MAT I
Mess- und Automatisierungstechnik I Lehrveranstaltung der TU Dresden Studiengang Maschinenbau -> Dies sind keine offiziellen Fragen! Die Fragen habe ich mir während meiner Prüfungsvorbereitung aus den Vorlesungsmitschriften, den Vorlesungsvideos generiert
Mess- und Automatisierungstechnik I Lehrveranstaltung der TU Dresden Studiengang Maschinenbau -> Dies sind keine offiziellen Fragen! Die Fragen habe ich mir während meiner Prüfungsvorbereitung aus den Vorlesungsmitschriften, den Vorlesungsvideos generiert
90.) Was wird wie im Bode- Diagramm dargestellt?
Es wird der Logarithmus des Betrages von G und der Phase phi als Funktion des Logarithmus vom omega dargestellt.
92.) Nach der Faktorisierung von G habe ich viele elementare Übertragungsfunktionen.
Wie ermittelt man sich daraus den Amplitudengang und die Ortskurve?
Amplitudengang:
lg IGI = Summe lg ( I Gelementar I )
phiDachgesamt = Summe phielementar
Ortskurve:
Im (G) = I Ggesamt I * sin ( phiDachgesamt)
Re (G) = I Ggesamt I * cos ( phiDachgesamt)
93.) Zur graphischen Darstellung der Ortskurve werden bei einer Reihenschaltung von Übertragungsgliedern die Zeiger vektoriell...
...multipliziert, d.h. Längen werden multipliziert und Phasen werden addiert.
94.) Zur graphischen Darstellung der Ortskurve werden bei einer Parallelschaltung von Übertragungsgliedern die Zeiger vektoriell...
...addiert.
95.) Wie sieht die Ortskurve eines PT1- Gliedes als Reaktion auf einen Sprung aus?
siehe Bild
96.) Wie sieht die Ortskurve eines PT0- Gliedes als Reaktion auf einen Sprung aus?
siehe Bild
97.) Wie sieht die Ortskurve eines IT0- Gliedes als Reaktion auf einen Sprung aus?
siehe Bild
98.) Wie sieht die Ortskurve eines DT1- Gliedes als Reaktion auf einen Sprung aus?
siehe Bild
99.) Wie sieht die Ortskurve eines IT1- Gliedes als Reaktion auf einen Sprung aus?
siehe Bild
100.) Wie sieht die Ortskurve eines DT0- Gliedes als Reaktion auf einen Sprung aus?
siehe Bild
101.) Wie lautet das Abtasttheorem und auf wem geht es zurück?
- Das Abtasttheorem besagt das die Abtastrate / -schrittweite kleiner gewählt werden sollte als die halbe Schwingungsdauer der höchsten auftretenden Eigenfrequenz.
- fabtast >= (2...10) * fmax
- Benannt nach Shannon (Nyquist)
102.) Was sind charakteristische Punkt der Ortskurve eines PT1- Gliedes?
für omega = 0
Re(G) = k
Im(G) = 0
für omega = 1 / T1
Re(G) = k / 2
Im(G) = -k / 2
für omega gegen unendlich
Re(G) = 0
Im(G) = 0
103.) Was sind charakteristische Punkte der Ortskurve eines IT1- Gliedes?
für omega = 0
Re(G) = -k * T1
Im(G) = - unendlich
für omega = 1 / T1
Re(G) = - k * T1 / 2
Im(G) = - k * T1 / 2
für omega gegen unendlich
Re(G) = 0
Im(G) = 0
104.) Was sind charakteristische Punkte der Ortskurve eines DT1- Gliedes?
für omega = 0
Re(G) = 0
Im(G) = 0
für omega = 1 / T1
Re(G) = k / (2 * T1)
Im(G) = k / (2 * T1)
für omega gegen unendlich
Re(G) = k / T1
Im(G) = 0
105.) Für was ist die Abtastrate entscheidend?
