Ausbildung der Studierenden

Ausstattung

1. Arbeitsplatzrechner mit eingebauter DAQ-Karte und Anschluss über BNC-Connectorblock
2. Digitales Speicheroszilloskop
3. Benchtop Digitalmultimeter
4. Handmultimeter
5. Funktionsgenerator
6. Netzgerät
7. Im Labor entwickeltes LCR-Messgerät mit USB-Schnittstelle zum Rechner
8. Biegestab mit aufgebrachten Dehnungsmessstreifen mit planarem Temperatursensor
9. Messobjekt und Sensor zur dynamischen Erfassung von Temperaturverläufen

Laborversuche

Es werden 4 Versuche auf dem Gebiet der Messung von elektrischen und nichtelektrischen Größen durchgeführt.

Messungen an technischen Verbrauchern

• Spulen mit und ohne Kernmaterial (Frequenzabhängigkeit, Einfluss des Kernmaterials, Verluste, Ersatzbilder)
• Elektrolyt, Kunststoff- und Keramikkondensatoren (Frequenzabhängigkeit, Verluste, Ersatzschaltbilder, Einfluss der Anschlussdrähte, typische Anwendungen
• Draht- und Schichtwiderstände (Frequenzabhängigkeit, Blindkomponenten, Ersatzschaltbilder, Fehler beim Einsatz als Spannungsteiler und Shunt-Widerstand)

Anwendung von Digitaloszilloskopen

Es werden Kenntnisse vertieft und Fähigkeiten im Umgang mit digitalen Speicheroszilloskopen (DSO´s) vermittelt. Dazu werden mit dem DSO diverse Messungen an verschiedenen Signalquellen durchgeführt.

• Einfluss von parasitären Kapazitäten und Induktivitäten auf Signalverläufe - Messung mit und ohne Tastkopf
• Vergleich Realtime- und Equivalent-Time Sampling
• Messungen von Anstiegszeiten bei Rechtecksignalen und Einfluss der Bandbreite verwendeter Komponenten
• Rückwirkungsfehler bei DSO-Messungen
• Erweiterte Triggermöglichkeiten

Sensoren und Brückenschaltungen

Es werden Kenntnisse und Fähigkeiten im Umgang mit Brückenschaltungen und Digitalmultimetern (DMM´s) vermittelt. Dazu werden mit zwei DMM´s diverse Messungen durchgeführt, schwerpunktmäßig an Brückenschaltungen mit und ohne DMS.

• Präzisionsmessungen von Strom und Spannung sowie Fortpflanzung sicherer Fehlergrenzen
• Rückwirkungsfehler bei Strommessung
• Widerstandsmessung in Zwei- und Vierleitertechnik
• Messreihen für Temperaturmessung automatisiert durchführen
• Einfluss von Störgrößen wie Temperatur beim Einsatz von DMS
• Kraftmessungen mittels DMS in Gleich- und Wechselstrombrücken

Rechnergesteuerte Messungen unter LabVIEW

Es werden erste Programmierkenntnisse mit LabVIEW vermittelt sowie der Umgang mit Spektrum-Analysatoren (DFT/FFT) vertieft. Weiterhin werden Fähigkeiten bei der Interpretation der Anzeigewerte von Digitalmultimetern in verschiedenen Messbereichen vermittelt.

• Erstellung eines LabVIEW-Programms zur Erfassung und grafischen Darstellung verschiedener Spannungsverläufe eines Funktionsgenerator über DAQ-Karte (Gesamtspannung und Wechselanteil)
• Berechnung von Signalkenngrößen (Effektivwert, u_ss, Tastgrad, Frequenz) mittels LabVIEW sowie Vergleich der parallel mit DMM´s gemessenen Ergebnisse.
• Einsatz eines virtuellen DFT/FFT-Spektrumanalysators (fertiges LabVIEW-Programm) zur Vertiefung der Kenntnisse über
• Spektraler Auflösung
• Leakage-Effekt
• Eigenschaften von Windows (z.B. Hanning und Flat-Top)
• Reduzierung des Rauschens durch Mittelwertbildung
• Rechnergestützte Aufzeichnung von Diodenkennlinien mittels DAQ-Karte und mittels Benchtop-Geräte (Digitalmultimeter und Funktionsgenerator)