Überblick

Beginn: 13.05.2024
Ende: 27.07.2024

Praktikums-Ankündigung SS 2024:

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Ziele und Inhalt:

• Das Praktikum ist auf die Vorlesung "Grundlagen der Mess- und Regelungstechnik" abgestimmt. Während diese nach Prinzipien und Teilsystemen geordnet ist, stehen im Praktikum Messverfahren für die wichtigsten industriellen Messgrößen im Vordergrund.

Voraussetzungen:

• Kenntnisse der Vorlesung "Grundlagen der Mess- und Regelungstechnik"

• Anmerkung:

  Jeder Versuchstermin beginnt mit einem ca. 30 min. Kolloquium. Es wird geprüft, ob Sie mit dem Stoff und dem Inhalt des Versuches vertraut sind. Erst bei bestandenem Kolloquium dürfen Sie den eigentlichen Versuch durchführen. Voraussetzung zum Bestehen des Kolloquiums ist eine gründliche Vorbereitung des jeweiligen Versuchs.

Anmeldung:

• Anmeldung auf dieser Webseite vom 03.04.2024, 10:00 Uhr - 24.04.2024, 23:59 Uhr
• Das Messtechnische Praktikum muss zusätzlich als Prüfungsleistung im CAS des KIT angemeldet werden!

Versuchsanleitungen:

• Kurzbeschreibung der Versuche:
  • A1 Temperaturmessung:
    In diesem Versuch werden die theoretischen Grundlagen zur Temperaturmessung, sowie Kalibrierung von Thermometern behandelt. Die Studenten lernen verschiedene Formen von Temperaturmessgeräten kennen und können diese ausprobieren. Fokus des Praktikums hier sind kontaktbehaftete Thermometer, wobei auch Pyrometer und Wärmebildkameras besprochen und ausprobiert werden.
  • A2 Wegmessung:
    Der Versuch "A2 Wegmessung" behandelt Prinzipien unterschiedlicher wegmessender Verfahren und diskutiert ihre Vor- und Nachteile. Als Beispiel der induktiven Wegmessung wird das Linearverhalten eines Differentialtauchankeraufnehmers vermessen. Bei den kapazitiven Wegaufnehmern wird das Fehlerverhalten eines Zylinderkondensators mit verschiebbarem Dielektrikum untersucht. Der Versuchsaufbau eines absolut codierten Weggebers veranschaulicht die Funktionsweise und das Fehlerverhalten verschiedener Codierungen. Als optischer Wegaufnehmer kommt eine Lasertriangulation mit Bildauswertung zum Einsatz. Zuletzt wird ein sonarbasiertes laufzeitmessendes Verfahren demonstriert.
  • B1 Brückenschaltung & Messprinzipien:
    Im Alltag begegnen uns häufig einfache Messaufgaben, wie zum Beispiel die Bestimmung der Masse eines Gegenstands, die jedoch nicht ohne Hilfsmittel zu erfassen sind. Häufig ist es sinnvoll, die physikalische Größe erst in eine andere Größe umzuwandeln. Da die Daten in der Regel zusätzlich elektronisch verarbeitet werden sollen, besteht die Aufgabe darin, die interessierende Größe in eine Spannungs- oder Widerstandsänderung zu überführen. In diesem Versuch werden verschiedene Prinzipien zur Messung physikalischer Größen vorgestellt. Am Beispiel der Brückenschaltung mit Dehnungsmessstreifen werden die Messverfahren und die Störkompensation veranschaulicht.
  • B2 A/D - Signalverarbeitung:
    Dieser Versuch beschäftigt sich mit der digitalen Verarbeitung analoger Signale. Dazu werden zunächst selbständig die benötigten mathematischen und messtechnischen Grundlagen wiederholt. Während des Versuchs wird die Theorie anhand der digitalen Verarbeitung von Audiosignalen praktisch nachvollzogen.
  • C1 Messen stochastischer Signale:
    Dieser Versuch gliedert sich in 2 Teile. Im ersten Teil wird aus einer Reihe von Beobachtungen die Erdbeschleunigung geschätzt. Aus gemessener Fallhöhe sowie Falldauer einer Kugel wird die interessierende Erdbeschleunigung abgeleitet.  Neben der eigentlichen Bestimmung des Messwerts (Erdbeschleunigung) ist eine Diskussion der Messgenauigkeit zwingend erforderlich, da ohne diese das Messergebnis keine Aussagekraft hat. In Teil zwei wird das Kalman Filter vorgestellt und anhand eines anschaulichen Beispiels erklärt.
  • D1 Systemidentifikation am Elektromotor:
    Während des Versuchsablaufs sollen die Frequenzgangverläufe zweier Systeme bestimmt werden. Anhand eines RC-Gliedes wird die Robustheit des Verfahrens bei Anwesenheit von Störungen demonstriert. Anschließend soll am Beispiel eines Asynchronmotors eine um einen Betriebspunkt linearisierte Strecke untersucht werden.
  • D2 Überkopfpendel:
    Das Überkopfpendel ist ein an einem motorisierten Schlitten befestigtes Pendel. Durch Aufschwingen wird das Pendel über den Schlitten bewegt und soll dort balanciert werden. Dazu wird die Pendelposition als Eingang für einen Regler verwendet, der das Pendel balanciert. Aufgabe ist die Modellierung des Pendels und Einstellung des Reglers.
  • D3 Mobile Roboterplattform:
    In diesem Praktikumsversuch soll die Funktionsweise eines Quadrokopters veranschaulicht werden. Ziel ist das autonome Nachfliegen einer roten Linie auf dem Boden, welche durch ein flexibles Seil dargestellt wird. Als notwendige Vorarbeit müssen zunächst die PID-Regler des Systems für Höhe und Gierwinkel mit der Methode von Ziegler-Nichols eingestellt werden. Ebenso ist die Erkennung der Linie auf Bildern der nach unten gerichteten Kamera zu programmieren.
• Detaillierte Versuchsanleitungen sind jedes Jahr ab Mitte April auf dieser Webseite verfügbar.
• Richtlinien und Laufzettel

Termine und Gruppeneinteilungen:

• Gruppenaufteilung und Versuchszuordnung wird am 02.05.2024 hier veröffentlicht
• Ein Gruppenwechsel während des Semesters ist nicht möglich!
• Raumplan

Termine:

V1:         13/05/24 - 16/05/24
V2:         03/06/24 - 06/06/24
V3:        10/06/24 - 13/06/24
V4:        17/06/24 - 20/06/24
V5:        24/06/24 - 27/06/24
V6:        01/07/24 - 04/07/24
V7:        08/07/24 - 11/07/24
V8:        15/07/24 - 18/07/24

Nachtermin

              22/07/24 - 24/07/24

-> Das Praktikum ist semesterbegleitend. In jeder Versuchswoche findet für die Gruppen ein Versuch entsprechend der Gruppeneinteilung statt.