusätzlich zu den Koordinaten des Koordinatenmessgerätes eine weitere Längenmessung in der interessierenden Messrichtung durchgeführt. Die mathematisch optimierte Einbindung dieser Zusatzinformation führt zu einer Verringerung der Messunsicherheit. Die Entwicklung des laserinterferometrischen Trackingsystems ist ein weiterer Schwerpunkt der vorliegenden Dissertation. Hierbei handelt es sich um eine spezielle Ausführung eines Lasertrackers, mit der sich interferometrische Längenmessungen im Raum durchführen lassen. Durch ein neues Prinzip der Laserstrahlnachführung beziehen sich bei dem interferometrischen Trackingsystem alle interferometrischen Längenmessungen auf einen ortsfesten Referenzpunkt im Raum. Hierdurch wird eine erheblich reduzierte Messunsicherheit in den Längenmessungen erreicht, was durch ein ausführliches Messunsicherheitsbudget belegt wird. Die Anwendung des Additiv-Verfahrens setzt die Systemintegration des interferometrischen Trackingsystems in ein Koordinatenmessgerät und die Programmierung entsprechender Mess- und Auswertesoftware voraus. Mit der in der vorliegenden Arbeit beschriebenen Umsetzung konnte ein Lösungsansatz zur Reduzierung der Messunsicherheit auf Koordinatenmessgeräten für viele dreidimensionale Messaufgaben entwickelt werden. Anhand von Messergebnissen wird gezeigt, dass sich auf der Basis des Additiv-Verfahrens Formmessungen an einfachen und komplexeren Objekten mit einer wesentlich geringeren Messunsicherheit durchführen lassen. Unter Beachtung ermittelter Einflussgrößen kann der Grad der erzielbaren Genauigkeitssteigerung optimiert werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/toc/534572944.PDF
Jäger, Gerd
Neue Entwicklungen auf dem Gebiet der Nanomess- und Positioniertechnik. - In: / GMM-ETG-Fachtagung "Innovative Klein- und Mikroantriebstechnik" ; 7 (Augsburg) : 2007.06.12-13. : ., ISBN 978-3-8007-3027-8, (2007), S. 45-50

Kiesewetter, Jürgen; Blumröder, Götz
Universal software to run a data acquisition/switch unit for measurement sequences and calibration. - In: / SENSOR Conference ; 13 (Nürnberg) : 2007.05.22-24. : ., ISBN 978-3-9810993-1-7, (2007), S. 495-499

Illert, Kai
Programmierung und Erprobung eines "hardware in the loop" Systems zur digitalen Regelung von EMK-Waagen mittels des Programmiersystems LabVIEW. - 106 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Ziel dieser Arbeit war es, eine Mikrowaage nach dem HIL-Prinzip, in ein digitales System zu integrieren. Die bisher analoge Regelung der Waage, die nach dem elektromagnetischen Kraftkompensationsprinzip arbeitet, wurde durch eine digitale Regelung ersetzt und anschließend optimiert. Es wurde der Aufbau aller dafür benötigten Komponenten sowie ein Softwaregerüst realisiert. Die Umsetzung des Softwareteils, erfolgte mittels des Programmsystems LabVIEW. - Hauptaugenmerk wurde auf die Modularität der Soft- und Hardware gelegt. Dadurch erreichte der Versuchsaufbau einen hohen Grad an Flexibilität. Durch diese Maßnahme ist es möglich, verschiedene Hard- und Softwarekomponenten auswechseln zu können, die der Messung, Steuerung und Regelung dienen. - Abschließend wurde in dieser Arbeit geklärt, inwiefern ein Übergang zum Softwaresystem LabVIEW-Realtime möglich und sinnvoll ist. Aus diesem Grund wird wurde während der gesamten Entwicklung der Software auf eine optimale Laufzeit geachtet. Die Software enthält des Weiteren die folgenden Funktionen: - 1. Modul zur Kommunikation mit der benötigten Hardware - 2. Modul zur Konfiguration der benötigten Hardware - 3. Modul zur Streckenidentifikation des Systems - 4. Module zur Festlegung der Regelstrategien sowie der Vorgabe der Regelparameter und Regeloptimierung - 5. Speicherung aller Mess- und Regelgrößen im Textdateiformat


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/529368021iller.txt
Rahneberg, Ilko
Entwicklung und Aufbau eines Lateralversatz- und Rollwinkelmesssystems für linienflüchtige Messaufgaben. - 124 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Mit den ständig wachsenden Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit im Maschinenbau ist eine Verschärfung der Qualitätskontrollen verbunden. Die Grundlagen einer hohen Fertigungsgenauigkeit sind die Verwendung präziser Werkzeugmaschinen sowie die Kontrolle der Reproduzierbarkeit der Fertigung durch Messungen am fertigen Werkstück. - Die Fertigungsgenauigkeit bei Werkzeugmaschinen ist, wie auch die Messunsicherheit bei Dreikoordinatenmessgeräten, von der geometrischen Genauigkeit ihrer Komponenten abhängig (z.B. Geradheit der Führungsbahnen). Daher ist es erforderlich, diese geometrische Genauigkeit durch Messungen aller sechs Freiheiten zu prüfen und zu kontrollieren. - Die Messung der Z-Längenkoordinate, der Rotation um die Y-Achse (Gierwinkel) und der Rotation um die X-Achse (Nickwinkel) kann mittels eines interferometrischen Messsystems erfolgen. - Zur Bestimmung der Rotation um die Z-Achse (Rollwinkel) und des lateralen Versatzes in X- und Y-Richtung kann ein Lateralversatz- und Rollwinkelsensor verwendet werden, der auf laseroptischen Messungen mit positionsempfindlichen Strahllagedetektoren beruht. - Ausgehend von einem bereits existierenden Lateralversatz- und Rollwinkelsensor sollen im Rahmen dieser Arbeit Untersuchungen zur Reproduzierbarkeit und zur Auflösung dieses Messsystems, sowie Untersuchungen zum Einfluss der Umgebungsbedingungen auf die Lateralversatz- und Rollwinkelmessung vorgestellt werden. Weiterhin wird auf Grundlage dieser Untersuchungen ein weiterentwickelter Lateralversatz- und Rollwinkelsensor vorgestellt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/528881493rahne.txt
Jahr, Norbert
Stabilisierung eines Nd:YAG Lasers unter Ausnutzung des Spektrums von molekularem Jod. - 67 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Diese Arbeit befasst sich mit der Stabilisierung eines Nd:YAG Lasers auf Hyperfeinkomponenten von molekularen 127I2. Dabei wird eine 10 cm lange Jodzelle verwendet, die mit Hilfe eines Peltierelement gekühlt wird. Als Laser wird ein frequenzverdoppelter Nd:YAG der Firma Innolight verwendet. Um die Hyperfeinkomponenten des Jods zu finden, ist durch eine Amplitudenmodulation mit einem AOM und einem Lock-In Verstärker die gesättigte Absorption detektiert wurden. Diese werden über eine Temperaturrampe am Laserkristall die Hyperfeinkomponenten sichtbar gemacht. Dies konnte zur Indentifizierung einzelner Feinkomponenten und zur Bestimmung der Frequenz genutzt werden. Ziel der Arbeit war es eine Stabilisierung mit dem Modulationstransferverfahren zu realisieren. Es ist untersucht wurden in wie weit sich Signale mit diesem Verfahren detektieren lassen. Weiterhin wurde versucht eine Regelung an einer Flanke einer Feinkomponente des Jods aufzubauen. Dazu sind verschieden Schaltungen aufgebaut und getestet wurden um die Möglichkeiten der Reglung über die Temperatur des Nd:YAG Kristalls und die Regelung über den Piezoaktor, der sich auf dem Nd:YAG Kristall befindet, untersucht.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/528013688jahr.txt
Kühnel, Michael
Entwicklung eines zweistrahligen interferenzoptischen Rundheitsprüfgerätes. - 118 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

In der Praxis sind Formmessgeräte, bei denen die radialen Rundheitsabweichungen in Bezug auf die Drehachse eines Rundtisches mit Hilfe eines induktiven Tasters bestimmt werden, am weitesten verbreitet. Die Messunsicherheit dieser Geräte ist stark abhängig von der regelmäßigen Kalibrierung der Taster, der exakten Ausrichtung der Messobjekte (vor allem der Werkstückexzentrizität) und der Rundlauffehler des Rundtischs. - In dieser Arbeit wurde ein zweistrahliges interferenzoptisches Rundheitsprüfgerät entwickelt mit dem die Durchmesserabweichung von Lehrringen in Bezug auf die Drehachse eines Rundtischs gemessen werden kann. Dessen Messergebnisse sind in weiten Bereichen unabhängig von der Ausrichtung der Werkstücke und von den Rundlauffehlern des Rundtischs. - Durch die Verwendung von Interferometern besteht ein direkter Maßanschluss, eine Kalibrierung des Geräts entfällt damit. Es wurde eine Reproduzierbarkeit der Durchmesserabweichungen von Lehrringen von 4 nm erreicht. Die mit diesem Messprinzip einhergehende Unterdrückung der durch Fehlbewegungen des Messobjekts verursachten Messfehler konnte nachgewiesen werden. Es wurde ein Korrekturalgorithmus gefunden, mit dem die Abhängigkeit dieser Messabweichungen bei einer Exzentrizität e < 40 [my]m auf unter ± 10 nm reduziert werden konnte. - Weiterhin wurden 4-Quadrantendioden in den Aufbau integriert. Mit deren Hilfe ist es möglich, das Werkstück zur Drehachse des Rundtischs auszurichten. Messabweichungen durch Verkippung des Werkstücks zur Drehachse werden somit vermieden. - Zur Brennpunktanpassung auf verschiedene Durchmesser der Messobjekte wurde ein Duplex-Objektiv entwickelt. - Schließlich wurde ein neuer Messkopf konstruiert. Dieser eignet sich zur Messung von Ringen im Durchmesserbereich 10 mm <= D <= 300 mm. Die Justagemöglichkeiten wurden weiter verbessert, somit kann mit diesem Messkopf noch geringere Messabweichungen infolge der Exzentrizität erreicht werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/527373915kuehn.txt
Neuland, Matthias
Beitrag zur Massebestimmung von Silos. - 102 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

In vielen Bereichen von Landwirtschaft und Industrie werden Schüttgüter in Silos gelagert. Dabei ist es unter logistischen und ökonomischen Gesichtspunkten von wachsendem Interesse die Masse des Inhaltes genau zu kennen. Die Arbeit zeigt den Stand von Wissenschaft und Technik bei der direkten gravimetrischen Massebestimmung bei Siloanlagen auf. Da die Massebestimmung in der Regel auf eine Dehnungsmessung zurückzuführen ist, wird die Technik des Messens mit Dehnungsmessstreifen ausführlich besprochen. - Daneben werden die einwirkenden Umweltfaktoren betrachtet und Möglichkeiten zur Quantifizierung dieser Einflüsse gegeben. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf Temperatur und Wind. Zur Kompensation dieser Umwelteinflüsse werden verschiedene Ansätze dargestellt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/526481072neula.txt
Percle, Brandon
Piezo LEGS-Antrieb und sein Einsatz in der Nanopositionier- und Nanomessmaschine. - 46 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Der Piezo LEGS-Antrieb ist ein piezoelektrischer Motor, der einen Keramikstab sowohl schrittweise als auch kontinuierlich bewegen kann. Da dieser Antrieb jederzeit eine definierte Positionierung des Stabes gewährleistet, ist bei kontinuierlicher Bewegung ein möglicher Einsatz in der Nanomessmaschine vom Vorteil. Getestet wurden seine Positionierauflösung und seine Geschwindigkeitskonstanz hinsichtlich der Linearität und der Form. Vier verschiedene Signalformen wurden dafür analysiert. Drei der vier eignen sich nicht für den Betrieb, weil sie nichtlineare Bewegungen verursachen. Eine ergab sich als viel versprechend für den Einsatz in der Nanomessmaschine, die Übergangszone muss jedoch gezielter gesteuert werden. Weitere Tests mit einem stabileren Aufbau sind noch erforderlich, um eine endgültige Entscheidung über den Einsatz treffen zu können.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/525238336percl.txt
Schaefer, Lorenz
Konzeptionierung und Aufbau eines Schielwinkelmessplatzes zur Charakterisierung von Faser-Kollimator-Arrays. - 91 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

In der optischen Signalübertragung werden zur Freiraumkopplung mehrerer Kanäle so genannte Faser-Kollimator-Arrays (FCAs) eingesetzt. Dabei sind Singlemode-Fasern in einer matrizenartigen Aktoren befestigt. Durch ein Mikrolinsenarray wird das aus jeder Faser austretende Lichtbündel kollimiert. FCAs werden z.B. in optischen Schaltern und Mikrooptischen Drehübertragern eingesetzt. - Ein wichtiges Qualitätsmerkmal der FCAs ist der sogenannte Schielwinkel. Ursache für das Auftreten eines Schielwinkels ist der laterale Versatz zwischen der Faser und der optischen Achse der zugehörigen Kollimatorlinse. Um den Faserversatz durch Justieren korrigieren zu können, muss der Schielwinkel gemessen werden. Ziel der Arbeit ist die Entwicklung und Realisierung eines hochpräzisen Schielwinkelmessplatzes. Die Anforderungen an diesen Sensor sehen eine Auflösung von 0,002&ayn; und eine Messgenauigkeit von ± 0,025&ayn; vor. Der Messbereich soll mindestens ± 0,4&ayn; betragen. Weiterhin wird auf einen kompakten Aufbau und eine schnelle Messung Wert gelegt. - Der Sensor wird nach dem Prinzip der fokussierenden Messung realisiert. Bei dieser Messmethode werden die kollimierten Strahlen mittels einer Sammellinse fokussiert. Durch die Linse wird der Winkel, unter dem der Strahl in die Linse eintritt, in einen Versatz des Fokuspunktes in der Brennebene umgewandelt. Dieser Versatz wird mit einem positionsempfindlichen Detektor, in diesem Fall mit einer Quadrantendiode, bestimmt. Über die Brennweite der Sammellinse kann aus dem Fokusversatz der Schielwinkel bestimmt werden. Die Vorteile dieses Verfahrens sind der geringe Einfluss von Toleranzen bei der Positionierung des zu vermessenden FCAs und die kurze Messzeit. - Experimentelle Untersuchungen des realisierten Aufbaus lassen eine Charakterisierung des Sensors hinsichtlich der gestellten Anforderungen zu. Die Auflösung des Sensors beträgt 0,0004&ayn;. Bei Korrektur systematischer Fehler kann eine Messunsicherheit von ± 0,002&ayn; erreicht werden. - Die Auflösung, der Messbereich und die Messgenauigkeit des Sensors liegen deutlich unter den in den Anforderungen festgelegten Werten. Der Sensor ist für eine präzise Charakterisierung der FCAs sehr gut geeignet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/524721246schae.txt
Schmidt, Ingomar; Hausotte, Tino; Gerhardt, Uwe; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Investigations and calculations into decreasing the uncertainty of a nanopositioning and nanomeasuring machine (NPM-Machine). - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 18 (2007), 2, S. 482-486

Continuously increasing demands on nanopositioning and nanomeasuring (NPM) machines require a detailed analysis of and a decrease in measurement uncertainty. Initial studies have been done in the field of length and angle measurement. The analysis resulted in updated assemblies, which were investigated further. Significant improvements in mechanical stability, drift behaviour and temperature dependence were produced. To minimize the undesired heat production by the non-self-locking vertical linear drive systems, an improved weight force compensation arrangement adaptable to different object masses was developed and tested. Also, the system's natural frequencies were analysed. A modified structure with increased stiffness of the vertical drive system was designed to improve the NPM's dynamic behaviour.


http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/18/2/S22
Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Mastylo, Rostyslav; Machleidt, Torsten; Franke, Karl-Heinz; Jäger, Gerd
New applications of the nanopositioning and nanomeasuring machine by using advanced tactile and non-tactile probes. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 18 (2007), 2, S. 520-527
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/18/2/S27
Jäger, Gerd
Precision mechatronics - nanomeasuring and nanopositioning engineering at the Technische Universität Ilmenau. - 11 S. = 1,49 MB, Text
Publ. entstand im Rahmen der Veranst.: The 3rd Vietnam Conference on Mechatronics, VCM 2006, Hanoi, Vietnam, 2006, S. 12-20
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=7275
Jäger, Gerd; Hausotte, Tino; Manske, Eberhard; Büchner, Hans-Joachim; Mastylo, Rostyslav; Dorozhovets, Natalja; Hofmann, Norbert
Nanomeasuring and nanopositioning engineering. - In: / IMEKO World Congress ; 18 (Rio de Janeiro) : 2006.09.17-22., (2006), insges. 9 S.
Borys, Michael; Fehling, Thomas; Fröhlich, Thomas; Heydenbluth, Detlef; Mecke, M.; Schwartz, Roman
Design and performance of the new Sartorius 1 kg vacuum mass comparator at PTB. - In: / IMEKO World Congress ; 18 (Rio de Janeiro) : 2006.09.17-22., (2006), insges. 5 S.
Guo, T.; Chen, J. P.; Dontsov, Denys; Fu, X.; Hu, X. T.; Jäger, Gerd
Improved homodyne laser interferometer used in micro-vibration analysis. - In: / International Symposium on Advanced Optical Manufacturing and Testing Technologies ; 2 (Xian) : 2005.11.02-05., 2006, S. 61502A, insges. 6 S.
Dorozhovets, Nataliya; Hausotte, Tino; Hofmann, Norbert; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Development of the interferometrical scanning probe microscope. - In: / Conference (San Diego, Calif.) : 2006.08.16-17., (2006), S. 629311, insges. 8 S.

