MTSS
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Welche Eigenschaften hat ein solcher Filter bei Benutzung eines kleinen Widerstandes R?
Niedriges Eigenrauschen, kleine Eingangsimpedanz
Welche Eigenschaften hat ein solcher Filter bei Benutzung eines grossen Widerstandes R?
Hohes Eigenrauschen, hohe Ausgangsimpedanz
Was ist der Effekt eines passiven Hochpassfilters in einem elektrischen Schaltkreis?
Auch Tiefensperre, ist ein Filter der Frequenzen oberhalb einer Grenzfrequenz ungeschwächt passieren lässt und tiefere Frequenzen dämpft.
An einen passiven Hochpassfilter wird folgendes Rechtecksignal angelegt:
Wie sieht das resultierende Stromsignal über den Kondensator aus?
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- Zeichnen Sie ein vollständiges Bode-Diagramm für einen passiven Hochpass mit -3dB Grenzfrequenz bei 1kHz.
(nur bei 1000 Hz, nicht bei 100!!!)
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Zeichnen Sie das Schaltbild eines passiven Tiefpasses auf Widerstand R und Kapazität C
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Wie ist die -3dB Grenzfrequenz eines solchen Filters festgelegt?
fG = 1/2* Pi * RC
Welche Eigenschaften hat ein solcher Filter bei Benutzung eines kleinen Widerstandes R?
Niedriges Eigenrauschen, kleine Eingangsimpedanz
Welche Eigenschaften hat ein solcher Filter bei Benutzung eines grossen Widerstandes R?
Hohes Eigenrauschen, hohe Ausgangsimpedanz
Was ist der Effekt eines passiven Tiefpassfilters in einem elektrischen Schaltkreis?
Filter, der Signalanteile mit Frequenzen unterhalb einer Grenzfrequenz annähernd ungeschwächt passieren lässt, Anteile mit höheren Frequenzen dagegen abschwächt. Auch jede Art von mechanischer Trägheit wirkt sich Tiefpass-bildend aus. Mit der Abschwächung verbunden ist eine Zeitverzögerung, durch die sich bei sinusförmigem Signalverlauf die Phase verschiebt
Zeichnen Sie ein vollständiges Bode-Diagramm für einen passiven Tiefpass mit -3dB Grenzfrequenz bei 1kHz
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Was versteht man unter einem Bandpassfilter?
Filter bezeichnet, das in einem Signalweg lediglich ein Band passieren lässt, also die Frequenzen eines bestimmten Bereiches.
- Die Frequenzbereiche unterhalb und oberhalb des Durchlassbereiches werden dabei gesperrt oder deutlich abgeschwächt.
- Ein Bandpass stellt das Gegenstück zur Bandsperre dar.
- Je nach Anwendungsbereich handelt es sich dabei um optische, akustische oder elektrische Bandpassfilter.
- Ein spezieller, schmalbandiger elektrischer Bandpass ist das Bandfilter (z.B. Kanaltrennung in Zwischenfrequenzverstärkern)
Filter bezeichnet, das in einem Signalweg lediglich ein Band passieren lässt, also die Frequenzen eines bestimmten Bereiches.
- Die Frequenzbereiche unterhalb und oberhalb des Durchlassbereiches werden dabei gesperrt oder deutlich abgeschwächt.
- Ein Bandpass stellt das Gegenstück zur Bandsperre dar.
- Je nach Anwendungsbereich handelt es sich dabei um optische, akustische oder elektrische Bandpassfilter.
- Ein spezieller, schmalbandiger elektrischer Bandpass ist das Bandfilter (z.B. Kanaltrennung in Zwischenfrequenzverstärkern)
Filter bezeichnet, das in einem Signalweg lediglich ein Band passieren lässt, also die Frequenzen eines bestimmten Bereiches.
- Die Frequenzbereiche unterhalb und oberhalb des Durchlassbereiches werden dabei gesperrt oder deutlich abgeschwächt.
- Ein Bandpass stellt das Gegenstück zur Bandsperre dar.
- Je nach Anwendungsbereich handelt es sich dabei um optische, akustische oder elektrische Bandpassfilter.
- Ein spezieller, schmalbandiger elektrischer Bandpass ist das Bandfilter (z.B. Kanaltrennung in Zwischenfrequenzverstärkern)
Wie ist die Bandbreite eines Bandpassfilters definiert und wie wird die Mittenfrequenz ermittelt?
