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˚ 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=20225
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
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.