Bachelorarbeiten

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Erstellt: Thu, 28 Mar 2024 23:07:21 +0100 in 0.0511 sec


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.



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.



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.



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.



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.



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 ˚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 ˚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.



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.



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.