Der Durchlassbereich, der aus der Übertragungsfunktion ersichtlich ist, ist durch eine Bandbreite B um die Mittenfrequenz f0 charakterisiert. Die Mittenfrequenz wird auch als Resonanzfrequenz bezeichnet und ist definiert als das geometrische Mittel des Produkts von fH und fL:
f0 = Wurzel(fH * fL)
Die Bandbreite B des Filters stellt die Differenz zwischen der oberen Grenzfrequenz fH und der unteren Grenzfrequenz fL dar. Bei technischen Systemen wird als Wert, an dem der Übergang zwischen dem Sperrbereich und dem Durchlassbereich erfolgt, üblicherweise eine Reduktion um 3 dB gegenüber dem Maximalwert definiert.
Was versteht man unter einem Bandstoppfilter?
- Filter, das ein bestimmtes, meist breites Frequenzband
abschwächt und im Grenzfall nicht passieren lässt. Dabei werden in analogen Schaltungsstrukturen Serien- und Parallelschwingkreise gegenüber dem Bandpass vertauscht, woraus das dazu entgegengesetzte Verhalten resultiert.
Im Unterschied zu einem Kerbfilter (notch filter) weist die Bandsperre eine größere Bandbreite im Sperrbereich auf.
Wie wird die Mittenfrequenz einer Bandsperre ermittelt?
Die Mittenfrequenz ist das geometrische Mittel aus der oberen und unteren Grenzfrequenz: .
Bei der statischen Frequenzgangveränderung, der Emphasis und der Deemphasis, wird anstatt der Grenzfrequenz üblicherweise die Zeitkonstante angegeben.
Die Mittenfrequenz ist das geometrische Mittel aus der oberen und unteren Grenzfrequenz: .
Bei der statischen Frequenzgangveränderung, der Emphasis und der Deemphasis, wird anstatt der Grenzfrequenz üblicherweise die Zeitkonstante angegeben.
Die Mittenfrequenz ist das geometrische Mittel aus der oberen und unteren Grenzfrequenz: .
Bei der statischen Frequenzgangveränderung, der Emphasis und der Deemphasis, wird anstatt der Grenzfrequenz üblicherweise die Zeitkonstante angegeben.
Die Mittenfrequenz ist das geometrische Mittel aus der oberen und unteren Grenzfrequenz:
f0 = Wurzel(f2 * f1)
Bei der statischen Frequenzgangveränderung, der Emphasis und der Deemphasis, wird anstatt der Grenzfrequenz üblicherweise die Zeitkonstante angegeben.
Was versteht man unter einem Kerbfilter und wozu werden solche Filter eingesetzt?
Elektronischer Filter, mit dem Frequenzen innerhalb eines engen Frequenzbereiches ausgefiltert werden können. Praktisch wird eine Kerbe in das Frequenzband eingefügt. Kerbfilter gehören zur Gruppe der Bandsperrfilter, auch ein Frequenzsperrfilter bzw. Frequenzfalle genannt.
Wie ist das Signal-zu-Rausch-Verhältnis einer Messgrösse definiert?
Maß für die technische Qualität eines Nutzsignals, das von einem Rauschsignal überlagert ist. Es ist definiert als das Verhältnis der mittleren Leistung des Nutzsignals zur mittleren Rauschleistung des Störsignals.
Welche mathematische Vorschrift wird in einem Lock-In Verstärker ausgenutzt?
Phasenempfindlicher GleichrichteràKreuzkorrelation zw. zwei Signalen:
Welches sind die beiden Grundkomponenten eines Lock-In Verstärkers?
Multiplikator, Integrator
Wie stark kann das Signal-zu-Rausch-Verhältnis mit guten, modernen Lock-In Verstärkern verbessert werden?
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- Wie sind die Grundlagen der Messtechnik nach DIN 1319 definiert? Machen Sie eine kleine Skizze.
Regelkreis: Elektronisch, Mechanisch, Beobachter
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Welche Messaufgabe hat der Messaufnehmer (Sensor)?
Wandelt Signal in Information enthaltendes Ausgangssignal um
Welche Aufgabe hat ein Messgerät?
