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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