Praktikum Antriebssystemtechnik - Elektrisches Messen mechanischer Größen

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Oskar Scholz
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1 Praktikum Antriebssystemtechnik - Elektrisches Messen mechanischer Größen Name: Vorname: Mat.-Nr.: Studiengang: Datum: Note: Betreuer: Dipl.-Ing. Matthias vom Stein / fml

2 Versuch 1: Drehzahl und Beschleunigung Zu 4.1.1: a) Skizzieren Sie das Ausgangssignal des optischen Gebers. Welche Art von Spannungssignal wird dargestellt (mit kurzer Begründung)? Zu 4.1.2: b) Auf welchem physikalischen Wirkprinzip beruht die Funktionsweise des optischen Gebers? Erläutern Sie dieses. c) Bestimmen Sie die Motordrehzahl in Umdrehung pro Minute! (siehe Anlage: Versuch Flankenzählung)

3 Zu 4.1.3: d) Auf welchem physikalischen Wirkprinzip beruht die Funktionsweise des eingesetzten Beschleunigungsaufnehmers? Erläutern Sie dieses. e) Beschreiben und begründen Sie die Vorgehensweise bei der Kalibrierung des Beschleunigungsaufnehmers in diesem Versuch. f) Skizzieren Sie den prinzipiellen Beschleunigungsverlauf ohne Tiefpassfilter und nennen Sie mögliche Ursachen für die auftretenden Störsignale. 3

4 g) Welche Grenzfrequenz ist bei der Messung mit Tiefpassfilter zweckmäßigerweise zu wählen, wenn die Motordrehzahl 240 U/min beträgt? Begründen Sie Aussage. 4

5 Versuch 2: Zugbelastung a) Fertigen Sie ein Wertetabelle an, bei dem die jeweilige tatsächliche Dehnung ε beider Messungen und die Kraft F (Ringkraftmesser) aufgetragen ist. 5

6 b) Stellen Sie tabellarisch die Spannungswerte in den Zugstäben aus den DMS- Messungen den Spannungswerten der Ringkraftmessung gegenüber und beurteilen Sie die Abweichungen. Geben Sie auch hier die entsprechende Wertetabelle an (Berechnung muss nachvollziehbar sein)! c) Wie interpretieren Sie das Messergebnis? Liegt ein Fehler vor; wenn ja, welcher? (Begründung) 6

7 Versuch 3 : Biegung a) Skizzieren Sie die Position und Anzahl der DMS auf dem Biegebalken. Kennzeichnen Sie die aktiven DMS. b) Stellen Sie die tatsächliche Dehnung ε und die Spannung σ in einer Messtabelle dar. (Berechnung sollte nachvollziehbar sein!) 7

8 c) Zeichnen Sie die Messkurve σ = f(s). d) Ist für diese Belastung das Hookesche Gesetz noch gültig? (mit Begründung) e) Wo tritt das maximale Biegemoment bei diesem Versuch auf? 8

9 Versuch 4: Torsion a) Skizzieren Sie die Position und Lage sowie die Anzahl der DMS auf dem Torsionsrohr. Kennzeichnen Sie die aktiven DMS. b) Welches Moment MT und welche Verdrillung φ entsprechen einer halben Flügelmutterumdrehung? c) Zeichnen Sie das Torsionsrohr mit Belastungsmoment und geben Sie daran die Richtung der maximalen Schubspannung an. d) Wie groß sind unter der gegebenen Belastung die maximale und minimale Normalspannung? (einfache Antwort mit Begründung) 9

10 e) Wie muss der Außendurchmesser des Torsionsrohres verändert werden, um die Verdrillung bei gleicher Belastung zu halbieren? Geben Sie die prozentuale Veränderung an. Versuch 5: DMS Selbstkleben a) Beschreiben Sie in wenigen Stichpunkten die Vorgehensweise des Klebens von DMS, wenn Sie die maximale Spannung eines auf Biegung belasteten einseitig eingespannten Balkens ermitteln wollen? Reicht ein DMS für eine qualitativ zuverlässige Aussage aus (mit Begründung). 10

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