Jäger, Gerd; Hausotte, Tino; Manske, Eberhard; Büchner, Hans-Joachim; Mastylo, Rostyslav; Dorozhovets, Natalja; Hofmann, Norbert
Nanomeasuring and nanopositioning engineering. - In: / International Symposium on Precision Mechanical Measurements ; 3 (Urumqi) : 2006.08.02-06., (2006), S. 628001, insges. 9 S.
Schalles, Marc; Bernhard, Frank
Mehrfach-Fixpunktstrahler zur Kalibrierung von Strahlungsthermometern. - In: / Fachtagung Temperatur (Berlin) : 2006.05.16-17., (2006), S. 415-418

Schalles, Marc; Bernhard, Frank
Mehrfach-Fixpunktstrahler zur Kalibrierung von Strahlungsthermometern. - In: / VDI/VDE-Fachtagung Sensoren und Messsysteme ; 13 (Freiburg, Breisgau) : 2006.03.13-14. : ., ISBN 978-3-8007-2939-5, (2006), S. 415-418

Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Schmidt, Ingomar
Verbundprojekt HOMS : Teilprojekt 1: Spezielle interferenzoptische Messsysteme für die Präzisionsfertigung ; Schlussbericht ; Laufzeit des Vorhabens vom. 01.05.2004 bis: 30.06.2006. - Ilmenau. - Online-Ressource (12 S., 487 KB)
Förderkennzeichen BMBF 03 / 2913 A [falsch] - 03 I 2913 A [richtig]. - Verbund-Nr. 01031832
http://edok01.tib.uni-hannover.de/edoks/e01fb07/537676317.pdf
Blumröder, Götz; Hilbrunner, Falko; Sievers, Rudolf; Scharfenberg, Silvio
Messungen mit einem Pyrometer im Niedertemperaturbereich. - In: / Fachtagung Temperatur (Berlin) : 2006.05.16-17. : ., (2006), S. 139-144

Zur Demonstration messtechnischer Eigenschaften eines Pyrometers bei statischen und dynamischen Messungen wurde eine PC-gesteuerte Messanordnung mit einem kommerziellen Schwarzen Strahler, einem vertikal angeordneten Flächenstrahler und einer Linearführung mit verstellbarer Pyrometeraufnahme aufgebaut. - Nach der Ermittlung des Messfelddiagramms mit Hilfe des Schwarzen Strahlers und einer Irisblende wird der Flächenstrahler bei optimalem Arbeitsabstand vermessen. Unter Nutzung eines Strahlerpunktes mit bekannter Temperatur werden die Emissionsgrade von neun speziellen Oberflächenbeschichtungen ermittelt. - Mit Hilfe der Linearführung kann das Pyrometer den Flächenstrahler mit verschiedenen Geschwindigkeiten scannen. Die Auswirkungen unterschiedlicher Kombinationen von Geschwindigkeit und Pyrometer-Einstellzeit auf das Scannergebnis sind experimentell nachvollziehbar.


Füßl, Roland; Jäger, Gerd; Grünwald, Rainer; Schmidt, Ingomar
A new vectorial model for the estimation of uncertainty in nano coordinate measuring machines. - In: / IMEKO World Congress ; 18 (Rio de Janeiro) : 2006.09.17-22., (2006), insges. 4 S.
Füßl, Roland
Vektorielles metrologisches Modell zur Bestimmung der Messunsicherheit von Nanopositionier- und Nanomessmaschinen. - In: / Tagung Messunsicherheit Praxisgerecht Bestimmen ; 3 (Erfurt/Thüringen) : 2006.11.14-15. : ., (2006), S. 211-220

Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Mastylo, Rostyslav; Dorozhovets, Natalja; Hofmann, Norbert
Taktile und optische Sensorsysteme für Nanomess- und Nanopositioniermaschinen. - In: Messtechnik für Mikro- und Nano-Engineering / Tagung (Erlangen) : 2006.11.29-30. : Tagung Erlangen, 29. und 30. November 2006. - Düsseldorf : VDI-Verl., (2006), S. 55-65

Diethold, Christian
Untersuchungen am fasergekoppelten polarisationsneutralen Heterodyn-Interferometer. - 93 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2006

Diese Arbeit behandelt ein neues Heterodyn-Verfahren. Ziel dieses Verfahrens ist es die Vorteile der Homodyn- und Heterodyn- Interferometrie zu kombinieren und deren spezifischen Nachteile zu vermeiden. Großer Nachteil der bisher bestehenden kommerziellen Systeme ist, dass es keine Lichtwellenleiterkopplung zwischen Laserquelle und Interferometer gibt. Ein fasergekoppeltes polarisationsneutrales Interferometer wird vorgestellt, das mit zwei phasengekoppelten Lasern betrieben wird. Durch den polarisationsneutralen Aufbau sollen Nichtlinearitäten, wie sie bei herkömmlichen Heterodynverfahren auftreten, vermieden werden. Die Interferometer sind hinsichtlich der Messunsicherheit, Signalqualität und Drift untersucht worden. Das bestehende System wurde zu einer kompakten Prismeneinheit zusammen gefasst, was die Luftstrecken und den Bauraum reduziert. Der Einsatz spezieller Prismen erleichtert dabei die Justierung. Der Einfluss der Lichtleitfasern wird hinsichtlich der Art und dem Messort für Referenz- und Messfrequenz untersucht. Es werden Untersuchungen für thermische und mechanische Einflüsse vorgenommen. Der Einsatz polarisationserhaltender Fasern ist obligatorisch, Mess- und Referenzfrequenz müssen an den Ausgängen des Interferometers bestimmt werden. Die über einen Phasenregelkreis gekoppelten Laser stellen eine neues Verfahren dar, mit dem es gelungen ist, die Standardabweichung der Differenzfrequenz auf 10-20Hz zu reduzieren. Die Beatfrequenz ist in weiten Grenzen einstellbar, die Regelabweichung beträgt praktisch Null.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/520875923dieth.txt
Welter, Matthias
Beitrag zur Entwicklung nanoskaliger Kalibriersysteme. - Online-Ressource (PDF-Datei: 175 S., 3480 KB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2006

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den Grundlagen kompakter nanoskaliger Kalibriersysteme. Solche Systeme dienen der flexiblen statischen und dynamischen Kalibrierung von Längenmesssystemen, wie sie beispielsweise in Form von Rastersondenmikroskopen, Längenmesstastern und Tastschnittgeräten eingesetzt werden. Das hier vorgestellte Prinzip eines Kalibriersystems basiert, im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, auf einem höhenvariablen Normal, das zusätzlich die Kalibrierung dynamischer Parameter gestattet. Es soll anstatt der herkömmlichen Normale eingesetzt werden und besteht im wesentlichen aus einer Positioniereinheit, mit der eine vom Prüfling angetastete Platte positioniert wird sowie einem Längenmesssystem, mit dem die Positionierungen rückführbar gemessen werden können. Die Dissertation geht zunächst auf die Anforderungen an ein solches Normal ein und beschreibt den Prototypen eines entsprechenden Kalibriersystems. Er verwendet ein neuartiges streifenzählendes Homodyninterferometer zur gleichzeitigen Längen- und Winkelmessung mit herausragenden Auflösungen und geringen Messunsicherheiten. Weitere wesentliche Komponenten sind die Hardware- und Softwaresignalverarbeitung sowie die Benutzeroberfläche unter MATLAB. Mittels des im Rahmen der Arbeit aufgebauten Prototyps wurden Kalibrierungen eines Rastersondenmikroskops und eines induktiven Längenmesstasters durchgeführt. Es konnten dabei statische und dynamische Parameter bestimmt werden. Während die zunächst eingesetzte Positioniereinheit Abmessungen von 50 mm x 60 mm x 50 mm aufweist, erfüllt eine zweite mit Abmessungen von 50 mm x 50 mm x 25 mm alle Anforderungen an ein flexibles nanoskaliges Kalibriersystem. Das Kalibriersystem erreicht bei Kurzzeitmessungen Messunsicherheiten von u_c=3,4 nm bzw. u_c=0,81 nm und eignet sich als Ersatz und Ergänzung herkömmlicher körperlicher Normale für zahlreiche Kalibrieraufgaben der Nanomesstechnik.


http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=7041
Liu, Yonghe; Schäfer, Jürgen A.; Jäger, Gerd
Materials, bearings, and lubricants for nanopositioning. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 73 (2006), 9, S. 500-510
http://dx.doi.org/10.1524/teme.2006.73.9.500
Schmidt, Ingomar; Jäger, Gerd; Hausotte, Tino; Manske, Eberhard; Füßl, Roland
A new traceable method for determination of periodic nonlinearities of interferometers. - In: / Conference (San Diego, Calif.) : 2006.08.14-16., (2006), S. 629206, insges. 10 S.

A new traceable method has been developed and investigated to experimentally determine the total amount of measuring deviations arising through the capture and demodulation of plane-mirror interferometer signals. The basic principle for such an analysis is the precise specification of length variations. However, either a measuring system of excellent accuracy or accurately defined movements within a stable platform are required. A common measuring motion can be achieved through the displacement of a reflecting wedge plate, which creates a constant step-down. The interferometer to be analyzed is used to determine the change in the wedge plate's thickness, which is caused by lateral movements controlled by another interferometer. The wedge's sampled surfaces demand high planarity as the change of thickness acts as the material measure. These conditions can be achieved by using the Nanopositioning and Nanomeasuring Machine in conjunction with a 0.5-degree tilted mirror placed on it. The interferometer to be analyzed is aligned with this mirror. To provide the highest possible linearity for lateral motion, the only measuring points are in nearly error-free lambda/2 steps of the interferometer. The NPM machine's already small deviations in positioning will only affect the evaluation of measuring errors of the reduced interferometer by a factor of about one-hundredth. This is one of the main advantages of the method. The interferometer to be analyzed - like the entire measuring setup - features a compact assembly and high mechanical and thermal stability. The measured deviations in linearity provide excellent verification of the prospected error influences.


Kiesel, Felix
Untersuchungen zur Gewichtskraftkompensation des Positioniersystems der z-Achse der Nanopositionier- und Nanomessmaschine. - 117 S
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2006

1 Einleitung - Auf dem Gebiet der Metrologie hat sich der Bereich der Dimensionsanalyse feinster Oberflächenstrukturen als eine der tragenden Säulen für die Entwicklung von Hightech- Produkten wie mikromechanischen Systemen erwiesen. Messgenauigkeiten von wenigen Nanometern sind hierbei konkrete Forderungen an die Spezifikation von Positionier- und Messsystemen. Diesbezüglich sind die ein Präzisionspositioniersystem negativ beeinflussenden Umweltparameter als exemplarischer Angriffspunkt anzusehen, um mit Hilfe von Erfassung, Evaluierung und Kompensation solcher Störgrößen eine Systemoptimierung zu bewerkstelligen. Für die an der TU Ilmenau entwickelte Nanopositionier- und Nanomessmaschine (NPMM) stellt der Parameter Temperatur einen wesentlichen Faktor aus der Gesamtheit möglicher Störgrößen dar. So kann eine Variation der Umgebungstemperatur wie auch eine Temperaturveränderung innerhalb der mechanischen Struktur der Maschine zu gravierenden Messabweichungen führen. Diesbezüglich konnte jedoch der Wärmeeintrag der eingesetzten, mit hochauflösender Positionierfähigkeit ausgestatteten Lorentz-Aktuatoren in das Gesamtsystem bis zuletzt nur ungenügend kontrolliert werden. In diesem Zusammenhang beschäftigt sich diese Arbeit mit der Fortführung der Realisierung, Integration und Ansteuerung einer Einheit zur Kompensation variabler Gewichtskräfte, die es ermöglichen soll, die Antriebseinheiten der vertikalen Positionierrichtung der NPMM weitestgehend zu entlasten und somit den Wärmeeintrag in das Gesamtsystem zu minimieren. - 2 Realisation - Die für den Wärmeeintrag der Lorentz-Aktuatoren verantwortlichen hohen Versorgungsströme sind reduzierbar durch eine Verminderung der auf die Aktuatoren wirkenden, variablen Lastkräfte. Die Kompensation der Lastkräfte erfolgt über integrierbare Funktionsbaugruppen, die in der Lage sind, variable Kompensationskräfte durch eine PC-gesteuerte Dosierungsmechanik aufzubringen. Die Betriebsparameter eines vorliegenden Prototyps einer Kompensationseinheit werden unter Verwendung eines speziell entwickelten Versuchsstandes untersucht und mit modellierten Parametern verglichen. Der anschließende Integrationsprozess basiert auf den ermittelten Parametern. - 3 Zusammenfassung - Die Kompensationskräfte einer Kompensationseinheit können in einem Bereich von 2,5 N bis 4,75 N auf bis zu 1% genau dosierbar sind. Des Weiteren ist eine Reduzierung der auf die Lorentz-Aktuatoren wirkenden Lastkräfte um mindestens 96,7% realisierbar. Die Integration von vier Kompensationseinheiten in die NPMM ist möglich ohne eine strukturelle Änderung der x- und y-Plattformen. Die Entwicklung neuer Softwaretools unter MATLAB ermöglicht dabei eine Ansteuerung der vier Einheiten via RS232.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/519558553kiese.txt
Füßl, Roland; Grünwald, Rainer; Schmidt, Ingomar
Messunsicherheitsanalyse von Nanopositionier- und Nanomessmaschinen mit Hilfe eines neuen vektoriellen Modellansatzes. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 73 (2006), 9, S. 465-471
http://dx.doi.org/10.1524/teme.2006.73.9.465
Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino
Neue Anwendungen der Nanomessmaschine (NPM-Maschine) durch die Entwicklung nanoskaliger optischer und taktiler Tastsensoren. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 73 (2006), 9, S. 457-464
http://dx.doi.org/10.1524/teme.2006.73.9.457
Weis, Hanna Sophie
Numerische und messtechnische Untersuchungen zum Temperaturverhalten in Präzisionsmessgeräten. - 75 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2006

Inhalt der vorliegenden Diplomarbeit ist die numerische und messtechnische Untersuchung des Temperaturverhaltens in Präzisionsmessgeräten. Dazu wurde, aufbauend auf den Ergebnissen der Projektarbeit, das FEM-Modell der NPMM des SFB 622 erweitert. Insbesondere wurde die Temperaturverteilung in den Interferometerstrahlen ermittelt. Dazu mussten die Interferometer als zusätzliche Wärmequelle in den Gesamtaufbau einbezogen werden. Es wurden messtechnisch Untersuchungen zur optimalen Beschreibung der Randbedingungen vorgenommen. Durch die Erweiterung des FEM-Modells um die Interferometer vergrößert sich das bereits bestehende FEM-Modell sehr stark. Die Berechnungen würden deswegen an Kapazitätsgrenzen der Universitätslizenz des verwendeten Programmsystems ANSYS hinsichtlich Speicher- und Rechenleistung stoßen. Um das zu vermeiden, sollten Möglichkeiten der modelltechnischen Vereinfachung des Gesamtaufbaus der NPMM gefunden und untersucht werden. Dazu wurde ein Versuchsaufbau zur Untersuchung des thermischen Verhaltens des verwendeten Interferometers konzipiert. An diesem Versuchsaufbau wurden messtechnische Untersuchungen vorgenommen, die mit den numerischen Ergebnissen verglichen wurden. Es wurde ein FEM-Modell erstellt, das zum Ziel hatte, Vorschläge zum modulartigen Aufbau der NPMM zu erarbeiten. Die Wärmeleitfähigkeit und der Wärmetransport im System wurden ebenfalls messtechnisch und numerische Untersucht und beschrieben. Auch hierzu wurde ein Versuchsaufbau konzipiert. Die erzielten Ergebnisse der FEM-Modellierung wurden mit den messtechnisch erzielten Ergebnissen verglichen, und eine sehr gute Übereinstimmung festgestellt. Als Ergebnis der Diplomarbeit ist ein modulartig aufgebautes Modell der NPMM zur Beschreibung des thermischen Verhaltens entstanden. Daraus wurde eine Ableitung für analoges Vorgehen in anderen Fällen erarbeitet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/518517039weis.txt
Augustin, Silke; Bernhard, Frank; Mammen, Helge; Krapf, Gunter; Rudtsch, Steffen; Fahr, Martin
Entwicklung von Fixpunktzellen zur gezielten Untersuchung des Einflusses von Verunreinigungen auf die Phasengleichgewichtstemperaturen von Reinstmetallen. - In: / Fachtagung Temperatur (Berlin) : 2006.05.16-17. : ., (2006), S. 317-322

An der TU Ilmenau wurden in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe "Angewandte Thermometrie" der PTB numerische Berechnungen zur Optimierung der Bauformen von Fixpunktzellen unterschiedlicher Größe durchgeführt. Diese Zellen werden eingesetzt, um den Einfluss von Verunreinigungen auf die Phasengleichgewichtstemperaturen von Reinstmetallen gezielt zu untersuchen. Es wurden Miniaturfixpunktzellen entwickelt, die zur Bestimmung der Phasengleichgewichtstemperaturen mit Mantelwiderstandsthermometern geeignet sind. Erste Modelle zur Optimierung der an der PTB verwendeten Fixpunktzellen wurden erstellt und überprüft.