Wandelt sein Eingangssignal in vom Menschen wahrnehmbares Ausgangssignal (optisch, akustisch, haptisch)
Welche Messaufgabe hat der Beobachter?
Interpretiert Informationen
Erklären Sie den Unterschied zwischen direktem und indirektem Messen?
Direkt: Vergleich der unbekannten Messgröße mit einer physikalisch gleichartigen, aber bekannten und einstellbaren Größe
Indirekt: Umwandlung der Messgröße zunächst im Messaufnehmer in eine andere (meist elektrische) Messgröße
Zählen Sie die sieben Basiseinheiten des ‚ Système international d’unités‘ (SI) auf.
m, kg, s, A, K (Kelvin), cD (Candela), mol
Wie ist die Definition eines Messwertes?
Wert, der zur Messgröße gehört und der Ausgabe eines Messgerätes eindeutig zugeordnet ist.
Welche vier Messvoraussetzungen sollten bei einer Messung idealerweise vorliegen?
Eindeutig, zeitunabhängig, reproduzierbar, ohne Querempfundlichkeit
Was ist ein Messergebnis?
- Resultat einer genau geregelten Vorgehensweise, die optimal ist um
- Den Messwert zu ermitteln, der möglichst nahe am wahren Wert ist
- Den systematischen Fehler zu korrigieren
- Den zufälligen Fehler zu ermitteln und zu berücksichtigen
Was versteht man unter einem Messbereich eines Messgeräts?
Bereich derjenigen Werte der Messgröße, für den gefordert ist, dass die Messabweichungen eines Messgerätes innerhalb festgelegter Grenzen bleiben
Was versteht man unter der Ansprechschwelle eines Messgeräts?
Die Ansprechschwelle ist die kleinste Änderung des Wertes der Eingangsgröße, die zu einer erkennbaren Änderung des Wertes der Ausgangsgröße eines Messgerätes führt. Die Ansprechschwelle ist in verschiedenen Messbereichen unterschiedlich, da die Verstärkung unterschiedlich ist.
Was versteht man unter der Empfindlichkeit eines Messgeräts?
Die Empfindlichkeit ist die Änderung des Wertes der Ausgangsgröße eines Messgerätes bezogen auf die sie verursachende Änderung des Wertes der Eingangsgröße. Die Empfindlichkeit sollte in verschiedenen Messbereichen gleich sein, im Allgemeinen treten hier Messabweichungen auf.
Was versteht man unter der Auflösung eines Messgeräts?
Kleinste Änderung der Eingangsgröße, die zu einer eindeutigen und reproduzierbaren Änderung der Ausgangsgröße führt.
Wie ist nach dem Coulomb-Gesetz die Abstandsabhängigkeit der elektrostatischen Kraftwirkung mit dem Abstand zweier Ladungen r?
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Was ist die Definition des elektrischen Potenzials und welche Einheit hat es?
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Wie heisst die Fläche, die aus den Punkten mit gleichem Potenzial gebildet wird und wie verhalten sich dazu die Feldlinien der elektrischen Feldstärke?
Äquipotenzialfläche, die Feldlinien der elektrischen Feldstärke stehen senkrecht auf den Äquipotenzialflächen.
Wie ist die elektrische Spannung definiert?
Über die elektrische Arbeit bei Verschiebung einer Ladung q von 1 nach 2 in einem elektrischen Feld definiert
Wie sind die Begriffe Spannungsabfall und Quellenspannung definiert?
Spannungsabfall: positive Ladung wird in Feldrichtung verschoben
Quellenspannung: positive Ladung wird gegen Feldrichtung verschoben
Was ist die Definition des elektrischen Stroms und welche Einheit hat er?
Bewegte elektrische Ladungen bedeuten einen Stromfluss, dessen Menge durch die Stromstärke charakterisiert wird:
Nennen Sie mind. 4 der 5 besprochenen Stromtypen
Gleichstrom (DC)
Wechselstrom (AC)
aperiodischer Strom
„Mischstrom, per“,
-
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-
Lernkarten
Beschreiben Sie eine Sprungfunktion.
Ermittlung der Übertragungsfunktion einer Messeinrichtung durch die sprunghafte Änderung des Eingangssignals:
Einheitssprung (Heavyside-θ-Funktion) oder idealer Impuls (δ-Funktion)
Was versteht man unter einer Sensorzeitkonstante?
