WING - Sensoren und Aktoren
FHNW Wirtschaftsingenieurwesen Modul Sensoren und Aktoren, Fragekatalog 2023
FHNW Wirtschaftsingenieurwesen Modul Sensoren und Aktoren, Fragekatalog 2023
Kartei Details
Karten | 131 |
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Lernende | 35 |
Sprache | Deutsch |
Kategorie | Technik |
Stufe | Universität |
Erstellt / Aktualisiert | 28.06.2023 / 01.04.2025 |
Weblink |
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Erklärung und Einsatzgebiet von:
Elektrorheologe und Magnetorheologe Aktoren
Das sind spezielle Flüssigkeiten, die im Einfluss von elektrischen bzw. magnetischenFeldern eine
Veränderung ihrer Viskosität zeigen.
- steuerbare Ventile,
- Stoßdämpfer,
- Kupplungen,
- Motorlager,
- Haptische Rückmeldung
Was ist der einfachste elektromagnetische Antrieb?
Ein Hubmagnet
In welcher Anwendung finden Hubmagnete als Aktor ihren Einsatz?
- Anheben von Lasten
- Auslöser für Stromsicherungsautomaten (FI-Schalter)
- Relais
Welche drei grundlegend unterschiedlichen Elektromotoren kennen Sie?
- Gleichstrommotor
- Asynchronmotor
- Synchronmaschinen
Was ist der Unterschied zwischen Wechselstrom- und Gleichstrommotoren?
Beim Wechselstrommotor wird Wechselstrom verwendet, beim Gleichstrommotor wird Gleichstrom verwendet.
Gleichstrommotoren sind in der Regel einfacher aufgebaut und haben eine geringere Anzahl beweglicher Teile.
Ein weiterer Unterschied liegt in der Regelung. Gleichstrommotoren lassen sich leichter in Bezug auf Drehzahl und Drehmoment regeln, indem man die Spannung oder den Strom anpasst.
Was bedeutet der Begriff «BLDC»?
Bürstenloser Gleichstrommotor (Brushless)
Welchen Zweck hat eine elektronische Kommutierung (EC-Motor)?
Die elektronische Kommutierung schaltet die Wicklungsströme in einem bestimmten Zyklus Ein/Aus, somit entsteht ein schrittweises fortgeschaltetes Drehfeld im Luftspalt.
Im Gegensatz zum konventionellen GSM ist die Ankerwicklung mit mehreren Spulensträngen fest im Stator angeordnet, während das magnetische Erregerfeld von einem Permanentmagneten im Rotor erzeugt wird.
Welche Vorteile haben EC-Motoren gegenüber Gleichstrommotoren mit Bürsten?
- Wartungsfreier Antrieb, da kein Bürstenverschleiss
- Hohe Lebensdauer
- Geringe Laufgeräusche und kein Bürstenfunken
- Hohe Drehzahlen und schnelle Richtungswechsel
Welche Eigenschaften haben Schrittmotoren?
Hohe Winkelschrittauflösung
Hohes Drehmoment im Vergleich zu Masse
kein Kommutator
Geringe Umkehrlose
erweiterte Umweltbedingungen
Was bedeutet CPS?
Cyber-physisches System
Was unterscheidet ein CPS von einem herkömmlichen Automatisierungssytem gemäss
Automatisierungspyramide?
Gemäss Automatisierungspyramide ist der Informationsfluss hierarchisch aufgeteilt, Informationen werden von oben nach unten und von unten nach oben weitergegeben, bzw. in der jeweiligen Ebene weiterverarbeitet.
In einem CPS der Zukunft kommunizieren Gegenstände – Werkstücke, Werkzeuge, Maschinen usw. – untereinander und mit ihrem Dirigenten, dem Menschen. Im Prinzip kann jeder auf jede Information zugreifen.
Was bedeutet der Ausdruck RAMI 4.0?
Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0
Was verstehen Sie unter «industrieller Kommunikation» bei Aktoren und Sensoren?
Industriegeräte werden zukünftig noch mehr miteinander kommunizieren. Im Zeitalter von Industrie 4.0 wird die Kommunikationsschnittstelle zur Schlüsselfunktion. Die Herausforderung für Gerätehersteller liegt insbesondere darin, alle Kommunikationsfunktionen über eine einzige leistungsfähige Kommunikationsschnittstelle abzuwickeln, um die Forderungen für die Zukunft mit Industrie 4.0 und dem industriellen Internet der Dinge zu erfüllen.