Krapf, Gunter; Bernhard, Frank; Augustin, Silke; Mammen, Helge
Binäre eutektische Aluminium-Legierungen als Materialien in miniaturisierten Fixpunktzellen. - In: / Fachtagung Temperatur (Berlin) : 2006.05.16-17. : ., (2006), S. 257-262

Selbstkalibrierende Thermoelemente mit integrierten, miniaturisierten Fixpunktzellen ermöglichen die Messung der Heißdampftemperatur in Kraftwerken mit einer Unsicherheit <1 K. Im Bereich von 520 &ayn;C bis 610 &ayn;C kommen hierbei die binären eutektischen Aluminiumlegierungen Al87Si, Al75Pd und Al67Cu als Phasenumwandlungsmaterialien zum Einsatz. Solche selbstkalibrierende Thermoelemente wurden über einen Zeitraum von mehreren Monaten in konventionellen Kraftwerken erfolgreich einem Praxistest unterzogen. Dabei konnte eine Kalibrierunsicherheit am Fixpunkt von ±0,1 K bestätigt werden.


Dorozhovets, Nataliya; Hausotte, Tino; Hofmann, Norbert; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Metrological long-range scanning probe microscope. - In: / International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology (EUSPEN) ; 6 (Baden bei Wien) : 2006.05.28-06.01. : ., (2006), S. 421-424
Dorozhovets, Nataliya; Hausotte, Tino; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd; Hofmann, Norbert
Metrological scanning probe microscope. - In: / Photonics Europe (Strasbourg) : 2006.04.05-07. : ., 2006, S. 61880L, insges. 8 S.

Manske, Eberhard
Lichtwellenleitergekoppelte Miniaturinterferometer für die Präzisionsmesstechnik. - VI, 149 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Habil.-Schr., 2006
http://www.gbv.de/dms/ilmenau/toc/515216623mansk.PDF
Recknagel, Kristin
Entwicklung von selbstkalibrierenden Widerstandsthermometern . - 131 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2006

Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Entwicklung von selbstkalibrierenden Widerstandsthermometern. Als Grundlage für die Untersuchungen dienten bereits erfolgreich eingesetzte selbstkalibrierende Thermoelemente, welche an der TU Ilmenau entwickelt wurden. Die Untersuchungen wurden zum Großteil an Modellen mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) durchgeführt. Deshalb wurden die Modelle zuerst auf ihre Tauglichkeit untersucht, indem bereits durchgeführte experimentelle Untersuchungen mit FEM simuliert wurden. Der Vergleich von experimentell ermittelten Werten mit denen der Simulationen zeigt, dass das reale Verhalten der Miniaturfixpunktzellen (MFPZ) durch die FEM sehr gut nachgebildet wird. Für die Verwendung von Mantelwiderstandsthermometern konnte in der Simulation eine Optimierung der Zellenbauform gefunden werden. Diese wurde auch für die Verwendung drahtgewickelter Widerstände mit der FEM bestätigt. Eine Verkleinerung der Bauform der MFPZ für Messeinsatzrohre mit einem Durchmesser von 3mm konnte durch die Verwendung des Messwiderstandes CONATEX WM3FA0405 erzielt werden. Das thermische Verhalten dieses Sensors in der verkleinerten Zellenbauform für passive Erwärmung durch konvektiven Wärmeübergang von außen und für das herkömmliche Heizkonzept (Heizung der Zelle über eine am Umfang des Außenzylinders angebrachte Heizfolie) wurde in der Simulation nachgewiesen. Ein verändertes Heizkonzept (Heizung der Zelle durch Eigenerwärmung des Sensors) wurde für CONATEX WM3FA0405-Sensoren mit FEM simuliert und erzielte auswertbare Fixpunktplateaus. Dieses Heizkonzept ist eine weitere Möglichkeit zur Verkleinerung der Zellenbauform. Hierbei wird am Erstarrungsplateau kalibriert. In der experimentellen Untersuchung erwies sich die notwendige Unterkühlung des Fixpunktmaterials Zinn als Problem. Die theoretischen Untersuchungen wurden idealisiert durchgeführt. Etwaige Störeinflüsse, wie Schwankung der Umgebungstemperatur, wurden nicht berücksichtigt und müssen noch überprüft werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/514872055reckn.txt
Xu, Haifeng
Messtechnische Untersuchungen von hochpräzisen Planflächen mit einem Zygo-Phasenschiebeinterferometer. - 96 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2006

Die vorliegende Arbeit umfasst die messtechnische Untersuchung von hochpräzisen Planflächen mit einem Zygo-Phasenschiebeinterferometer. Das Ziel besteht darin, die Messfehler des Messsystems zu analysieren und zu minimieren bzw. kompensieren. Um möglichst genaue Messdaten zu erhalten, müssen die Forderungen an das Messsystem und die Umweltbedingungen möglichst vollständig eingehalten werden, um Fehlerquellen zu minimieren. Die Messfehler lassen sich in drei Gruppen einteilen. Man kann Fehler durch das Interferometer, durch den interferometrischen Resonator und durch die Software unterscheiden. Dabei hat beim Interferometer besonders die Totstreckenlänge einen erheblichen Einfluss auf das Messergebnis. Um diesen Messfehler zu minimieren, muss die Totstreckenlänge auf ein Minimum reduziert werden. Bei der Benutzung der selbstzentrierten Befestigung beträgt die Länge der Totstrecke ca. 20 mm, bei den anderen Befestigungen ca. 8 mm. Ein weiterer Einfluss ist der mechanische Stress, der sehr von Anwender abhängig ist. Um diesen Fehler zu minimieren, sollte man den Feststellknopf der Befestigung nur locker anziehen, da die Platten sonst verzogen werden können. Beim interferometrischen Resonator hat der zeitliche und örtliche Temperaturgradient den größten Einfluss auf die Messergebnisse. Für die Reproduzierbarkeitsuntersuchung vom 3-Platten-Test stellt dagegen besonders der zeitliche Temperaturgradient einen Messfehler dar. Beim 2-Platten-Test ist besonders der örtliche Temperaturgradient für eine Deformation der Platten verantwortlich. Im ZMN-Labor ist über den gesamten Tag eine Temperaturschwankung von ±1&ayn;C vorhanden, für die Messungen ist dies aber nicht optimal. Um den Messfehler beim 2-Platten-Test zu berücksichtigen, wird der Temperaturgradient in die Berechnung mit einbezogen. Beim 3-Platten-Test wird bei den Messungen darauf geachtet, dass sie zu einer Tageszeit durchgeführt werden, wo die Temperaturschwankungen möglichst gering sind. Neben dem Temperaturgradienten werden die meisten Fehler durch die Luftturbulenzen verursacht. Um den Einfluss der Luftturbulenzen zu minimieren, kann man durch die Software eine Phasemittelung erzeugen. Diese Werte der Phasenmittelung müssen anschließend noch einmal untersucht werden, um einen optimalen Einstellwert zu bekommen. Bei den Software Einstellungen wirken sich besonders die laterale Kalibrierung und die Min Mod % Einstellung auf das Messergebnis aus. Für die Reproduzierbarkeitsuntersuchung müssen diese Werte immer konstant sein, sonst erhält man unterschiedliche Messdaten und eine unterschiedliche Anzahl von Messdaten. Bei dieser Untersuchung hat sich zudem herausgestellt, dass die Vibrationen, die wahrscheinlich durch die Lüftung des ZMN-Labors erzeugt werden, sich nicht auf das Messergebnis auswirken. Es wurde über die MetroPro-Software ermittelt, dass sich die Vibrationen unterhalb des kritischen Wertes von 1 nm befinden, sie sind also nicht so kritisch wie die anderen Messfehler. In der vorliegenden Arbeit hat sich herausgestellt, dass sich mit einer einfachen Schutzmaßnahme (Schutzkarton) die Standardabweichung stark verbessert hat. Aufgrund dieser Tatsache kann man davon ausgehen, dass die Messbedingungen im ZMN-Labor für Präzisionsmessungen mit 2-Platten-Test (relatives Messverfahren) nicht optimal sind. Es ist zu empfehlen, dass bei zukünftigen Messungen einfache Schutzmaßnahmen, wie die beschriebene, verwendet werden, um möglichst gute Messergebnisse bzw. Reproduzierbarkeitsergebnisse zu erzielen. Beim 3-Platten-Test (absolutes Messverfahren) hat sich gezeigt, dass die Ergebnisse der Untersuchung der durchschnittlichen Reproduzierbarkeit der drei Platten schlechter sind als die Werte, die von der Firma Zygo vorgegeben sind. Dafür sind hauptsächlich das Alter der Platten und die Umweltbedingungen im ZMN-Labor (besonders Temperatur) verantwortlich. Zudem sollten auch jährliche Untersuchungen mit dem 3-Platten-Test zur Profiluntersuchung durchgeführt werden, um Ergebnisse über die Eigenschaften der Platten zu erhalten und diese Ergebnisse mit den Ergebnissen der vorangegangenen Jahre zu vergleichen. Daraus können Rückschlüsse über die Veränderung der Oberflächenqualität der Platten gezogen werden. Als wichtige Voraussetzung für den 3-Platten-Test sollte die Positionierung der Platten vor allem beim Tausch beachtet und sichergestellt werden. Die Platten sollten immer optimal und wiederholbar ausgerichtet sein. Zudem sollte sichergestellt werden, dass die Platten die gleichen Umweltbedingungen (besonders Temperatur) haben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/514285680xu.txt
Jäger, Gerd; Hausotte, Tino; Büchner, Hans-Joachim; Manske, Eberhard; Schmidt, Ingomar; Mastylo, Rostyslav
Long-range nanopositioning and nanomeasuring machine for application to micro- and nanotechnology. - In: / Conference (San Jose, Calif.) : 2006.02.20-23. : ., (2006), S. 615224, insges. 9 S.
Fröhlich, Thomas
Temperaturkompensation von Präzisionsmeßgeräten. - 133 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Habil.-Schr., 2006
http://www.gbv.de/dms/ilmenau/toc/513417648froeh.PDF
Büchner, Hans-Joachim; Jäger, Gerd
A novel plane mirror interferometer without using corner cube reflectors. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 17 (2006), 4, S. 746-752
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/17/4/021
Konstas, Christos
Messungen und Unsicherheiten am Suszeptometer. - 60 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2006

Die geometrischen Korrekturfaktoren für knopfförmige Prüflinge können auf eine experimentelle Weise leicht bestimmt werden. Die Berechnung kann in eine standardisierte Prozedur integriert werden.Durch den Einsatz des 0,1 myg Suszeptometers wurde keine Verbesserung der Unsicherheit realisiert. Das 1 myg Suszeptometer hat zuverlässige und stabile Ergebnisse geliefert.) Die Berechnung der Unsicherheit muss analytisch für jede Messgröße erfolgen. So konnte ein Fehler im Bereich zwei Größenordnungen vermieden werden. Durch die analytische Bewertung der Unsicherheit können die Faktoren, die die Unsicherheit negativ beeinflussen, ermittelt und verbessert werden. Es ist nicht notwendig die Unsicherheit des Suszeptometers zu verbessern, um die gesamte Messunsicherheit positiv zu beeinflussen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/510322263konst.txt
Kreutzer, Philipp
Monte Carlo Simulation für metrologische Modelle von Nanopositionier- und Nanomessmaschinen. - 104 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2006

