Lehre

Grundlagenmodul Messtechnik

Lehrnziele

Der Messprozess beschreibt die Erfassung physikalischer Größen wie beispielsweise Länge, Masse, Kraft, Druck, elektrische Stromstärke, Temperatur oder Zeit und die Zuordnung des Messwertes zu einer Einheit. Der Messwert ist erst vollständig, wenn er mit einer Unsicherheit angegeben wird. Die Unsicherheit wird dabei nach den Vorgaben des GUM (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement) bestimmt. Da Sensoren in der Regel zeitabhängige Signale in analoger oder digitaler Form ausgeben können fällt die Beschreibung zeitabhängiger Signale mit Rauschen auch in den Bereich der Messtechnik. Darüber hinaus beschäftigt sich die Messtechnik mit dem Entwurf und der Realisierung von Messsystemen, wobei hier das Erreichen einer möglichst hohen Sensitivität und einer möglichst kleinen Messunsicherheit ein zentrales Ziel des Entwurfs ist.

Ziel der Lehre in der Messtechnik ist es, die Studierenden mit dem Sprachgebrauch und den Methoden der Messtechnik vertraut zu machen. Lehrveranstaltungen in der Messtechnik sollen die Studierenden in die Lage versetzen, richtig zu messen und Messergebnisse richtig zu protokollieren.

Der AHMT hält folgende Lernziele für eine Grundlagenvorlesung Messtechnik für notwendig:

• Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls kennen die Studierenden
  1. das SI-Einheitensystem,
  2. metrologische Begriffe,
  3. wichtige Sensoren,
  4. Kenngrößen von A/D-Umsetzern
  5. den GUM
• Außerdem können die Studierenden anwenden

1. wie statistisches Auswerten von Messreihen,
2. Messbrücken berechnen und dimensionieren,
3. Messverstärker berechnen und dimensionieren,
4. A/D-Umsetzer für eine gegebene Aufgabe richtig aussuchen,
5. Übertragungsverhalten von Sensoren im Zeit- und Frequenzbereich verstehen.

• Des Weiteren können die Studierenden analysieren und bewerten

1. ein beliebiges Messsystem analysieren, indem sie dieses in Subsysteme zerlegen, diese hinsichtlich ihres Übertragungsverhaltens und relevanter Einflussgrößen beschreiben, um geeignete Messsysteme auszuwählen
2. eine beliebige Messaufgabe analysieren, indem sie Messgrößen, messtechnische Anforderungen sowie mögliche Quereinflüssen beschreiben, um die Auswahl bzw. die Konzeptionierung eines Messsystems zu ermöglichen, die Güte von Messungen bewerten, indem sie das Messsystem geeignet modellieren, Messabweichungen und Messunsicherheiten beschreiben und das Standard-GUM-Verfahren anwenden können, um die Aussagekraft der Messdaten im Kontext einer spezifischen Anwendung zu berücksichtigen.

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