Für die Wiedergabe von Details eines Signals.
106.) Für eine gute Wiedergabe eines Signal sollte die Einstellzeit TE
107.) Wie muss die charakteristische Frequenz omega0 = 1 / T1 eines Systems gewählt werden?
So dass der Amplitudengang für alle Frequenzen bis 1 / delta t innerhalb des Toleranzintevalls liegt.
In der Messtechnik wird der Toleranzbereich auf +- 10% gesetzt.
108.) Beschreibe ein chemisches Verfahren zur Gaskonzentrationsmessung!
- mittels Gasprüfröhrchen
- mittels Wärmetönungssensor:
- vorgewärmtes Gas wird an einem Katalysator verbrannt was zu einer Wärmeerzeugung führt
- dies führt dann zu einem Temperaturanstieg im Katalysator welcher über eine Temperaturmesskette gemessen werden kann
- funktioniert für sämtliche brennbaren Gase
mittels Festkörper- Ionenleiter:
- eine Keramik aus ZrO2 und Y2O3 wird bei Temperaturen > 350°C leitfähig
- dadurch kommt es zu einem Stromfluss durch O2- Ionen Wanderung
- dadurch erhält man eine Spannung welche ein Maß für die relative Sauerstoffkonzentration ist
mittels optischer Analyse:
- es wird die Absorption von Licht in Gasen gemessen
- dabei kommt es zu einer spezifischen Schwächung bei bestimmten Wellenlängen in einem kontinuierlichen Spektrum
- die zugehörenden Eigenfrequenzen entsprechen der im Gas enthaltenen Atomen oder Molekülen
- dieses Spektrum wird mit einem Satz von Referenzspektren verglichen woraus man einen Rückschluss auf die Zusammensetzung des Gases ziehen kann
109.) Beschreibe ein Verfahren zur Messung von Feinstaub!
mittels Streulichtspektrometer:
- Licht wird gezielt in ein Gehäse gebracht
- darin befindliche Staub zerstreut dieses Licht -> Streulicht
- dieses Streulicht ist proportional zur Partikelgröße
- man führt also eine Pulshöhenanalyse des Streulichtes durch und kann so Rückschlüsse auf die Partikelgröße ziehen
mechanisch mittels Filterwägung:
- man führt einen Luftstrom über einen definierten Filter
- durch einen Vergleich der Massen des Filters vorher und nachher kann man auf die Konzentration zurückschliessen
- eine kontinuierliche Messung erhält man durch einen in Schwingung versetzten Kegel
- man misst dessen Eigenfrequenz im sauberen und im verunreinigten Zustand
- die Eigenfrequenz steigt mit steigender Verunreinigung
1.) Was ist Messtechnik?
Gesamtheit der Verfahren und Geräte zum experimentellen Bestimmen zahlenmäßig erfassbarer Größen in Wissenschaft und Technik.
2.) Was ist ein Messglied?
Komponente eines (Mess-) systems
3.) Formel für Radialkraft
Fr = m * (2 * pi * n )² * r = m * omega² * r
4.) Was ist ein Signal?
- ist eine veränderliche physikalische Größe der eindeutig eine Information (Parameter) zugeordnet ist.
5.) Wie wird ein lineares Übertragungsglied dargestelt?
6.) Häufig verwendetes Verfahren zu Durchflussmessung?
-> Wirkdruckverfahren
Das Messprinzip von Wirkdruck-Durchflussmessaufnehmern beruht auf einer durch Verengung des Strömungsquerschnittes verursachten Druckdifferenz Δp, die mit dem Volumenstrom in Beziehung steht.
7.) Welchen Widerstand R0 hat eine Pt - 100 bei 0°C?