Bis der Sensor sich an die zu messende Eigenschaft des Messobjekts angeglichen hat, vergeht eine Zeit
Was versteht man unter einer Wandlungszeitkonstante?
Die Zeit, die der Sensor zur Umwandlung der Eingangsgröße in die Ausgangsgröße benötigt, ist meistens sehr kurz. Oft begrenzt nur die Lichtgeschwindigkeit diese Wandlungszeit. Beispiel: t = s / cmat , cmat = cvak / n, cvak = 2,998*108 m/s
Was versteht man unter der Einstelldauer?
Sprunghafte Änderung der Eingangsgröße => Wert der Ausgangsgröße bleibt dauernd innerhalb vorgegebener Grenzen -> Dynamische Messunsicherheit
Beschreiben Sie den Begriff der Totzeit anhand einer kleinen Skizze.
Zeit, die vergeht, bis Messgerät Veränderung der Messgröße anzeigt. Nicht verwechseln mit Trägheit des Systems!
Zeitverhalten bei einem Einheitssprung: Beschrieben Sie die Begriffe Zeitverhalten 1. Ordnung, Überschwingen, Verzugszeit und Totzeit.
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Was versteht man unter dem Begriff Spektrum?
Reihe von Messwerten, die mit sinusförmigen Signalen
unterschiedlicher Frequenz aufgenommen wurden
Wofür kann die mathematische Vorschrift der direkten und der inversen Fouriertransformation genutzt werden?
In vielen Einsatzgebieten wird sie dazu verwendet, um für zeitliche Signale (z. B. ein Sprachsignal oder einen Spannungsverlauf) das Frequenzspektrum zu berechnen (vgl. Fourier-Analyse).
Was versteht man unter dem Begriff Impedanz?
Auch Wechselstromwiderstand, gibt das Verhältnis von elektrischer Spannung an einem Verbraucher (Bauelement, Leitung usw.) zu aufgenommenem Strom an. Diese physikalische Größe wird im allgemeinen vorteilhaft als komplexwertige Funktion der Frequenz angegeben.
Welche Eigenschaften werden durch eine Impedanz beschrieben?
- eines Bauelementes, genau gesagt eines linearen passiven Zweipols, beim Fluss eines elektrischen Wechselstromes (siehe auch komplexe Wechselstromrechnung),
- einer Leitung oder eines Mediums bei der elektromagnetischen Wellenausbreitung (siehe auch Wellenimpedanz).
Welche beiden Aussagen fasst der Begriff Impedanz ist in der Wechselstromtechnik zusammen?
- Sie gibt das Verhältnis der Amplituden von sinusförmiger Wechselspannung zu sinusförmigem Wechselstrom an.
- Sie gibt die Phasenverschiebung zwischen diesen beiden Größen an.
Wie kann die Impedanz graphisch in der komplexen Ebene dargestellt werden? Machen Sie eine kleine Skizze.
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Wie lautet die Euler-Relation?
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Wie wird die Impedanz praktisch gemessen?
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Wie ist die Impedanz eines Kondensators C beschrieben?
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Wie ist die Phasenbeziehung von Strom und Spannung an einem Kondensator C?
Am Kondensator läuft der Strom der Spannung um 90° voraus
Wie lautet die Strom-Spannungsbeziehung an einem Kondensator und welche praktische Konsequenz ergibt sich aus der Randbedingung C=const?
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Aufladung eines Kondensator in einer RC-Schaltung: Wie verhalten sich Strom und Spannung qualitativ? Zeichnen Sie ein kleines Zeitdiagramm.
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Entladung eines Kondensator in einer RC-Schaltung: Wie verhalten sich Strom und Spannung qualitativ? Zeichnen Sie ein kleines Zeitdiagramm.
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Wie ist die Impedanz einer Spule L beschrieben?
Z=wL
Wie ist die Phasenbeziehung von Strom und Spannung an einer Spule L?
An der Spule läuft der Strom der Spannung um 90° nach
Wie ist die Impedanz eines Widerstandes R beschrieben?
Z = Wurzel((wL)² + R²)
Was versteht man unter einem Zeigerdiagramm?