Die Nanopositionier- und Nanomessmaschine ist eine an der TU Ilmenau entwickelte Maschine, die in einem Messraum von im Nanometerbereich misst. Durch eine besondere Anordnung der Lasermessinterferometer ist es gelungen, die Messungen abbefehlerfrei durchzuführen. Dies gilt für alle drei Koordinatenrichtungen. Wird eine Messung durchgeführt entstehen Messfehler. Diese Gründe hierfür müssen lokalisiert und möglichst genau quantifiziert werden. Dazu ist es nötig den Messvorgang in einem Modell zu beschreiben. Das Modell sollte alle möglichen Einflüsse auf die Messunsicherheit und das Messergebnis beinhalten. In der Diplomarbeit ist die Längenmessung mit der Nanopositionier- und Nanomessmaschine durch ein Differenzmodell beschrieben. Die Einflüsse auf das Messergebnis sind durch die einzelnen Komponenten ausgedrückt. Dazu zählen die Antastspitze, der Rahmen, die Interferometerreferenz- und Interferometermessarmkomponente, der Kosinusgesamt- und Abbefehler aufgrund der Winkelverkippungen der Führungsbahnen und den seitlichen Versatz der Interferometer, die Spiegelfehlerkomponente und die Änderung des Anfangspunktes der Messung während des Messvorgangs. Die Angabe der Messunsicherheit erfolgt nicht wie bisher üblich durch die Angabe der Einzelmessunsicherheiten in den drei Koordinatenrichtungen sondern durch die Angabe der Gesamtmessunsicherheit. Dadurch wird das Modell bzw. die Modellgleichung teilweise nichtlinear. Das durchaus anerkannte und in der Praxis genommene Verfahren des GUM stößt bei der Behandlung von nichtlinearen Modellen an seine Grenzen. Selbst wenn es möglich ist die Messunsicherheit einer Ergebnisgröße solcher Modelle mit dem GUM zu bestimmen, ist der mathematische Aufwand schwierig und kompliziert. Es muss nach anderen Verfahren gesucht werden. Eine mögliche Alternative stellt die Monte Carlo Methode dar. Dieses Verfahren beruht auf der Variation von Zufallszahlen. Im Gegensatz zum GUM werden keine Unsicherheiten sondern Wahrscheinlichkeitsverteilungen fortgepflanzt. Die so entstandene Wahrscheinlichkeitsverteilung der Ergebnisgröße muss ausgewertet werden. Das arithmetische Mittel ist der beste Schätzwert und die Standardabweichung die ihm beizumessende Messunsicherheit. Während der GUM davon ausgeht, dass die entstandene Verteilung der Ergebissgröße symmetrisch ist und aus diesem Grund das Intervall der erweiterten Messunsicherheit symmetrisch um den besten Schätzwert bildet, werden mit der Monte Carlo Methode auch nichtsymmetrische Verteilungen exakt ausgewertet. Die erweiterte Messunsicherheit liegt in diesem Fall nicht symmetrisch um den besten Schätzwert. - Nach der Erstellung des metrologischen Modells, muss dieses simuliert werden. Das geschieht mit dem Programm MATLAB. Um die Qualität der Simulation einzuschätzen muss es mit dem Ergebnis der GUM Workbench verglichen werden. Die Auswertung hat gezeigt, dass die Monte Carlo Methode durchaus eine Alternative zum Verfahren des GUM darstellt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/508963516kreut.txt
Wang, Yung-Cheng; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd; Jywe, Wenyuh
Abbe error-free test equipment for nanometer-order measurments. - In: / International Conference on Advanced Manufacture (Taipei) : 2005.11.28-12.02. : ., (2006), S. 379-384
Jäger, Gerd; Hausotte, Tino; Manske, Eberhard; Büchner, Hans-Joachim; Mastylo, Rostyslav; Dorozhovets, Natalja; Füßl, Roland; Grünwald, Rainer
Nanometrology - nanopositioning- and nanomeasuring machine with integrated nanoprobes. - In: / International Conference on Advanced Manufacture (Taipei) : 2005.11.28-12.02. : ., (2006), S. 7-12
Fröhlich, Thomas; Fehling, Thomas; Heydenbluth, Detlef
Determination of magnetic properties of weights using the susceptometer method. - In: Maschinenbau von Makro bis Nano : 50. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, September, 19 - 23, 2005 ; proceedings. - Ilmenau : Verl. ISLE / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium (IWK). Technische Universität Ilmenau ; 50 (Ilmenau) : 2005.09.19-23., 2005, [05.P.14], insges. 10 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=17427
Schalles, Marc; Bernhard, Frank
Mehrfach-Fixpunktstrahler zur Kalibrierung von Strahlungsthermometern. - In: Maschinenbau von Makro bis Nano : 50. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, September, 19 - 23, 2005 ; proceedings. - Ilmenau : Verl. ISLE / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium (IWK). Technische Universität Ilmenau ; 50 (Ilmenau) : 2005.09.19-23. - Ilmenau : Verl. ISLE, 2005, [05.3.07], insges. 2 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=17516
Krapf, Gunter; Bernhard, Frank; Augustin, Silke; Mammen, Helge
Selbstkalibrierende Thermoelemente im Kraftwerkseinsatz. - In: Maschinenbau von Makro bis Nano : 50. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, September, 19 - 23, 2005 ; proceedings. - Ilmenau : Verl. ISLE / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium (IWK). Technische Universität Ilmenau ; 50 (Ilmenau) : 2005.09.19-23. - Ilmenau : Verl. ISLE, 2005, [05.3.04], insges. 2 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=17505
Büchner, Hans-Joachim; Mandryka, Victor; Jäger, Gerd
Stehende-Wellen-Interferometer: ein neues interferometrisches Konzept. - In: Maschinenbau von Makro bis Nano : 50. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, September, 19 - 23, 2005 ; proceedings. - Ilmenau : Verl. ISLE / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium (IWK). Technische Universität Ilmenau ; 50 (Ilmenau) : 2005.09.19-23. - Ilmenau : Verl. ISLE, 2005, [05.2.05], insg. 2 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=17471
Fehling, Thomas; Fröhlich, Thomas; Heydenbluth, Detlef
The new Sartorius 1kg-prototype balance for high precision mass determination and research applications. - In: Maschinenbau von Makro bis Nano : 50. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, September, 19 - 23, 2005 ; proceedings. - Ilmenau : Verl. ISLE / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium (IWK). Technische Universität Ilmenau ; 50 (Ilmenau) : 2005.09.19-23., 2005, [05.1.03], insges. 11 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=17449
Welter, Matthias; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Beitrag zur Entwicklung nanoskaliger Kalibriersysteme. - In: Maschinenbau von Makro bis Nano : 50. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, September, 19 - 23, 2005 ; proceedings. - Ilmenau : Verl. ISLE / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium (IWK). Technische Universität Ilmenau ; 50 (Ilmenau) : 2005.09.19-23., 2005, [01.14], insges. 9 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=18006
Dorozhovets, Nataliya; Hausotte, Tino; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Metrologisches Rasterkraftmikroskop. - In: Maschinenbau von Makro bis Nano : 50. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, September, 19 - 23, 2005 ; proceedings. - Ilmenau : Verl. ISLE / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium (IWK). Technische Universität Ilmenau ; 50 (Ilmenau) : 2005.09.19-23., 2005, [01.13], insges. 3 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=16758
Jäger, Gerd; Hausotte, Tino; Manske, Eberhard; Büchner, Hans-Joachim; Mastylo, Rostyslav; Dorozhovets, Natalja; Füßl, Roland; Grünwald, Rainer
Progress on the wide scale nanopositioning and nanomeasuring machine by integration of different nanoprobes. - In: New frontiers in mechatronics technology / International Confererence on Mechatronics Technology ; 9 (Kuala Lumpur, Malaysia) : 2005.12.05-08. - Kuala Lumpur, (2005), insges. 4 S.
Fehling, Thomas; Fröhlich, Thomas; Heydenbluth, Detlef
The new Sartorius 1kg-prototype balance for high precision mass determination. - In: / International Conference on Force, Mass & Torque ; 19 (Cairo) : 2005.02.19-23., (2005), insges. 6 S.
Fröhlich, Thomas; Fehling, Thomas; Gatzemeier, Benno; Heydenbluth, Detlef
Sartorius susceptometer for precise measurement of susceptibility and magnetization of weights. - In: / International Conference on Force, Mass & Torque ; 19 (Cairo) : 2005.02.19-23., (2005), insges. 6 S.
Mastylo, Rostyslav; Dontsov, Denis; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
A focus sensor for an application in a nanopositioning and nanomeasuring machine. - In: / Conference (Munich) : 2005.06.13-17., (2005), S. 238-244
Hilbrunner, Falko; Blumröder, Götz; Fröhlich, Thomas
Mathematical moisture compensation of precision measuring instruments. - In: / SENSOR 2005 Kongress ; 12 (Nürnberg) : 2005.05.10-12. : ., (2005), S. 473-477
Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Mastylo, Rostyslav; Büchner, Hans-Joachim; Grünwald, Rainer; Füßl, Roland
Integration of probe systems in a nanopositioning and nanomeasuring machine. - In: / International Symposium on Laser Metrology: Macro-, Micro-, and Nano-Technologies Applied in Science, Engineering, and Industry ; 8 (Merida, Yucatan, Mexico) : 2005.02.14-18. : ., (2005), S. 168-172

Hausotte, Tino; Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hofmann, Norbert; Dorozhovets, Natalja
Application of a positioning and measuring machine for metrological long-range scanning force microscopy. - In: / Conference (San Diego, Calif.) : 2005.08.02-04. : ., (2005), S. 587802, insges. 12 S.

Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Mastylo, Rostyslav; Hofmann, Norbert; Jäger, Gerd
Nanopositioning and nanomeasuring machine for high accuracy measuring procedures of small features in large areas. - In: / Conference (Jena) : 2005.09.13-15. : ., (2005), S. 596509, insges. 11 S.

Jäger, Gerd; Hausotte, Tino; Manske, Eberhard; Büchner, Hans-Joachim; Mastylo, Rostyslav; Dorozhovets, Natalja; Füßl, Roland; Grünwald, Rainer
Progress on the wide scale nano-positioning- and nanomeasuring machine by integration of optical-nanoprobes. - In: / International Workshop on Automatic Processing of Fringe Patterns ; 5 (Stuttgart) : 2005.09.11.-14.. : ., (2005), S. 291-298

Büchner, Hans-Joachim; Jäger, Gerd
Plane mirror interferometer for precision length measurements. - In: / International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology (EUSPEN) ; 5 (Montpellier) : 2005.05.08-11., (2005), S. 45-48
Welter, Matthias; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Interferometrischer Sensor und interferometrisches Kalibriersystem für Ultrapräzisions-Anwendungen. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 72 (2005), 10, S. 566-575
http://dx.doi.org/10.1524/teme.2005.72.10_2005.566
Augustin, Silke
Selbstkalibrierende Miniaturfixpunkt-Thermometer im Kraftwerkseinsatz : Schlussbericht zum Forschungsvorhaben. - Ilmenau. - Online-Ressource (81 S., 1,90 MB)
Förderkennzeichen AiF 13374 BR. - VGB-Nr. 247. - Antrags-Nr.: BR06336/01. - Literaturangaben
http://edok01.tib.uni-hannover.de/edoks/e01fn06/505769352.pdf
Jäger, Gerd; Hausotte, Tino; Manske, Eberhard; Büchner, Hans-Joachim; Mastylo, Rostyslav; Grünwald, Rainer
Nanomesssysteme für Nanopositioniersysteme. - In: Mechanical engineering from macro to nanoMechanical engineering from macro to nano : 50. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, 19. - 23.9.2005 ; [proceedings ; ... the jubilee Colloquium and the title is "Mechanical Engineering - from Macro to Nano" ; Jubiläumskolloquium ... unter dem Thema "Maschinenbau von Makro bis Nano"]. - Ilmenau : Verl. ISLE / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium (IWK). Technische Universität Ilmenau ; 50 (Ilmenau) : 2005.09.19-23. : 50. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, 19. - 23.9.2005 ; [proceedings ; ... the jubilee Colloquium and the title is "Mechanical Engineering - from Macro to Nano" ; Jubiläumskolloquium ... unter dem Thema "Maschinenbau von Makro bis Nano"]. - Ilmenau : Verl. ISLE, (2005), S. 17-18

Hilbrunner, Falko
Ein Beitrag zur Feuchtekompensation von Präzisionsmeßgeräten. - Online-Ressource (PDF-Datei: 101 S., 1856 KB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2005

Eine Entwicklungsrichtung zur Reduzierung der Meßunsicherheit von Präzisionsmeßgeräten ist die Minimierung von Querempfindlichkeiten der Meßgeräte auf Störgrößen. Zu den Störgrößen zählen alle auf ein Meßgerät wirkenden Einflüsse außer der eigentlichen Meßgröße. Eine wesentliche Rolle spielen die drei Klimagrößen Temperatur, Luftfeuchte und Luftdruck. Stand der Technik ist, daß ein Großteil der heutigen Präzisionsmeßgeräte über eine weitgehende Störgrößenunterdrückung verfügt. Besonders das Gebiet der Reduzierung der Feuchteabhängigkeit bietet jedoch noch erhebliches Potential zur weiteren Verringerung der Meßunsicherheit. Die vorliegende Arbeit stellt eine systematische Vorgehensweise zur Erzielung eines feuchteunabhängigen Meßgerätes vor. Ausgehend von den Ursachen der Feuchteabhängigkeit werden Methoden zur Reduzierung der Feuchteabhängigkeit abgeleitet. Diese Methoden lassen sich in zwei Kategorien einteilen: 1. Minimierung des für die Feuchteabhängigkeit verantwortlichen Feuchtetransportes. 2. Kompensation der Feuchteabhängigkeit auf der Basis mathematischer Methoden. Der Feuchtetransport läßt sich durch die Konstanthaltung der relativen Feuchte im Meßgerät, z.B. durch Feuchtepufferung, fast vollständig unterbinden. Weiterhin kann das Eindringen von Feuchtigkeit in Bauteile durch konstruktive Maßnahmen wie Kapselung, Versiegelung und Abdichtung reduziert werden. Unter einer Vielzahl von Varianten zur Modellierung des Verhaltens von Systemen sind sogenannte Polynommodelle zur mathematischen Feuchtekompensation besonders gut geeignet. Durch diese Modelle ist es möglich, die statische und die dynamische Feuchteabhängigkeit gemeinsam zu beschreiben. Wesentlichen Einfluß auf die Güte einer mathematischen Kompensation hat neben der Modellstruktur auch die Darstellungsvariante der Feuchte (relative Feuchte, absolute Feuchte, Dampfdruck, Taupunkttemperatur und ähnliche). Zur Ermittlung der Feuchteabhängigkeit von Präzisionsmeßgeräten sind experimentelle Untersuchungen erforderlich. Da zwischen Temperatur- und Feuchteabhängigkeit Wechselwirkungen bestehen, müssen die zeitlichen Verläufe von Lufttemperatur und Luftfeuchte orthogonal sein. Nur unter dieser Voraussetzung können aus den Experimenten statistisch gesicherte Aussagen zur Temperatur-und Feuchteabhängigkeit getroffen werden.


http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=4663
Zimmermann, Jan; Sawodny, Oliver; Hausotte, Tino; Jäger, Gerd
Friction modelling of a linear high-precision actuator. - In: / World Congress of the International Federation of Automatic Control ; 16 (Prague) : 2005.07.03-08., (2005), insges. 6 S.
Manske, Eberhard; Mastylo, Rostyslav; Hausotte, Tino; Hofmann, Norbert; Jäger, Gerd
Advances in traceable nanometrology with the nanopositioning and nanomeasuring machine. - In: / NanoScale 2004 Seminar ; 6 (Braunschweig) : 2004.03.25-26. : ., ISBN 978-3-527-40502-2, (2005), S. 47-59

Bunte, E.; Mandryka, Victor; Jun, K. H.; Büchner, Hans-Joachim; Jäger, Gerd; Stiebig, H.
Thin transparent pin-photodiodes for length measurements. - In: Sensors and actuators <Lausanne> / A. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 113 (2004), 3, S. 334-337
http://dx.doi.org/10.1016/j.sna.2004.03.067
Stiebig, H.; Mandryka, Victor; Bunte, E.; Büchner, Hans-Joachim; Jun, K. H.
Novel micro interferometer for length measurements. - In: Journal of non-crystalline solids : a journal on the chemical, electronic, optical and mechanical properties of glasses, amorphous semiconductors and metals, sol-gel materials, the liquid state of these solids and the processes by which they are formed. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, ISSN 00223093, Bd. 338/340 (2004), S. 793-796
http://dx.doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2004.03.093
Dontsov, Denis; Schott, Walter; Jäger, Gerd; Büchner, Hans-Joachim; Gerhardt, Uwe
Fibre-coupled homodyne interferometer for vibration analysis. - In: / International Symposium on Photonics in Measurement ; 2 (Frankfurt) : 2004.06.23-24. : ., (2004), S. 93-99

Verlaan, Adrianus L.; Dool, Teun C.; Braam, Ben C.; Calvel, Bertrand; Sesselman, Rainer; Poeschel, Wolfgang; Dontsov, Denys; Cabeza Vega, Isabel; Manske, Eberhard; Schuldt, Thilo
TNO TPD contributions to high-precision optical metrology: a Darwin metrology breadboard for ESA. - In: / Conference (Denver, Colo.) : 2004.08.04-06., (2004), S. 32-43

Jäger, Gerd
Anwendung von Miniaturinterferometern in Nanomessgeräten. - 11 S. = 605,5 KB, Text
Druckausg.: Sensoren, Signale, Systeme : [10. Symposium über "Sensoren, Signale, Systeme" in der Technischen Akademie Esslingen 22. bis 24.06.2004] / Karl Walter Bonfig (Hrsg.). - Kreuztal : b-Quadrat Verl., 2004. - ISBN 3-933609-19-4, S. 187-198
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=7274
Jäger, Gerd; Grünwald, Rainer; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Füßl, Roland
A nanopositioning and nanomeasuring machine : operation-measured results. - In: Na mi ji shu yu jing mi gong chengNami-jishu-yu-jingmi-gongcheng. - Tianjin : Tianjin Univ. : . - Tianjin : Tianjin Univ., ISSN 16726030, Bd. 2 (2004), 2, S. 81-84

An the Institute of Process Measurement and Sensor Technology of Technische Universität Ilmenau, a three-dimensional nanopositioning and nanomeasuring machine (NPM-Machine) has been developed. The Abbe offset-free design provides extra-ordinary accuracy. In the entire positioning and measuring range of 25 mm x 25 mm x 5 mm the interferometric length measurement system reaches a resolution of 0,1 nm and an uncertainty of 5 - 10 nm. The article gives basic information on this nanopositioning and measuring machine, explains its mode of operation and represents measurement results.


