Das Praktikum Mess- und Sensortechnik

Das Praktikum umfasst drei Laborversuche. Zunächst erhält jede/r Student/in eine Studentenversion des Messautomatisierungsprogramms LabVIEW. Nach der Installation auf dem eigenen PC kann so zunächst der Umgang mit dem Programm erlernt werden.

Im Laborversuch "Messen mit LabVIEW" wird dann die Aufnahme von Messsignalen mittels PC-gestützter Mess-Hardware erlernt. Im folgenden Laborversuch "Temperatursensoren" werden verschiedene Temperatursensoren vermessen und kalibriert. Daran schließt sich der der Versuch "Ultraschall-Sensoren" an.

Im ersten Laborversuch steht die Nutzung von Datenaufnahme-Hardware (USB-6009) und deren Einbindung in LabVIEW-Programme im Mittelpunkt. Neben der Darstellung und Sicherung von Messdaten wird besonderes Augenmerk auf Messfehler durch schlechte Gerätekonfiguration gelegt.

So wird den Studierenden z.B. vor Augen geführt, dass die nominelle Bitzahl eines Analog-Digital-Converters kaum eine Rolle spielt; entscheidend ist dagegen die effektive Bitzahl, die sich aufgrund des Eigenrauschens und eines ggf. falsch gewählten Messbereichs deutlich kleiner darstellt.

Ähnliche Aha-Erlebnisse zeigen sich bei Abtastung eines Signals ohne Beachtung des Abtastkriteriums. Dies hilft doch sehr, die bei den Studenten vorherrschende Rechnergläubigkeit ("Da der Computer alles automatisch konfiguriert, kann man selbst kaum noch was falsch machen...") zu erschüttern.

Das dritte behandelte Thema sind Störeinkopplungen. Dazu wird eine Sensorleitung kapazitiven Einstrahlungen ausgesetzt. Mittels verschiedener Leitungen (parallel, verdrillt, abgeschirmt) und unterschiedlicher Eingangskonfigurationen der Messhardware (massebezogen, differentiell) werden die optimalen Lösungen erarbeitet.

In diesem Versuch werden drei verschiedene Temperatursensoren untersucht und kalibriert. Zunächst untersuchen die Studenten den Effekt der Eigenerwärmung bei zu hohem Messstrom eines Sensors.

Anschließend wird halbautomatisch die Kalibrierkurve eines Siliziumsensors aufgenommen. Dies ist die Grundlage zur Programmierung eines Thermometers mit dem untersuchten Sensor.

Als weitere Untersuchungsobjekte dienen ein Bandgapsensor und ein Thermoelement, die jeweils auf ihre besonderen Eigenschaften hin betrachtet werden.

Thema dieses Versuchs sind die Eigenschaften und der Einsatz von Ultraschallsensoren.

Die erste Aufgabe besteht hier in der Aufnahme der Abstrahlcharakteristik von Einzel- und von Doppelwandlern.

Anschließend wird das Puls-Echo-Verfahren untersucht. Neben einem kommerziellen Sensor wird dazu ein Eigenbau-Sensor eingesetzt.

Dieser kann zum Abschluss dazu genutzt werden, um in Kombination mit dem PC ein "Parkpiloten" zu realisieren.