Was verstehen Sie unter «Feldbus» bei Aktoren und Sensoren?
Ein Feldbussystem ist ein Netzwerk, das entwickelt wurde, um verschiedene Komponenten in der Automatisierungstechnik miteinander zu verbinden. Etablierte Systeme bzw. Protokolle, welche den bidirektionalen Austausch von Daten und Signalen zwischen Sensoren, Aktoren und Steuerungssystemen über eine gemeinsame Kommunikationsleitung ermöglichen.
Benennen Sie die Schichten der Automationspyramide.
Leitebene
Zellebene
Feldebene
Welche Arten der Automatisierung kennen Sie? Nennen Sie 4 Arten.
- die Industrieautomation (Fertigungs-/Prozessautomation)
- die Gebäudeautomation,
- die Netzleittechnik,
- Geräteautomation.
IoT: Schichten und Erklärung
- Applikationsschicht: Nutzer hat Zugriff auf das System
- Cloud Schicht: Daten werden über Cloud verwaltet
- Edge Schicht: Transport der Daten
- Sensoren Schicht: Daten werden durch Sensoren erfasst.
Was unterscheidet die klassische Automationsebene von IoT?
Die IoT-Geräte sind intelligent und liefern ihre Informationen an eine Cloud weiter. Dies geschieht über das Edge Computing, wodurch eine dezentrale Verarbeitung in physischer Nähe zum Gerät realisiert werden kann. Edge Computing hat zum Ziel, bei grossen Datenmengen das Ethernet nicht zu überlasten, indem leichte Funktionen zentral geschehen und ressourcenschwere Algorithmen in der Cloud ausgeführt werden.
Was macht ein Sensor?
Erfasst physikalische Grösse und liefert entsprechende Informationen in Form von elektrischen Signalen.
Wofür wird ein Sensor benötigt?
- Erfassen
- Überwachen
- Dokumentieren
Was macht ein Aktor?
Ein Aktor setzt elektrische Signale in mechanische oder physische Bewegung um. Wird auch als Macher/Stellglied bezeichnet. Durch den Aktor wird die physikalische Grösse verändert, indem der Aktor in den Prozess eingreift.
Wofür wird ein Aktor benötigt?
betätigen
stellen
bewegen
Nennen Sie min. 3 Klassifizierungstypen für Sensoren?
- erfasste physikalische Grösse
- Aufgabe
- physikalisches Wirkprinzip
- Informationsträger des Ausgangssignals (analog / digital)
Nennen Sie min. 3 Klassifizierungstypen für Aktoren?
- Mechanisch
- Thermisch
- Optisch
- Chemisch
- Akustisch
Nennen Sie min. 3 Anforderungen an Sensoren?
- Messaufgabe: Messbereich und Genauigkeit
- Störungen: Beeinflussung durch andere Messgrössen
- Zeitliches Verhalten: Lebensdauer und Verschleiss
- Kosten: Einzelkosten und Wartungskosten
- Systemintegration: Weiterverarbeitung des Signals, Anzeige, Bedienung, Konfiguration)
Nennen sie 3 sensorisch nutzbare Wirkprinzipien?
- resistiv
- elektrochemisch
- Magnetoelastisch
- Optoelektronisch
- Piezoelektrisch
- piezoresistiv
- kapazitiv
- induktiv
- magnetfeld
Nennen sie 3 aktorisch nutzbare Wirkprinzipien?
COULOMB: Körper mit gleicher elektrischer Ladung stossen sich ab (FI-Schutzschalter)
BIOT-SAVARD: Stromdurchflossene Leiter im Magnetfeld erfahren eine Kraft (Elektromotor)
CURIE: Asymmetrien im Kristallgitter bestimmter Kristalle führen bei Anlegen äusserer Spannungsfelder zu Verschiebungen (umkehrbar und reversibel, Piezo-Aktoren)
JOULE: Ausgewählte Legierungen (z.B. Eisen / Nickel) verspannen sich im Magnetfeld und ändern ihre Abmessungen (Wurm-Motor)
HERON: Körper dehnen sich bei Erwärmung aus (Bodenheizunsaktoren)
OULOMB:
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