8.) Wie sieht eine
a) progressive
b) degressive
c) lineare
Kennlinie aus?
siehe Skizze:
9.) Wie lautet das 1. Kirchhoffsche Gesetz? (Knotenregel)
In einem Knotenpunkt ist die Summe der zufließenden Ströme gleich der Summe der abfließenden Ströme.
oder:
die Summe alles Ströme = Null
10.) Wie lautet das 2. Kirchhoffsche Gesetzt? (Maschenregel)
In einer Masche ist die Summe aller Teilspannungen, während eines Umlaufes, gleich Null.
11.) Wie erfolgt eine Spannungsmessung?
12.) Um was für ein Stellglied handelt es sich?
- ein Stellglied das ohne Hilfsernergie schliesst
13.) Wie erfolgt eine Strommessung?
14.) Wieviele SI - Basiseinheiten gibt es und welche sind es?
- 7
- Länge [m],
- Masse [kg],
- Zeit [s],
- elektrische Stromstärke [A],
- thermoynamische Temperatur [K],
- Stoffmenge [mol],
- Lichtstärke [cd]
15.) Wie lautet das Ohmsche Gesetz?
16.) Wie ist der Messbereich bei der Spannungsmessung erweiterbar?
- durch Vorschaltung eines Widerstandes in Reihe zu Spannungsmessgerät -> Spannungsteiler
17.) Wie ist der Messbereich bei der Strommessung erweiterbar?
- durch Vorschaltung eines Widerstandes parallel zum Strommessgerät
18.) Worin liegt der Vorteil in der Messung eines Widerstandes mittels Wheatstonscher Brückenschaltung?
Wenn 3 der 4 Widerstände bekannt sind so lässt sich der 4. Widerstand durch Abgleich der Messbrücke auf
UD = 0 bestimmen.
R1gesucht = R2bekannt * R3bekannt / R4bekannt
Des Weiteren ist eine Ausschlagsmessung möglich. Dabei gilt:
- benachbarte Widerstandsänderungen werden subtrahiert
- diagonale werden addiert
Dies kann zum Verstärken von Signalen und zur Kompensation von Quereinflüssen genutzt werden.
19.) Welche Aussage ist richtig?
20.) Beschreibe das Messprinzip von HALL- Sensoren!
Auf einen Stromdurchflossenenleiter wirkt senkrecht zu Stromfluss ein Magnetfeld. Damit wirkt die Lorentzkraft ( Senkrecht zu Strom und Magnetfeldrichtung) auf die Elektronen und führt zu einer Ladungsverschiebung. Daraus ensteht eine Hallspannung welche bei einem festem Strom proportional zum Magnetfeld ist. Somit kann man in Richtung der Lorentzkraft eine Spannung ( die Hallspanung) messen.
- Rechte- Hand- Regel weil technische Stromrichtung relevant
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Lernkarten
49.) Was ist bei der Messung einer Temeratur mittels Thermoelement beim Anschluss eines Messgerätes zu beachten?
Die beiben Anschlüsse des Messgerätes müssen sich auf dem gleichen Temperaturniveau befinden.
50.) Was trifft auf einen idealen, schwarzen Strahler zu? ( Kirchhoffsches Strahlungs Gesetz)
Emmissionsgrad = Absorptionsgrad = 1
d.h. er sendet die bei seiner Temperatur maximale Strahlungsleistung aus.
51.) Wie lautet das Stefan- Boltzmann- Gesetz?
P = epsilon * sigma * A * T^4
52.) Wie lautet das Wiensche Verschiebungsgesetz?
lambdamax = (2897,8 mükrom ) / ( T / [K] )
53.) Welche Aussage ist richtig?
54.) Zu welcher Potenz geht die Temperaur in die Strahlungsleistung ein?
55.) Können pyroelektrische Detektoren zur Untersuchung stationäer Temperaturverteilungen verwendet werden?
56.) Welche Aussage im Bezug auf die Messung mit einen Mikrobolometer ist richtig?
57.) Was sind T1 Glieder?
Übertragungsglieder mit Energiespeicher, daher die Verzögerung T1
58.) Welche Aussage ist richtig?