Bernhard, Frank; Augustin, Silke; Mammen, Helge
Application of self-calibrating thermometers with miniature fixed-point cells in a temperature range from 300 &ring;C to 650 &ring;C. - In: / TEMPMEKO 2004 ; 9 (Cavtat; Dubrovnik) : 2004.06.22-25. : ., (2004), S. 1285-1290

Using integrated miniature fixed-point cells, a measuring uncertainty of < 1 K can be reached under operating conditions in the superheated steam range of power plants by a periodic recalibration of the thermocouples, with operating times of > 20000 h and also in other applications. The fixed-point materials used for a temperature range from 300 &ring;C to 650 &ring;C are technically pure metals and binary alloys.


Büchner, Hans-Joachim; Mandryka, Viktor; Jäger, Gerd
Design and investigation of an optical standing-wave interferometer for displacement measurements. - In: / Conference (Philadelphia, Pa.) : 2004.10.25-26. : ., (2004), S. 57-65

Schober, Andreas; Kittler, Gabriel; Buchheim, Carsten; Majdeddin, Ali; Cimalla, Volker; Fischer, Michael; Yanev, Vasil; Himmerlich, Marcel; Krischok, Stefan; Schäfer, Jürgen A.
A novel class of sensors for system integrative concepts in biotechnological applications. - In: / Heiligenstädter Kolloquium Technische Systeme für Biotechnologie und Umwelt ; 12 (Heiligenstadt) : 2004.09.27-29. : ., (2004), S. 163-169

Hofmann, Norbert; Hausotte, Tino; Jäger, Gerd; Manske, Eberhard
Integration of an atomic force microscope in a nanopositioning and nanomeasuring machine. - In: / International Symposium on Measurement and Quality Control in Production ; 8 (Erlangen) : 2004.10.12-15. : ., (2004), S. 547-553

Hausotte, Tino; Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hofmann, Norbert; Mastylo, Rostyslav
Traceable nanometrology with a nanopositioning and nanomeasuring machine. - In: Zhongguo-jixie-gongcheng-xuekanZhongguo-jixie-gongcheng-xuekan. - Taibei : Xuehui : . - Taibei : Xuehui, ISSN 02579731, Bd. 25 (2004), 5, S. 399-404
Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Füßl, Roland; Grünwald, Rainer; Büchner, Hans-Joachim; Schott, Walter
Optical fibre coupled miniature interferometers designed for application in micro and nano devices. - In: Proceedings of the nineteenth annual meeting / Annual meeting. American Society for Precision Engineering (ASPE) ; 19 (Orlando, Fla.) : 2004.10.24-29. : October 24 - 29, 2004, Wyndham Palace Resort & Spa at Walt Disney World, Orlando, Florida. - Raleigh, NC : ASPE, The American Society for Precision Engineering, (2004), S. 145-148

Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Füßl, Roland; Grünwald, Rainer; Büchner, Hans-Joachim
Micro and nano devices based on miniature plane mirror interferometers. - In: / International Conference on Mechatronics Technology ; 8 (Hanoi) : 2004.11.08-12. : ., (2004), S. 7-11
Jäger, Gerd; Füßl, Roland; Manske, Eberhard; Grünwald, Rainer; Büchner, Hans-Joachim; Hausotte, Tino; Wurzbacher, Holger; Dontsov, Denis; Schott, Walter
Nanometer-scale miniature interferometers developed for nano measurements in micro- and nanotechnology. - In: / International conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology (EUSPEN) ; 4 (Glasgow) : 2004.05.31-06.02. : ., (2004), S. 232-233

Mastylo, Rostyslav; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Development of a focus sensor and its integration into the nanopositioning and nanomeasuring machine. - In: / OPTO 2004 ; 6 (Nuremberg) : 2004.05.25-27., (2004), S. 123-126
Mandryka, Victor; Büchner, Hans-Joachim; Jäger, Gerd
Design aspects in the development of a standing wave interferometer. - In: / Conference (Strasbourg) : 2004.04.27-30., (2004), S. 175-183

Welter, Matthias; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Interferometric sensor and calibration system for high-precision applications. - In: / Conference (San Diego, Calif.) : 2004.03.15-17., (2004), S. 26-37

Hofmann, Norbert; Hausotte, Tino; Jäger, Gerd; Manske, Eberhard
Measurement with an atomic force microscope using a long travel nanopositioning and nanomeasuring machine. - In: / IEEE Conference on Nanotechnology ; 4 (Munich) : 2004.08.16-19. : ., (2004), S. 183-185

Manske, Eberhard; Mastylo, Rostyslav; Hausotte, Tino; Hofmann, Norbert; Jäger, Gerd
A modular auto focus/AFM-system with subnanometer capability for application in a nanopositioning- and nanomeasuring machine. - In: / International conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology (EUSPEN) ; 4 (Glasgow) : 2004.05.31-06.02., (2004), S. 262-263

Hausotte, Tino; Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Sawodny, Oliver
Control system of a nanopositioning and nanomeasuring machine. - In: / Actuator 2004 ; 9 (Bremen) : 2004.06.14-16., (2004), S. 123-126

Mastylo, Rostyslav; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Entwicklung eines Fokussensors und Integration in die Nanopositionier- und Nanomessmaschine. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 71 (2004), 11, S. 596-602
http://dx.doi.org/10.1524/teme.71.11.596.51377
Töpfer, Susanne; Mastylo, Rostyslav; Linß, Gerhard; Manske, Eberhard; Kühn, Olaf; Nehse, Uwe
Edge detection at height profiles with nano resolution. - In: / IEEE Conference on Nanotechnology ; 4 (Munich) : 2004.08.16-19. : ., (2004), S. 410-412

Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Mastylo, Rostyslav
Großvolumige Rastersondenmikroskopie mit rückgeführten Messsystemen. - In: / Thüringer Werkstofftag (Ilmenau) : 2004.. : ., (2004), S. 43-50

Pöschel, Wolfgang
Interferenzoptische Präzisionsdrucksensoren mit keramischen Verformungskörpern. - VIII, 127 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2004

Lasergestützte Messverfahren bestimmen seit mehreren Jahren den Stand der Technik. Diese Dissertation beschreibt die Entwicklung eines neuartigen Verfahrens zur Präzisionsdruckmessung bis 6 MPa Überdruck. Aus der Kombination eines hoch auflösenden und metrologisch ausgereiften Kompaktinterferometers mit Verformungskörpern aus Aluminiumoxidkeramik in Form einer Bourdonfeder resultieren geringste Unsicherheiten der Druckmessung. Schwerpunkt der Arbeit ist die Entwicklung und Untersuchung geeigneter Verformungskörper, welche die Eingangsgröße Druck mit hoher Genauigkeit auf eine vom Interferometer gemessene Verschiebung abbilden. Es wird eine Herstellungstechnologie zur reproduzierbaren Fertigung der komplexen Verformungskörper aus Aluminiumoxidkeramik vorgestellt. Mit Hilfe der entwickelten Berechnungsverfahren und der präzisen Erfassung der geometrischen Größen erfolgt die Dimensionierung und Nachrechnung der Verformungskörper hinsichtlich ihrer Kennlinien und des Bruchdruckes. Vorraussetzung für die messtechnische Untersuchung der interferenzoptischen Drucksensoren sind Messplätze höchster Genauigkeit. In den realisierten Messplatzvarianten werden von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig kalibrierte Kolbenmanometer für flüssige und gasförmige Druckmedien eingesetzt. Ein an die Besonderheiten der Präzisionsdruckmessung angepasstes Messregime erlaubt die effektive, einheitliche und problemorientierte Untersuchung der Drucksensoren. Untersuchungsschwerpunkte sind die Bestimmung der Wiederholpräzision, Langzeitstabilität, Linearität, Hysterese und Lageempfindlichkeit. Der Einfluss von Umgebungstemperaturänderungen ist ein weiterer entscheidender Aspekt. Aus den messtechnischen Untersuchungen geht hervor, dass hauptsächlich der Umgebungstemperatureinfluss, die nichtlineare Kennlinie und die Hysterese die erzielbare Messunsicherheit interferenzoptischer Drucksensoren begrenzen. Es wird gezeigt, dass die beobachtete Hysterese vordergründig auf thermodynamische Zustandsänderungen des Druckmediums zurückzuführen ist. An einem Drucksensor wird nachgewiesen, dass durch die rechentechnische Korrektion von Einfluss- und Störgrößen relative Messabweichungen von weniger als 5.10-5 erreicht werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/toc/480252513.PDF
Krause, Lutz
Dynamische Wägetechnik. - 195 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Habil.-Schr., 2004
http://www.gbv.de/dms/ilmenau/toc/385052502.PDF
Bernhard, Frank
Technische Temperaturmessung : physikalische und meßtechnische Grundlagen, Sensoren und Meßverfahren, Meßfehler und Kalibrierung ; Handbuch für Forschung und Entwicklung, Anwendungenspraxis und Studium ; mit 297 Tabellen und 202 Berechnungsbeispielen. - Berlin [u.a.] : Springer. - XIV, 1460 S.. - (VDI-Buch)
ISBN 3540626727 = 978-3-540-62672-5
Literaturverz. S. [1329] - 1411
http://external.dandelon.com/download/attachments/dandelon/ids/AT001E74AB4A752327E8CC1256F8F005906EC.pdf
Fröhlich, Thomas; Fehling, Thomas; Heydenbluth, Detlef
Sartorius susceptometer for precise measurement of susceptibility and magnetization of weights. - In: South Yorkshire International Weighing Conference, 17th - 18th June 2003 / South Yorkshire International Weighing Conference (Sheffield) : 2003.06.17-18. : . - Sheffield : South Yorkshire Trading Standards Unit, 2003, S. 6-1-6-7

The Sartorius Susceptometer allows one to determine the magnetization and the magnetic susceptibility of weights as recommended in the Draft revision of International Recommendation OIML R 111. It is commercial available with a readability of the mass comparator of 1 [my]g and 10 [my]g. The technical details and the application range are given. A new method for specifying the necessary shape and size dependent geometric correction factors is discussed.


Boguhn, Dirk; Augustin, Silke; Bernhard, Frank; Mammen, Helge; Tischler, Moisés
Application of binary alloys in miniature fixed-point cells as secondary fixed points in the temperature range from 500 &ring;C to 660 &ring;C. - In: AIP conference proceedings. - Melville, NY : Inst, ISSN 15517616, Bd. 684 (2003), S. 249-254
http://dx.doi.org/10.1063/1.1627133
Dontsov, Denys; Jäger, Gerd; Büchner, Hans-Joachim; Gerhard, Uwe
Homodyne fiber coupled laser vibrometer. - In: / EUSPEN International Topical Conference on Precision Engineering, Micro Technology, Measurement Techniques and Equipment ; 2003 (Aachen) : 2003.05.19-20., (2003), S. 439-442
Bernhard, Frank; Boguhn, Dirk; Augustin, Silke; Mammen, Helge; Donin, Andrei
Application of self-calibrating thermocouples with miniature fixed-point cells in a temperature range from 500 &ayn;C to 650 &ayn;C in steam generators. - In: / IMEKO world congress ; 17 (Dubrovnik) : 2003.06.22-27., (2003), S. 1604-1608

Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Füßl, Roland; Grünwald, Rainer; Büchner, Hans-Joachim; Schott, Walter; Dontsov, Denys
Miniature interferomerters developed for applications in nano-devices. - In: / International Conference on Mechatronics Technology ; 7 (Taipei) : 2003.12.02-06. : ., (2003), S. 41-45
Fröhlich, Thomas; Blumröder, Götz; Hilbrunner, Falko; Günther, F.
Kennlinienstabilität von Pt100-Flachmeßwiderständen im praktischen Einsatz. - In: / Temperatur 2003 (Berlin) : 2003.09.08-09. : ., (2003), S. 325-330

Blumröder, Götz; Krüger, L.
Indikation thermischer Strömungsvorgänge in Gerätegehäusen mittels Messwiderständen. - In: / Temperatur 2003 (Berlin) : 2003.09.08-09. : ., (2003), S. 319-324

Boguhn, Dirk; Donine, Andrei; Bernhard, Frank
Kalibrierwertermittlung bei Phasenumwandlungsvorgängen in Miniatur-Fixpunkt Zellen. - In: / Temperatur 2003 (Berlin) : 2003.09.08-09. : ., (2003), S. 213-218

Boguhn, Dirk; Tischler, Moises
Reproduzierbarkeit von Phasenumwandlungstemperaturen ausgewählter binärer Legierungen im Bereich 500 &ring;C - 660 &ring;C. - In: / Temperatur 2003 (Berlin) : 2003.09.08-09. : ., (2003), S. 187-192

Bernhard, Frank; Boguhn, Dirk; Augustin, Silke; Mammen, Helge; Donin, Andrei; Serres, Bernd; Höfle, Franz Anton
Einsatzerfahrungen mit selbstkalibrierenden Thermoelementen in Kraftwerken. - In: / Temperatur 2003 (Berlin) : 2003.09.08-09. : ., (2003), S. 259-266

Mit integrierten Miniaturfixpunktzellen kann durch Rekalibrierung von Thermoelementen unter Betriebsbedingungen eine Messunsicherheit < 1K im Heißdampfbereich (500-650&ayn;C) von Kraftwerken bei Einsatzzeiten > 20.000h erreicht werden. Als Fixpunktmaterialien werden Reinstmetalle und binäre Legierungen verwendet. Aufbau und Wirkungsweise des Messsystems sowie Einsatzerfahrungen in verschiedenen Kraftwerken werden vorgestellt.


Jäger, Gerd; Füßl, Roland
Interference-optical force sensor for small forces. - In: / IMEKO world congress ; 17 (Dubrovnik) : 2003.06.22-27., (2003), S. 259-262

Schott, Walter; Pöschel, Wolfgang; Ecke, Susanne; Jäger, Gerd; Grünwald, Rainer; Büchner, Hans-Joachim; Manske, Eberhard; Wurzbacher, Holger
Präzision mit Laserlicht. - In: Laser + PhotonikLaser + Photonik : Organ von Spectaris, Deutscher Industrieverband für Optische, Medizinische und Mechatronische Technologien e.V. - München : Hanser - München : Hanser, ISSN 16103521, (2003), 1, S. 31-33
Jäger, Gerd
Nanopositionier- und Nanomessmaschinen. - In: / Tagung (Stuttgart) : 2003.02.12-13. : ., (2003), S. 127-136

Büchner, Hans-Joachim; Mandryka, Victor; Jäger, Gerd; Bunte, E.; Stiebig, H.
Standing wave interferometer for length measurements. - In: / EUSPEN International Topical Conference on Precision Engineering, Micro Technology, Measurement Techniques and Equipment ; 2003 (Aachen) : 2003.05.19-20., (2003), S. 387-390
Büchner, Hans-Joachim; Bunte, E.; Mandryka, Victor; Stiebig, H.; Jäger, Gerd
Standing-wave interferometer based on partially transparent photodiodes. - In: / Conference (Munich) : 2003.06.23-26., (2003), S. 218-226

Stiebig, H.; Büchner, Hans-Joachim; Bunte, E.; Mandryka, Victor; Knipp, D.; Jäger, Gerd
Standing wave detection by thin transparent nip diodes of amorphous silicon. - In: Thin solid films : international journal on the science and technology of condensed matter films. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 427 (2003), 1/2, S. 152-156
http://dx.doi.org/10.1016/S0040-6090(02)01206-3
Büchner, Hans-Joachim; Stiebig, H.; Mandryka, Victor; Bunte, E.; Jäger, Gerd
An optical standing-wave interferometer for displacement measurements. - In: Measurement science and technology : devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation. - Bristol : IOP Publ, ISSN 13616501, Bd. 14 (2003), 3, S. 311-316
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/14/3/309
Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Füßl, Roland; Grünwald, Rainer; Büchner, Hans-Joachim; Schott, Walter; Dontsov, Denis
Miniature interferometers for applications in microtechnology and nanotechnology. - In: / Conference (San Diego, Calif.) : 2003.08.04-06., (2003), S. 185-192

Jäger, Gerd
Übersichtsvortrag zum Sonderforschungsbereich 622 Nanopositionier- und Nanomessmaschinen. - In: / Wissenschaftliches Kolloquium (Ilmenau) : 2003.11.27-28. : ., (2003), S. 3-8
Manske, Eberhard
Nanomess- und Positioniertechnik. - In: / Wissenschaftliches Kolloquium (Ilmenau) : 2003.11.27-28. : ., (2003), S. 9-15
Chen, Chao-Jung
Development of a traceable atomic force microscope with interferometer and compensation flexure stage. - Online-Ressource (PDF-Datei: 122 S., 19,5 MB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2003