Dreht sich der Spannungszeiger û im mathematisch positiven Sinn (d.h. Gegenuhrzeigersinn) mit der Winkelgeschwindigkeit w, so stellen die Projektionen der Zeigerspitze auf die ruhende Zeitlinie Z die Zeitwerte dar. Die Winkelgeschwindigkeit w des Zeigers ist gleich der Kreisfrequenz w=2Pi f
Wie lautet das Randles Modell als einfachstes elektrisches Ersatzschaltbild in der Elektrochemie? Was sind die Komponenten?
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Wann wird ein äquivalenter Ersatzschaltkreis einer Impedanzmessung als ‚ohmsch’ bezeichnet?
Wenn der Strom und die Spannung phasengleich sind.
Wann wird ein äquivalenter Ersatzschaltkreis einer Impedanzmessung als ‚kapazitiv’ bezeichnet?
- Wenn phi=90°, die der Strom eilt vor
Was sind die Komponenten eines Bode-Plots?
Absolutbetrag und den Phasenwinkel als Funktion der Frequenz
Was sind die Komponenten eines Nyquist-Plots (Ortskurve)?
Die Ortskurve ist die Darstellung der Impedanzvektoren in der komplexen Zahlenebene mit der Frequenz als Parameter.
Was versteht man unter dem Ausschlagverfahren bei einer Messung?
Änderung der Messgröße bewirkt Änderung der elektrischen Ausgangsgröße des Messaufnehmers.
Was versteht man unter dem Kompensationsverfahren bei einer Messung?
Direktes Messen: Vergleichen mit Kompensationssignal
Änderung der Messgröße bewirkt Änderung der elektrischen Ausgangsgröße des Messaufnehmers, die in Regelkreis kompensiert wird.
Wie wird das Kompensationsverfahren bei einer Messbrücke angewendet?
Diagonalspannung wird kompensiert durch Abgleich
Nennen Sie zwei Beispiele für einzelne Sensoren als Messaufnehmer
DMS an Stauchstab, Wegaufnehmer, Magnetfeldsensor, Widerstands-Thermometer
Beschreiben Sie das Prinzip eines Dehnungsmessstreifens. Was geschieht bei Dehnung- bzw. bei Stauchung?
Metallische Dehnungsmessstreifen basieren auf der Änderung des Widerstands durch Längen- und Querschnittsänderung.
- Wird DMS gedehnt: Widerstandszunahme
- Wird DMS gestaucht: Widerstandsabnahme
Wie kann ein Dehnungsmessstreifen zur Kraftmessung genutzt werden?
Erst das Aufbringen von DMS auf sich unter Krafteinwirkung verformende Körper macht aus den DMS Kraftsensoren! Bsp: Stauchzylinder, Biegebalken
Beschreiben Sie mögliche Anordnungen von kapazitiven Drucksensoren
- Differenzdruck gegen Referenz (Ausschlag-Sensor)
- Differenzdruck (p2 zur Kompensation)
- Absolutdruck (magnetische Kraft zur Kompensation)
Nennen Sie vier Beispiele von Temperatursensoren
Temperaturstandard, Widerstandsthermometer, Thermoelement, Strahlungsthermometer
Gasthermometer, Rauschthermometer, Flüssigkeitsthermometer, akustische Thermometer…
Welche Messfehler können sich bei der Temperaturmessung mit einem einzelnen Sensor ergeben?
Berührungsthermometer kann nur die Temperatur messen, die es selbst hat: Ausgleich der Temperatur ist erforderlich. Durch diesen Ausgleichsvorgang wird dem gemessenen Objekt Wärme entzogen und es entstehen Zeitverzögerungen (Wärmekapazität!)
Beschreiben Sie die Funktionsweise eines Pt100-Temperatursensors
Pt100-Sensoren sind Temperaturfühler, die auf der Widerstandsänderung von Platin unter Temperatureinfluss basieren. Es handelt sich um Widerstandsthermometer, und zwar um Kaltleiter (PTC). Die Platin-Temperatursensoren werden durch ihren Nennwiderstand R0 bei einer Temperatur von 0 °C charakterisiert.
Was versteht man unter einer Brückenschaltung?
Eine Brückenschaltung – auch H-Schaltung, H-Brücke oder Vollbrücke genannt – ist eine elektrische Schaltung, bei der in der Grundform fünf Zweipole in Form des Großbuchstabens H zusammengeschaltet sind.
Wie heisst die Querverbindung bei einer Brückenschaltung?
Brückenzweig