59.) Die Impulsantwort eines P- Gliedes ist gleich der
Sprungantwort eines D- Gliedes.
60.) Die Stoßantwort eines I- Gliedes ist gleich
der Sprungsantwort eines P- Gliedes und der Anstiegsantwort eines D- Gliedes.
61.) Die Anstiegsantwort eines P- Gliedes ist gleich
der Sprungantwort eines I- Gliedes.
62.)Um was für eine normierte Antwortfunktion handelt es sich?
Sprungantwort eines P- Gliedes
Stoßantwort eines I- Gliedes
Anstiegsantwort eines D- Gliedes
63.) Um was für eine normierte Antwortfunktion handelt es sich?
- Sprungantwort eines I- Gliedes
- Anstiegsantwort eines P- Gliedes
64.) Um was für eine normierte Antwortfunktion handelt es sich?
- Sprungantwort eines D- Gliedes
- Stoßantwort eines P- Gliedes
65.) Welchem Verhalten beim P- Glied entspricht die Sprungantwort beim I- Glied?
66.) Die Anstiegsantwort des D- Gliedes entspricht der
67.) Um was für ein Stellglied handelt es sich?
68.) Nenne die Formel für die Lorentzkraft.
FL= q * v * B
69.) Um was für eine normierte Antwortfunktion handelt es sich?
Stoßantwort eines I- Gliedes
Sprungantwort eines P- Gliedes
Anstiegsantwort eines D- Gliedes
70.) Um was für eine normierte Antwortfunktion handelt es sich?
Sprungantwort eines I- Gliedes
Anstiegsantwort eines p- Gliedes
71.) Um was für eine normierte Antwortfunktion handelt es sich?
Stoßantwort eines P- Gliedes
Sprungantwort eines D- Gliedes
72.) Um was für eine normierte Antwortfunktion handelt es sich?
Anstiegsantwort eines I- Gliedes
73.) Um was für eine normierte Antwortfunktion handelt es sich?
Stoßantwort eines D- Gliedes
74.) Die Laplacetransformierte eines Stoßes ist
75.) Die Laplacetransformierte eines Anstieges ist
76.) Die Laplacetransformierte einer Rampe ist
77.) Nenne die Spannung über eines Spule!
U = L * dI / dt
78.) Nenne die Spannung über einem Kondensator!
U = 1 / C * Integral über I nach dt
79.) Was wird aus einer Ableitung bei Laplace- Transformation?
80.) Was ist die Übertragungfunktion?
81.) Was steht im Nenner der Übertragungsfunktion eines PT1- , DT1- , IT1- Gliedes?
82.) Was steht im Zähler der Übertragungsfunktion?
die Basischarakteristik, d. h.
bei PT0 und PT1 => k
bei DT0und DT1 => k * p
bei IT0und IT1 => k / p
83.) Die Übertragungsfunktionen von nacheinandergeschalteten (in Reihe geschalteten) Übertragungsgliedern können im Frequenzbereich einfach
84.) Die Übertragungsfunktionen von nebeneinandergeschalteten ( parallelgeschalteten) Übertragungsgliedern können im Frequenzbereich einfach
85.) Was für ein Übertragungsverhalten weist ein Übertragungsglied auf, welches im Nenner der Übertragungsfunktion ein p hoch 15 aufweist?
ein T15 Verhalten, dies führt dann im Zeitbereich auf eine DGL 15. Ordnung
86.) Was steht im Nenner der Übertragungsfunktion eines PT0-, DT0-, IT0- Gliedes?
87.) Was gibt der Frequenzgang an!
Er gibt an wie sich das Übertragungsverhalten ändert wenn ich Signale mit unterschiedlichen Frequenzen in ein System hineingebe.
88.) Zur vollständigen konjungiert komplexen Erweiterung fehlen im Bild, genauer in den beiden Kreisen, noch 2 Rechenzeichen. Welche sind es?