Rastersondenmikroskope, zu denen unter anderem Rastertunnelmikroskope (STM) und Rasterkraftmikroskope (AFM) gezahlt werden, werden an vielen Stellen in der Material- und Oberflachenforschung, der Halbleitertechnologie sowie der Biotechnologie angewendet. Sie sind zudem denkbare Werkzeuge der Nanotechnologien, so beispielsweise der Nanolithographie. Zudem konnen sie der Manipulation von Atomen und zur Nanometrologie dienen. Kommerzielle AFM bestehen unter anderem aus einem Laser, Photoempfanger, Regler, Piezoantriebssystem sowie einem Tastsystem. Dabei kommt den Piezoelementen des Antriebssystems besondere Bedeutung zu. Die von Piezoelementen bekannten Nachteile, wie Nichtlinearitat, Hysterese, Alterung, thermische Drift, Kriechen und Ubersprechen, konnen durchaus 20% der Messabweichungen bei Vorwartssteuerung verursachen. Daher sollten AFM, Metrologiestandards entsprechend, zur Reduzierung der Mesunsicherheit regelmasig ruckfuhrbar kalibriert werden. Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand in der Entwicklung eines ruckfuhrbaren Rasterkraftmikroskops (Traceable Atomic Force Microscope, TAFM) zum Einsatz als staatliches Normal zur ruckfuhrbaren Vermessung von Normalen im Nanometer-Bereich fur die taiwanesische Industrie. Das TAFM wurde als Kombination eines kommerziellen AFM, zwei Laserinterferometern, einer aktiv geregelten dreiachsigen Prazisionsfuhrung, einem Metrologierahmen aus Super-Invar, einer Schwingungsdampfung sowie einer temperaturgeregelten Umhausung konzipiert und aufgebaut. Zur Reduzierung des Abbe-Offsets wurden die Interferometer derart angeordnet, dass sich ihre virtuell verlangerten Messstrahlen im Antastpunkt des Cantilevers und damit direkt auf der Probenoberflache im Messpunkt schneiden. Eine einwandfreie Referenzbewegung des Systems wurde durch die eingesetzten Prazisionsfuhrungen sichergestellt, wahrend die direkte Ruckfuhrbarkeit auf die Definition der Langeneinheit ?Meter" durch den Einsatz von zwei Laser-Interferometern erreicht wurde. Die ermittelte erweiterte Messunsicherheit des TAFM fur die laterale Messung einer Lange von 292 nm betrugt bei einer statistischen Sicherheit von 95% unter Berucksichtigung von 29 Freiheitsgraden 2,5 nm. Da die ermittelte erweiterte Messunsicherheit fur laterale Langenmessungen noch nicht zufriedenstellend und die Ruckfuhrbarkeit in Richtung der Z-Achse nicht gewahrleistet ist, soll das TAFM verbessert werden, um perspektivisch eine Messunsicherheit von 0,5 nm in allen drei Messachsen zu erreichen. Dieses Ziel kann zunachst durch den Einbau eines weiteren Laserinterferometers zur Kalibrierung des Messystems der Z-Achse erreicht werden. Zusatzlich sollte die Umhausung statt auf einem Tisch auf dem schwingungsarmeren Boden platziert werden, was das Rauschen der Interferometer auf weniger als 5 nm reduzieren sollte. Ein verstarkter Metrologierahmen, die Verlagerung der Referenzspiegel vom AFM auf die Prazisionsfuhrung und verkurzte Messkreise, die Konstruktion aller Teile aus dem gleichen Material, ein symmetrischer mechanischer Aufbau und der Einsatz einer aktiven Temperaturregelung mit einer Temperaturstabilitat von 20¡Ó0.1 ØXC sind weitere wichtige Schritte.


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Dontsov, Denys
Homodyninterferometer zur berührungslosen Schwingungsanalyse. - Online-Ressource (PDF-Datei: 131 S., 3410 KB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2003

Lasergestützte Messverfahren stellen seit langem ein verbreitetes Werkzeug zur berührungslosen Erfassung von mechanischen Schwingungen dar. Sowohl Speckle - und Hologramm- Interferometrie zur Analyse von Flächenschwingungen als auch Heterodyninterferometer (Laser Vibrometer) sind die etablierten Messverfahren auf diesem Gebiet. Der Einsatz von Homodyninterferometern (Einfrequenzinterferometer) zur Schwingungsanalyse setzte bis jetzt eine optische Oberfläche des Messobjektes voraus. Ein weiterentwickeltes System auf Basis eines Einfrequenzinterferometers, das durch eine hohe Linearität und geringe Messunsicherheit ausgezeichnet wird, ist das Thema dieser Dissertation. In der Dissertation werden die Einsatzgebiete und Anforderungen an berührungslose Schwingungsmesssysteme vorgestellt. Der Schwerpunkt liegt dabei im Einsatz der klassischen Einfrequenzinterferometrie zur Schwingungsanalyse unter normalen Industriebedingungen an rauhen und nicht vorbereiteten Oberflächen. Es wird auf den Aufbau eines modifizierten Michelson-Interferometers eingegangen. Die unterschiedlichen Anforderungen an die Sensoroptimierung bei spiegelnden und rauhen Oberflächen werden gezeigt. Die Rechnungen mit Jones-Matrizen stellen den mathematischen Apparat für diese Optimierungen dar. Das gesamte Systemkonzept, das für hochempfindliche und hochauflösende Messungen entwickelt wurde, ist ein weiterer Schwerpunkt der Dissertation. Die Besonderheiten der Signalauswertung in der Einfrequenzinterferometrie werden in Verbindung mit den Aufgaben der Schwingungsanalyse betrachtet. Realisierte schnelle Signaldemodulatoren werden vorgestellt. Es wird eine Analyse der Messunsicherheiten im Vergleich zur klassischen Interferometrie vorgenommen. Die entscheidenden Fehlerquellen und die Möglichkeiten deren Korrektur werden betrachtet und analysiert. Praktische Messergebnisse werden präsentiert und es wird auf die Möglichkeiten der flächenhaften Erfassung von Schwingungen eingegangen.


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Wang, Yung-Cheng
Präzisionsprüfgerät für Nanomesstaster. - Online-Ressource (PDF-Datei: 118 S., 3018 KB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2003

Aufgrund der steigenden Anforderungen an die Bearbeitungstolerenzen in der Fertigungstechnik und an die Miniaturisierung von industriellen Bauteilen gewinnt die Nanometrologie in der Fertigungsmesstechnik zunehmend an Bedeutung. Daher spielen präzise Messgeräte und -sensoren zur genauen Charaterisierung und Überprüfung der Produkte eine entscheidene Rolle. Für die eindimensionale Längenprüfung haben hochgenaue Messtaster, bzw. Nanomesstaster, die eine Auflösung im Nanometerbereich besitzen und eine Genauigkeit von weniger als 100 nm erreichen, große Bedeutung. Dazu gehören sowohl nach dem elektronischen als auch nach dem optischen Messprinzip arbeitende Messtaster, wie induktive, inkremental-optische oder interferenzoptische. Zur Gewährleistung der Genauigkeit und der Rückführbarkeit auf die Definition des Meters sind die Kalibrierung und Überprüfung der Nanomesstester unentbehrlich. Bereits existierende Prüfverfahren oder -maschinen haben diverse Nachteile. Einige erlauben nur einen manuellen Prüfvorgang, der sehr zeitaufwendig ist, wie z.B. mit hochgenauen Parallelendmaßen als Maßverkörperung. Andere weisen trotz hoher Genauigkeit nur Prüfbereiche im Mikrometerbereich auf oder besitzen in großen Prüfbereichen von einigen Millimetern nur eine Prüfunsicherheit von mehr als 100 nm. Um die Prüfung mit hoher Auflösung und gleichzeitig großem Messbereich zu ermöglichen, wurde im Rahmen dieser Arbeit auf der Grundlage eines am Institut PMS entwickelten Kalibriergerätes für Wegsensoren ein Präzisionsprüfgerät für Nanomesstaster aufgebaut, das mit 1,24 nm Auflösung, einem Prüfbereich bis 20 mm (60 mm) und einer Messunsicherheit von ca. ±10 nm die Anforderungen an hohe Auflösung im Nanometerbereich und den gleichzeitig großen Messbereich im Millimeterbereich erfüllen kann. - Das Präzisionsprüfgerät ist mit einem Planspiegelinterferometer ausgerüstet. Als neuer Ansatz zur Vermeidung des Abbe-Fehlers wird mit Hilfe von Piezotranslatoren eine kontinuierliche Winkelregelung des Messkörpers verwirklicht. Damit wird während des Prüfvorganges eine Verkippung des Messkörpers von < 0,2" erreicht und der mögliche Abbe-Fehler minimiert. Die Positionierung des Messkörpers erfolgt durch ein Antriebsystem, das sich aus Kugelführungen, einer Feingewindespindel und einem DC-Motor zusammensetzt. Zur Automatisierung des Prüfvorganges ist ein nach dem Messprinzip der Richtlinie VDI/VDE 2617 arbeitendes Messprogramm entworfen worden, mit dem ein Messtaster in elf Messpunkten und fünf Wiederholungen in weniger als 30 Minuten geprüft werden kann. - Theoretische und experimentelle Untersuchungen zeigen, dass das Präzisionsprüfgerät eine Prüfunsicherheit von ca. ±10 nm im Messbereich von 18 mm aufweist, was einer relativen Messunsicherheit von ca. ±5&hahog;10-7 entspricht.Mit der geringen Prüfunsicherheit, der Minimierung des Abbe-Fehlers und der kurzen Prüfzeit kann das Gerät als ein universelles und leistungsfähiges Präzisionsprüfgerät bezeichnet werden, das für die genauen Prüfungen von beliebigen Präzisionsmesstastern und anderen eindimensionalen Wegsensoren einsatzfähig ist.


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Welter, Matthias
Ultrapräzise Laserkalibriersysteme für die Nanotechnologien, insbesondere für Rastersondenmikroskope : gemeinsamer Schlussbericht zum Verbundvorhaben
[Elektronische Ressource]. - Ilmenau. - Online-Ressource (73 p., 3,33 Mb.)
Differences between the printed and electronic version of the document are possible. - Contract BMBF 13N7701/9 - BMBF 13N7703/0. - Joint project no. 01017679
http://edok01.tib.uni-hannover.de/edoks/e01fb04/378027913.pdf
Augustin, Silke; Boguhn, Dirk
Phase transformation temperatures of binary alloys in miniature fixed-point cells. - In: Proceedings / TEMPMEKO 2001 ; 8 (Berlin) : 2001.06.19-21. : . - Berlin [u.a.] : VDE-Verl., (2002), S. 699-704
Augustin, Silke; Bernhard, Frank; Boguhn, Dirk; Donin, Andrej; Mammen, Helge
Industrially applicable miniature fixed-point thermocouples. - In: Proceedings / TEMPMEKO 2001 ; 8 (Berlin) : 2001.06.19-21. : . - Berlin [u.a.] : VDE-Verl., (2002), S. 3-8
Augustin, Silke; Bernhard, Frank; Boguhn, Dirk; Donin, Andrei; Mammen, Helge
Selbstkalibrierende Thermoelemente mit integrierten Miniaturpunktzellen im Kraftwerkseinsatz. - In: Vorträge VP1, VH1 bis VH11, VM1 bis VM10 / Kraftwerkstechnisches Kolloquium ; 34 (Dresden) : 2002.09.24-26. - Dresden : Univ., Institut für Energietechnik, (2002), S. 161-165
Bernhard, Frank; Dorożowiec, M.; Dorożowiec, N.
Investigation of the error temperature medium determination using for the measurement three element resistance sensor. - In: Metody i technika przetwarzania sygnalów w pomiarach fizycznych / Mi&onced;edzynarodowe Seminarium Metrologów ; 10 (Rzeszów) : 2002.10.22-24. - Rzeszów : Oficyna Wydawn. Politechn., (2002), S. 9-16
Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Wurzbacher, Holger; Grünwald, Rainer; Büchner, Hans-Joachim; Schott, W.; Pöschel, W.
Novel microoptical fibre coupled laser interferometers for various applications in precision engineering and nanotechnology. - In: / International EUSPEN Conference ; 3 (Eindhoven) : 2002.05.26-30. : ., (2002), S. 537-540
Schott, Walter; Jäger, Gerd
Miniature interferometers for precise distance measurements. - In: / Annual Meeting. American Society for Precision Engineering ; 17 (St. Louis, Mo.) : 2002.10.20-25., (2002), S. 67-72

Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Büchner, Hans-Joachim; Grünwald, Rainer
Nanopositioning and measuring technique. - In: / International Symposium on Laser Metrology Applied to Science, Industry, and Everyday Life ; 7 (Novosibirsk) : 2002.09.09-13., (2002), S. 240-246

Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Büchner, Hans-Joachim; Grünwald, Rainer
A novel approach to positioning- and measuring technique for nanometrology. - 8 S. = 253,2 KB, Text
Publ. entstand im Rahmen der Veranst.: International Conference Sensors and Systems, 24. - 27. Juni 2002, St. Petersburg, Russland
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=7271
Fröhlich, Thomas; Hilbrunner, Falko; Blumröder, Götz; Jäger, Gerd; Berg, ChristophFröhlich, Thomas; Hilbrunner, Falko; Blumröder, Götz; Jäger, Gerd; Berg, Christoph
Improvement of the metrological properties of a laboratory balance through dynamic temperature compensation. - In: Proceedings / TEMPMEKO 2001 ; 8 (Berlin) : 2001.06.19-21. : . - Berlin [u.a.] : VDE-Verl., (2002), S. 1085-1090
Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Welter, Matthias
A new tool for the calibration of scanning probe microscopes. - In: / Seminar on Quantitative Microscopy ; 5 (Bergisch Gladbach) : 2001.11.15-16. : ., (2002), S. 178-184

Schott, Walter; Pöschel, Wolfgang; Jäger, Gerd; Grünwald, Rainer; Manske, Eberhard; Wurzbacher, Holger
Fibre-coupled microinterferometer. - In: Proceedings / OPTO 2002 ; 5 (Erfurt) : 2002.05.14-16. - Wunstorf : AMA Service GmbH, (2002), S. 253-258
Knipp, D.; Stiebig, H.; Büchner, Hans-Joachim; Jäger, Gerd; Rosa, M.; Street, R. A.
Design and modelling of a Fourier spectrometer based on sampling a standing wave. - In: / Materials Science of Microelectromechanical Systems (MEMS) Devices ; 4 (Boston, Mass.) : 2001.11.25-28., (2002), S. 185-190

Bunte, E.; Mandryka, Victor; Büchner, Hans-Joachim; Jäger, Gerd; Stiebig, H.
A new concept for position detectors based on sampling a standing wave. - In: / International Conference on Microelectronics, Devices and Materials ; 38 (Lipica) : 2002.10.09-11., (2002), S. 317-322
Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Schott, Walter
Operation and analysis of a nanopositioning and nanomeasuring machine. - In: / Annual Meeting. American Society for Precision Engineering ; 17 (St. Louis, Mo.) : 2002.10.20-25., (2002), S. 299-304

Manske, Eberhard; Jäger, Gerd; Wurzbacher, Holger; Grünwald, Rainer; Schott, Walter; Büchner, Hans-Joachim
Neue Miniaturinterferometer für die Präzisionsmeß- und Kalibriertechnik. - In: / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau ; 47 (Ilmenau) : 2002.09.23-26., (2002), insges. 2 S.
Wang, Yung-Cheng; Manske, Eberhard; Büchner, Hans-Joachim; Welter, Matthias; Jäger, Gerd
Präzisionsprüfgerät für Nanomesstaster. - In: / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau ; 47 (Ilmenau) : 2002.09.23-26., (2002), insges. 2 S.
Wurmus, Jens; Manske, Eberhard
Stabilisierung von He-Ne-Lasern für die Anwendung in der Präzisionslängenmesstechnik. - In: / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau ; 47 (Ilmenau) : 2002.09.23-26., (2002), insges. 2 S.
Domhardt, Michael; Krause, Lutz
Entwicklungsaspekte monolithischer Wägezellen für den Einsatz in dynamischen Wägeprozessen. - In: / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau ; 47 (Ilmenau) : 2002.09.23-26., (2002), insges. 4 S.
Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Füßl, Roland; Grünwald, Rainer; Büchner, Hans-Joachim
Nanomess- und -positioniertechnik. - In: / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau ; 47 (Ilmenau) : 2002.09.23-26., (2002), insges. 8 S.
Dontsov, Denis; Jäger, Gerd; Büchner, Hans-Joachim; Gerhardt, Uwe
Laser interferometric techniques for vibration analysis. - In: / Seminar on Quantitative Microscopy ; 5 (Bergisch Gladbach) : 2001.11.15-16. : ., (2002), S. 166-173

Chen, Chao-Jung; Jäger, Gerd; Hofmann, Norbert
Development of a traceable atomic force microscope. - In: Technisches MessenTechnisches Messen : tm : Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik : Organ der AMA (Fachverband für Sensorik e.V.) und der NAMUR (Interessengemeinschaft Prozessleittechnik der Chemischen und Pharmazeutischen Industrie). - Berlin : de Gruyter : tm ; Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik ; Organ der AMA (Fachverband für Sensorik e.V.) und der NAMUR (Interessengemeinschaft Prozessleittechnik der Chemischen und Pharmazeutischen Industrie). - München : Oldenbourg, ISSN 0340837X, Bd. 69 (2002), 11, S. 483-487
Bethge, Mathias
Schnelle homogene Temperierung von Mikrotiterplatten zur photometrischen Messung von Analysengut. - Online-Ressource (PDF-Datei: 158 S., 1050 KB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2002

Für die Untersuchung von Analysengut mit optischen Methoden werden in der Pharmaindustrie, in der Biotechnologie, in medizinischen Laboratorien und Forschungseinrichtungen zur Durchführung von Screeningverfahren häufig Mikrotiterplatten (Abk. MTP) eingesetzt. Der Begriff MTP-Reader bezeichnet ein Gerät, welches die Absorbanz oder Fluoreszenz von Lösungen in MTP messen kann. Ist in den Reader noch eine Heizung für die in der MTP befindlichen Lösungen eingebaut, handelt es sich um einen sog. temperierbaren Reader. Die Eigenschaft Temperierbarkeit erlaubt wichtige Aussagen über temperaturabhängige Eigenschaften der Lösungen. Es werden Heizverfahren für befüllte MTP benötigt, die die Forderungen Anheizzeit 1?2 min vorzugsweise von Raumtemperatur auf 37&ayn;C sowie Homogenität und Meßunsicherheit der Lösungstemperatur von je 0.1&ayn;C über die MTP unter Beachtung einiger ökonomischer Rahmenbedingungen erfüllen. Dazu werden die drei Hauptschwerpunkte Bestimmung der Lösungstemperatur, Erwärmung mittels verschiedener Heizverfahren und Entwicklung eines geeigneten Heizregimes bearbeitet. - Die Bestimmung der Lösungstemperatur geschieht mit Hilfe eines optischen Thermometers. Es besteht aus einer Lösung mit temperaturabhängiger Absorbanz bzw. Fluoreszenz. Das optische Thermometer mit temperaturabhängiger Absorbanz hat eine Unsicherheit von 0.1&ayn;C bei 37&ayn;C, eine Variationsbreite bei Wiederholung der Kalibrierkurve von 1.1&ayn;C bei 35&ayn;C und eine Drift von -0.1&ayn;C nach 20 min. Die entsprechenden Zahlen des optischen Thermometers mit temperaturabhängiger Fluoreszenz lauten 0.15&ayn;C, 0.4&ayn;C und -0.59&ayn;C nach 15 min. Es konnte keine Erwärmungsmethode gefunden werden, die alle in der Aufgabenstellung gestellten Forderungen umfassend erfüllt. Von den praktisch untersuchten Erwärmungsarten ist die indirekte Widerstandserwärmung zur Erfüllung der Hauptforderung am besten geeignet. Gleichwertig hierzu bis auf eine etwas schlechtere Homogenität ist die Verwendung von Temperaturstrahlern höherer Temperatur. Die Anwendung der Heizverfahren Temperaturstrahler niederer Temperatur, dielektrische Erwärmung, kalte Infrarot-Strahler und induktive Erwärmung ist aus jeweils anderen Gründen nicht sinnvoll. - Für die indirekte Widerstandserwärmung wurde ein Heizregime entwickelt, mit dem in möglichst kurzer Zeit die Endtemperatur erreicht wird. Es besteht aus zwei Heizphasen. In der ersten wird mit maximal möglicher Leistung geheizt, in der zweiten wird nicht geheizt, um die Forderungen optimal zu erfüllen.


http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=1181
Boguhn, Dirk
Miniatur-Fixpunktzellen als Basis selbstkalibrierender elektrischer Berührungsthermometer. - Online-ressource (PDF-Datei: 126 S., 1688 KB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2002

Mit Miniatur-Fixpunktzellen lassen sich Phasenumwandlungstemperaturen von Reinststoffen als Temperatur-Fixpunkte nutzen. Elektrische Berührungsthermometer, in die Miniaturzellen in geeigneter Weise integriert wurden, sind vergleichsweise einfach, nahezu beliebig oft und unter Einsatzbedingungen (in situ) an der bekannten Fixpunkttemperatur rekalibrierbar. Praktisch realisiert wurde dieses Prinzip bislang nur unter Laborbedingungen. Im Rahmen der Arbeit werden wesentliche Ergebnisse von Untersuchungen vorgestellt, die das Ziel haben, thermisch optimierte Miniatur-Fixpunktzellen mit verbesserten messtechnischen Eigenschaften zu entwerfen. Ziel ist es, Miniatur-Fixpunktzellen in industrieübliche und -taugliche elektrische Berührungsthermometer mit Außendurchmessern von [größer gleich] 6 mm zu integrieren und auf diese Weise deren periodische in-situ-Selbstkalibrierung zu ermöglichen. Aufbauend auf grundlegenden Betrachtungen zur Thermodynamik von Phasenumwandlungen in Reinstmetallen und Legierungen werden Auswahlkriterien für Fixpunkt- und Tiegelmaterialien abgeleitet. Wesentlicher Schwerpunkt ist die Frage der Realisierung eines thermischen Gleichgewichts zwischen einem Temperatursensor und dem Phasenumwandlungsmaterial innerhalb der Miniaturzelle auch bei sich vergleichsweise schnell ändernden äußeren Temperaturen und inhomogenen Temperaturfeldern. Bekannte Bauformen von Miniaturfixpunkt-Thermometern sowie gebräuchliche Methodiken bei Kalibrierungen in Standard-Fixpunktzellen werden diesbezüglich analysiert. Ein hinreichendes thermisches Gleichgewicht zwischen Temperatursensor und Fixpunktmaterial lässt sich herstellen, indem das lokale Temperaturfeld im Bereich der Miniaturzelle weitgehend homogenisiert wird. Dies kann temporär unter Ausnutzung der hohen Temperaturkonstanz des Phasenumwandlungsmaterials während eines Schmelz- oder Erstarrungsprozesses geschehen. Anhand von Modellierungen und numerischen Simulationen von Thermoelementen mit integrierter Miniatur-Fixpunktzelle werden die Veränderungen der Temperaturverteilungen innerhalb des Thermometers sowie die davon abhängigen Ausbreitungen der Fest/flüssig-Phasengrenzen während einer Phasenumwandlung in Abhängigkeit verschiedener Einflussgrößen untersucht. Die detaillierten Modellrechnungen ermöglichen die Ableitung von Richtlinien und Kriterien für die konstruktive Gestaltung der Miniatur-Fixpunktzellen und ihre Integration in Thermometer. Zudem dienen sie zur Verifizierung eines einfachen Auswerteverfahrens zur Bestimmung der Phasenumwandlungstemperaturen aus den gemessenen Plateaus. Experimentelle Untersuchungen bestätigten die Ergebnisse der Simulationen. Langzeitmessungen im Labor und unter industriellen Einsatzbedingungen lieferten den Nachweis der hinreichenden thermischen und mechanischen Stabilität der Miniaturfixpunkt-Thermometer. Mit einigen binären eutektischen und monotektischen Legierungen sind Untersuchungen bezüglich ihrer Eignung als Phasenumwandlungsmaterialien in Miniatur-Fixpunktzellen durchgeführt worden. Insbesondere die Gleichgewichtstemperaturen ihrer Schmelzvorgänge erwiesen sich dabei als hinreichend reproduzierbar und als Temperatur-Fixpunkte nutzbar. Thermometer mit integrierten Miniatur-Fixpunktzellen lassen sich wie bisher in Kalibrierlaboratorien für Vergleichskalibrierungen einsetzen. Die erreichten Verbesserungen ihrer messtechnischen Eigenschaften sowie die hohen Langzeitstabilitäten der Miniatur-Fixpunktzellen machen es darüber hinaus möglich, auch industrielle Temperaturmessstellen mit Miniaturfixpunkt-Thermometern auszustatten. Am Beispiel der Temperaturmessung in Heißdampfleitungen von Wärmekraftwerken wird gezeigt, dass sich durch den Einsatz selbstkalibrierender Miniaturfixpunkt-Thermoelemente nachweisbare Verringerungen der Temperaturmessunsicherheiten von bislang etwa 3...5 K auf unter 1 K erreichen lassen.


http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=1163
Jäger, Gerd
Fehlerarme Messung der Frischdampftemperatur im Bereich 600 ... 650 &ring;C : Schlussbericht zum Forschungsvorhaben Nr. 0327066B innerhalb des BMBF-Verbundforschungsprogramms KOMET650
[Elektronische Ressource]. - Ilmenau. - Online-Ressource (40 p. = 1,42 MB)
nIndex p. 40. - Contract BMBF 0327066B
http://edok01.tib.uni-hannover.de/edoks/e01fb02/355364026.pdf
Hausotte, Tino
Nanopositionier- und Nanomessmaschine. - Ilmenau : Verl. ISLE. - VI, 185 S
Zugl.: Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2002
ISBN 3932633717
http://www.gbv.de/dms/ilmenau/toc/352345403.PDF
Augustin, Silke; Boguhn, Dirk
Phase transformation temperatures of binary alloys in miniature fixed-point cells
[Elektronische Ressource]. - Ilmenau : Techn. Univ.. - Online-Ressource (6 p., 307 Kb.)
Contract BMBF 0327066B 1. - Differences between the printed and electronic version of the document are possible. - nIndex p. 6
http://edok01.tib.uni-hannover.de/edoks/e01fb02/345577663.pdf
Augustin, Silke; Bernhard, Frank; Boguhn, Dirk; Donin, Andrei; Mammen, Helge
Industrially applicable miniature fixed-point thermocouples
[Elektronische Ressource]. - Ilmenau. - Online-Ressource (6 p., 82,3 Kb.)
Contract BMBF 0327066B 2. - Differences between the printed and electronic version of the document are possible. - nIndex p. 6
http://edok01.tib.uni-hannover.de/edoks/e01fb02/345577639.pdf
Wurzbacher, Holger
Addition optischer Gangunterschiede mit Lichtwellenleitern. - Ilmenau : ISLE. - XII, 115 S
Zugl.: Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2001
ISBN 3932633695
Augustin, Silke; Bernhard, Frank; Dorożowiec, N.
Rezultaty issledovanija temperaturnych polej termorezistivnych preobrazovatelej. - In: Metody i technika przetwarzania sygnalów w pomiarach fizycznych / Mi&onced;edzynarodowe Seminarium Metrologów ; 9 (Rzeszów) : 2001.10.23-25. - Rzeszów : Oficyna Wydawn. Politechn., (2001), S. 9-14
Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Büchner, Hans-Joachim; Grünwald, Rainer; Schott, Walter
Nanomeasuring technology - nanomeasuring machine. - In: Proceedings of the sixteenth annual meeting / Annual Meeting. American Society of Precision Engineering (ASPE) ; 16 (Arlington, Va.) : 2001.11.10-15. - Raleigh, NC : ASPE, American Society of Precision Engineering, (2001), S. 23-27

Grünwald, Rainer
Professor Gerd Jäger, Mitglied des Herausgeberbeirats, wird 60. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 68 (2001), 3, S. 115
http://dx.doi.org/10.1524/teme.2001.68.3.115
Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino
Nanopositioning and measuring machine. - In: / International Conference. European Society for Precision Engineering and Nanotechnology (EUSPEN) ; 2 (Turin) : 2001.05.27-31., (2001), S. 290-293
Boguhn, Dirk; Augustin, Silke; Bernhard, Frank; Mammen, Helge
Phase transformations of technically pure metals and two-component alloys in miniature fixed-point crucibles. - In: High temperatures, high pressuresHigh temperatures, high pressures : HTHP ; international journal of thermophysical properties research. - Philadelphia, Pa : OCP Science - Philadelphia, Pa. : OCP Science, ISSN 00181544, Bd. 33 (2001), 4, S. 419-426
Wang, Yung Cheng; Manske, Eberhard; Jäger, Gerd
Untersuchungen zur gleichzeitigen Längen- und Winkelmessung mit einem Planspiegelinterferometer. - In: Technisches MessenTechnisches Messen : tm : Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik : Organ der AMA (Fachverband für Sensorik e.V.) und der NAMUR (Interessengemeinschaft Prozessleittechnik der Chemischen und Pharmazeutischen Industrie). - Berlin : de Gruyter : tm ; Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik ; Organ der AMA (Fachverband für Sensorik e.V.) und der NAMUR (Interessengemeinschaft Prozessleittechnik der Chemischen und Pharmazeutischen Industrie). - München : Oldenbourg, ISSN 0340837X, Bd. 68 (2001), 7/8, S. 319-325
Jäger, Gerd
Lasernanomeßtechnik - Anwendungen in der Präzisionsgerätetechnik. - In: / Symposium über Sensoren, Aufnehmer und Systeme ; 8 (Esslingen) : 2000.05.16-18., (2000), S. 428-441

Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Büchner, Hans-Joachim
Nanomeasuring machine. - In: / VDE World Microtechnologies Congress (Hannover) : 2000.09.25-27. : ., (2000), S. 551-556
Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Büchner, Hans-Joachim
Laserinterferometrische Nanomeßmaschinen. - In: Sensoren und Meßsysteme 2000 / Tagung Sensoren und Meßsysteme (Ludwigsburg) : 2000.03.13-14. : Tagung Ludwigsburg, 13. und 14. März 2000. - Düsseldorf : VDI-Verl., (2000), S. 271-278

Am Institut für Prozeßmeß- und Sensortechnik wird eine Nanomeßmaschine für die Dreikoordinatenmessung mit einem Meßbereich von 25mm x 25mm x 5mm und einer Auflösung von 1,3nm entwickelt. Sie schließt mit ihrer Auflösung und ihrem Meßbereich eine Gerätelücke in der Koordinatenmeßtechnik. Drei Miniaturplanspiegelinterferometer, ein Antastsensor und zwei Winkelsensoren werden so angeordnet, daß in allen drei Koordinatenachsen abbefehlerfreie Messungen möglich sind. Anwendungsgebiet der neuen Nanomeßmaschine ist die Präzisionsvermessung von Kleinteilen und Mikrostrukturen.


Fröhlich, Thomas; Jäger, Gerd
Dynamische Temperaturkompensation von Präzisionsmessgeräten. - In: Technisches MessenTechnisches Messen : tm : Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik : Organ der AMA (Fachverband für Sensorik e.V.) und der NAMUR (Interessengemeinschaft Prozessleittechnik der Chemischen und Pharmazeutischen Industrie). - Berlin : de Gruyter : tm ; Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik ; Organ der AMA (Fachverband für Sensorik e.V.) und der NAMUR (Interessengemeinschaft Prozessleittechnik der Chemischen und Pharmazeutischen Industrie). - München : Oldenbourg, ISSN 0340837X, Bd. 67 (2000), 4, S. 166-170
Jäger, Gerd; Manske, Eberhard; Hausotte, Tino; Büchner, Hans-Joachim
Nanomessmaschine zur abbefehlerfreien Koordinatenmessung. - In: Technisches MessenTechnisches Messen : tm : Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik : Organ der AMA (Fachverband für Sensorik e.V.) und der NAMUR (Interessengemeinschaft Prozessleittechnik der Chemischen und Pharmazeutischen Industrie). - Berlin : de Gruyter : tm ; Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik ; Organ der AMA (Fachverband für Sensorik e.V.) und der NAMUR (Interessengemeinschaft Prozessleittechnik der Chemischen und Pharmazeutischen Industrie). - München : Oldenbourg, ISSN 0340837X, Bd. 67 (2000), 7/8, S. 319-323
Jäger, Gerd
Nanomess- und Positioniertechnik . - In: Technisches MessenTechnisches Messen : tm : Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik : Organ der AMA (Fachverband für Sensorik e.V.) und der NAMUR (Interessengemeinschaft Prozessleittechnik der Chemischen und Pharmazeutischen Industrie). - Berlin : de Gruyter : tm ; Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik ; Organ der AMA (Fachverband für Sensorik e.V.) und der NAMUR (Interessengemeinschaft Prozessleittechnik der Chemischen und Pharmazeutischen Industrie). - München : Oldenbourg, ISSN 0340837X, Bd. 67 (2000), 7/8, S. 297
Antoni, Michael; Bernhard, Frank; Engler, Reiner
Praxis der industriellen Temperaturmessung
1. Aufl.. - Alzenau : ABB Automation Products. - 295 S
ISBN 3000060820
Literaturverz. S. 293 - 295
http://www.gbv.de/dms/ilmenau/toc/323890318.PDF
Bernhard, Frank; Augustin, Silke; Mammen, Helge; Sommer, Klaus-Dieter; Tegeler, Erich; Wagner, Mathias; Demisch, Ullrich; Trageser, Peter
Calibration of contacting sensors for temperature measurements on surfaces. - In: Proceedings of TEMPMEKO '99, the 7th International Symposium on Temperature and Thermal Measurement in Industry and Science; [1 + 2 + 3 June 1999, Delft, the Netherlands / International Symposium on Temperature and Thermal Measurement in Industry and Science ; 7 (Delft) : 1999.06.01-03. - Delft : NMi Van Swinden Laboratorium, (1999), S. 257-262

Bernhard, Frank; Augustin, Silke; Mammen, Helge; Sommer, Klaus-Dieter; Tegeler, Erich; Wagner, Mathias; Demisch, Ullrich; Trageser, Peter
Kalibrierung von Tastfühlern für Temperaturmessungen an Oberflächen. - In: PTB-Mitteilungen : Fachorgan für Wirtschaft und Wissenschaft : Amts- und Mitteilungsblatt der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Braunschweig und Berlin. - Bremen : Fachverl. NW in der Carl-Schünemann-Verl.-GmbH, ISSN 0030834X, Bd. 109 (1999), 5, S. 347-355
Bragynets, S.; Legkov, G.; Tsydelko, V.; Jäger, Gerd
Neural network technology in nanometry. - In: / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität ; 44 (Ilmenau) : 1999.09.20-23. : ., (1999), S. 289-296
Fehling, Thomas; Fröhlich, Thomas; Heydenbluth, Detlef
Der Massekomparator - hochgenaue Massebestimmung an der Grenze des technisch Möglichen. - In: / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau ; 44 (Ilmenau) : 1999.09.20-23., (1999), insges. 6 S.
Jäger, Gerd
Lasernanomeßtechnik - Möglichkeiten, Grenzen und Anwendungen in der modernen Gerätetechnik. - In: / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau ; 44 (Ilmenau) : 1999.09.20-23., (1999), insges. 12 S.
Manske, Eberhard; Jäger, Gerd; Grünwald, Rainer
Neue Konzepte für mikrooptische Sensoren. - In: / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau ; 44 (Ilmenau) : 1999.09.20-23., (1999), insges. 5 S.
Fröhlich, Thomas; Berg, Christoph; Blumröder, Götz; Hilbrunner, Falko
Dynamische Temperaturkompensation von Präzisionsmeßgeräten. - In: / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau ; 44 (Ilmenau) : 1999.09.20-23., (1999), insges. 6 S.
Boguhn, Dirk; Bernhard, Frank; Augustin, Silke; Mammen, Helge
Temperatursensoren mit integrierten Miniatur-Fixpunktzellen für den Kraftwerkseinsatz. - In: / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau ; 44 (Ilmenau) : 1999.09.20-23., (1999), insges. 6 S.
Hasche, Klaus; Herrmann, Konrad; Büchner, Hans-Joachim; Pohlenz, Frank; Seemann, Reiner
Lösungsbeispiele für quantitative Rastersondenmikroskopie in der Mikro- und Nanotechnik. - In: / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität ; 44 (Ilmenau) : 1999.09.20-23. : ., (1999), S. 68-73
Scherge, Matthias; Büchner, Hans-Joachim; Jäger, Gerd; Schäfer, Jürgen A.
Interferometric detection of adhesion-induced nano-deflections. - In: Journal of optics. - Bristol : IOP Publ, Bd. 29 (1998), 1, S. 23-27
http://dx.doi.org/10.1088/0150-536X/29/1/004
Fröhlich, Thomas; Blumröder, Götz
Bestimmung des Verhältnisses der Zeitkonstanten zweier Trägheitsglieder erster Ordnung aus der Differenz der Sprungantworten. - In: Technisches Messen : tm : Sensoren, Geräte, Systeme : Organ des AMA Fachverbands für Sensorik e.V. und der NAMUR, Normenarbeitsgemeinschaft für Mess- und Regelungstechnik der Chemischen Industrie. - Berlin : De Gruyter, ISSN 21967113, Bd. 65 (1998), 9, S. 319-321

Es wird ein Verfahren beschrieben, das die Bestimmung des Verhältnisses der zeitkonstanten aus dem zeitlichen Verlauf der Differenz zweier Sprungantworten ermöglicht.


http://dx.doi.org/10.1524/teme.1998.65.9.319
Jäger, Gerd
Laser-Nano-Sensoren. - In: / Symposium über Sensoren und Meßaufnehmer ; 7 (Esslingen) : 1998.06.16-18., (1998), S. 159-179

Blumröder, Götz; Fröhlich, Thomas; Augustin, Silke; Mammen, Helge
Meßtechnische Eigenschaften von Antast-Fühlern zur Oberflächentemperaturmessung. - In: / Tagung Temperatur '98 (Berlin) : 1998.02.16-17. : ., (1998), S. 299-304

Bernhard, Frank; Augustin, Silke; Mammen, Helge; Sommer, Klaus-Dieter; Tegeler, Erich; Wagner, Matthias; Demisch, Ullrich; Trageser, Peter
DKD-Kalibrierung von Tastfühlern für Oberflächen-Temperaturmessungen. - In: / Tagung Temperatur '98 (Berlin) : 1998.02.16-17. : ., (1998), S. 99-106

Lehmann, Harald; Boguhn, Dirk; Bernhard, Frank
Meßunsicherheit bei Anwendung von Fixpunkt-Thermoelementen als Kalibriernormal. - In: / Tagung Temperatur '98 (Berlin) : 1998.02.16-17. : ., (1998), S. 77-84

Boguhn, Dirk; Bernhard, Frank; Lehmann, Harald; Tegeler, Erich
Miniaturfixpunkte und ihre Integration in selbstkalibrierende Thermoelemente. - In: / Tagung Temperatur '98 (Berlin) : 1998.02.16-17. : ., (1998), S. 25-34

Knopf, Dorothea
Dynamisch-gravimetrische Herstellung von Kalibriergasgemischen hoher Genauigkeit als Normale in der Gasanalytik. - Bremerhaven : Wirtschaftsverl. NW, Verl. für neue Wissenschaft. - 139 S.. - (PTB-Bericht)
Zugl.: Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 1997
ISBN 3897011263
Fröhlich, Thomas
Dynamische Temperaturkompensation von Präzisionsmeßgeräten. - 114 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 1998
http://www.gbv.de/dms/ilmenau/toc/245635874.PDF
Bernhard, Frank; Augustin, Silke; Lange, Dittmar; Mammen, Helge
Prüfeinrichtung für die statischen und dynamischen thermischen Meßfehler von Oberflächen-Tast-Temperaturfühlern. - In: / Internationale Messe mit Kongreß für Sensoren, Meßaufnehmer & Systeme ; 8 (Nürnberg) : 1997.05.13-15., (1997), S. 219-224
Blumröder, Götz; Fröhlich, Thomas; Mammen, Helge
Erfahrungen bei der Oberflächentemperaturmessung mit Antast-Fühlern. - In: Sensor 97 / Internationale Messe mit Kongreß für Sensoren, Meßaufnehmer & Systeme ; 8 (Nürnberg) : 1997.05.13-15. - Wunstorf : ACS Organisations GmbH, (1997), S. 107-112

Die Temperaturen von Festkörperoberflächen werden häufig mit Hilfe von Antast-Oberflächentemperatur-fühlern (kurz Taster) und zugehörigen Auswertegeräten ermittelt. Vorteile dieser berührenden Messmethode sind einfache Anwendbarkeit, schnelle Gewinnung von Messwerten ohne aufwendige Messstellenpräparation und geringe Kosten. Entscheidender Nachteil der Tastermessung ist die in der Messanordnung begründete thermische Belastung der Kontaktstelle Oberfläche-Taster und die Wärmeableitung über den Taster an die Umgebung. Das messtechnische Ziel, den Tastersensor mit der zu messenden Temperatur der ungestörten Oberfläche in Übereinstimmung zu bringen, ist zwar prinzipiell möglich, aber in der Regel nicht gegeben.


Lehmann, Harald; Bernhard, Frank
Self-calibrating thermocouples : part II: testing of a of prototype, temperature stability. - In: Proceedings of TEMPMEKO '96, 6th International Symposium on Temperature and Thermal Measurements in Industry and Science / International Symposium on Temperature and Thermal Measurements in Industry and Science (TEMPMEKO) ; 6 (Torino) : 1996.09.10-12. - Torino : Levrotto & Bella, (1996), S. 201-206
Lehmann, Harald; Bernhard, Frank
Self-calibrating thermocouples : part I: modeling, design of prototypes. - In: Proceedings of TEMPMEKO '96, 6th International Symposium on Temperature and Thermal Measurements in Industry and Science / International Symposium on Temperature and Thermal Measurements in Industry and Science (TEMPMEKO) ; 6 (Torino) : 1996.09.10-12. - Torino : Levrotto & Bella, (1996), S. 195-200
Augustin, Silke; Bernhard, Frank
Numerical calculation of static and dynamic parameters of industrial temperature sensors. - In: Measurement : journal of the International Measurement Confederation (IMEKO). - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 17 (1996), 4, S. 217-228
http://dx.doi.org/10.1016/0263-2241(96)00009-7
Jäger, Gerd
Neue Entwicklungen und Anwendungen zur Lasernanomeßtechnik. - In: / Fachtagung Sensoren und Meßsysteme ; 8 (Bad Nauheim) : 1996.03.11-13. : ., (1996), S. 57-62

Jäger, Gerd; Grünwald, Rainer; Manske, Eberhard; Büchner, Hans-Joachim
Neue Entwicklungen und Anwendungen von Miniaturinterferometern. - In: / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Technische Universität Ilmenau ; 41 (Ilmenau) : 1996.09.23-26. : ., (1996), S. 485-489
Lehmann, Harald; Bernhard, Frank
Thermoelemente mit integrierter Miniatur-Fixpunktzelle. - In: Sensor-ReportSensor-Report : Sensorik, Messtechnik, Bildverarbeitung, Fabrikautomation. - St. Gallen : Rek & Thomas : Sensorik, Messtechnik, Bildverarbeitung, Fabrikautomation. - St. Gallen : Rek & Thomas, ISSN 01799592, Bd. 10 (1995), 5, S. 42-45
Lehmann, Harald; Bernhard, Frank
Selbstkalibrierende Thermoelemente für industrielle Anwendungen. - In: / Internationale Fachmesse mit Kongreß für Sensoren, Meßaufnehmer & Systeme ; 7 (Nürnberg) : 1995.05.09-11. : ., (1995), S. 763-766
Jäger, Gerd
"Lasernanometrologie". - In: : ., (1995), S. 115-116
Jäger, Gerd; Grünwald, Rainer
Weiterführende Ansätze in der Interferometrie : Grundlagenuntersuchungen zur laserinterferometrischen Neigungs-, Kraft- und Druckmessung ; Forschungsbericht (Schlußbericht). - Ilmenau : Techn. Univ., Inst. für Prozeßmeß- und Sensortechnik. - 53 Bl
Förderkennzeichen BMBF 13 N 5995
http://edok01.tib.uni-hannover.de/edoks/e01fbdig05/499591100.pdf
Jäger, Gerd; Grünwald, Rainer
Weiterführende Ansätze in der Interferometrie : Grundlagenuntersuchungen zur laserinterferometrischen Neigungs-, Kraft- und Druckmessung ; Forschungsbericht (Schlußbericht). - Ilmenau : Techn. Univ., Inst. für Prozeßmeß- und Sensortechnik. - 53 Bl
Förderkennzeichen BMBF 13 N 5995
Bernhard, Frank; Hoffmann, Armin; Reinhardt, Rüdiger
Optimal approximation of characteristics of standard thermocouples and of other sensors. - In: From measurement to innovation / IMEKO World Congress ; 13 (Turino) : 1994.09.05-09. - Padua : CLEUP, (1994), S. 1396-1401

We consider the approximation of the characteristics of thermocouples by polynomials of given degree on the largest possible range such that an apriori given error for the temperature is not violated. The used mathematical methods belongs to the field of semi-infinite optimization and the approach can be interpreted as a kind of reverse Chebyshev approximation (see also Preprint M08/94 from 22-6-94 of the Institute of Matematics of TU Ilmenau).


Hoffmann, Armin; Reinhardt, Rüdiger; Bernhard, Frank
Optimale Approximation der Kennlinien von Standard-Thermoelementen und anderen Sensoren. - In: / MessComp <MC> ; 8 (Wiesbaden) : 1994.09.13-15. : ., (1994), S. 435-441

We consider the approximation of the characteristics of thermocouples by polynomials of given degree on the largest possible range such that an apriori given error for the temperature is not violated. The used mathematical methods belongs to the field of semi-infinite optiization and the approach can be interpreted as a kind of reverse Chebyshev approxiamtion (see also Preprint M08/94 from 22-6-94 of the Institute of Mathematics of TU Ilmenau)


Augustin, Silke; Bernhard, Frank
Numerische Berechnung statischer und dynamischer Kennwerte industrieller Temperaturfühler. - In: [Kongreßteile A7 - A9, B7 - B10] / Sensor Kongreß - Internationale Fachmesse mit Kongreß für Sensorik & Systemtechnik ; 6 (Nürnberg) : 1993.10.11-14. - Wunstorf : ACS-Organisations-GmbH, (1993), S. 103-112
Augustin, Silke; Bernhard, Frank
Numerical calculation of static and dynamic parameters of industrial temperature sensors. - In: Proceedings / International Symposium on Temperature and Thermal Measurement in Industry and Science, TEMPMEKO ; 5 (Prag) : 1993.11.10-12. : Prague, [November 10 - 12], 1993. - Praha : Tech-Market, (1993), S. 97-106
Bernhard, Frank
Proceedings : Prague, [November 10 - 12], 1993. - Praha : Tech-Market. - 387 S.
Literaturangaben
http://www.gbv.de/dms/ilmenau/toc/152135162.PDF
Bernhard, Frank
Vereinfachte Approximationsmodelle für das Temperatur-Zeit-Verhalten homogener, unendlich langer Zylinder. - In: Heat and mass transfer : research journal. - Berlin : Springer, ISSN 14321181, Bd. 27 (1992), 6, S. 369-376
https://doi.org/10.1007/BF01600026
Bernhard, Frank
Thermische Meßfehler bei Temperaturmessungen mit Berührungsthermometern. - In: Temperaturmessung in der Technik : Grundlagen und Praxis ; mit 241 Literaturstellen. - Ehningen bei Böblingen : Expert-Verl., (1992), S. 36-59

Nitzsche, Thomas
Theoretische und praktische Untersuchungen zum Einsatz eines kombinierten Laser-Weisslichtinterferometers für Beschleunigungssensoren. - 73 Bl.
Ilmenau : Techn. Hochsch., Diss., 1992
Enth. außerdem: Thesen
http://www.gbv.de/dms/ilmenau/toc/121433587.PDF
Jäger, Gerd; Füßl, Roland
Interferenzoptischer Neigungssensor. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium : IWK. - Ilmenau : Bibliothek der TH, ISSN 03743365, Bd. 36 (1991), 2, S. 476-479
Jäger, Gerd
Laserinterferometrische Meß- und Sensortechnik. - In: Internationales wissenschaftliches Kolloquium : IWK. - Ilmenau : Bibliothek der TH, ISSN 03743365, Bd. 36 (1991), 2, S. 461-471