Wiederholungsfragen IE vorläufig

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1 Wiederholungsfragen IE vorläufig Reglereinstellung nach Betragsoptimum, Kompensation der Knickfrequenzen, kleine Zeitkonstanten, Wahl der Reglerverstärkung Welche Grundsätzliche Idee liegt der Reglereinstellung nach dem Betragsoptimum zu Grunde? Welches Führungsverhalten hat ein geschlossener Regelkreis (RK) mit einem I-Regler und einer PT1-Strecke? Wie muss ein Regler beschaffen sein, damit Sie bei einer PT2-Strecke ein PT2- Führungsverhalten des geschlossenen RK erhalten? Wie muss ein Regler beschaffen sein, damit Sie bei einer PT3-Strecke ein PT2- Führungsverhalten des geschlossenen RK erhalten? Wenn Sie einen PI-Regler und eine PTn - Strecke mit n>2 (oder einen PID - Regler und eine PTn - Strecke mit n>3) besitzen, welche Näherung werden Sie anwenden, damit das Führungsverhalten des geschlossenen RK zumindest näherungsweise PT2-Verhalten zeigt? Wie werden Sie die Reglerverstärkung für ein günstiges Einschwingverhalten wählen? [Regelungstechnik 3.3.2] Digitale Längenmessung, absolut und inkrementell, einschrittiger Code, Richtungserkennung Beschreiben Sie Methoden der digitalen Längenmessung. Was ist der Unterschied zwischen absoluter und inkrementeller Längenmessung und wo werden sie angewandt? Warum wird bei der abs. Langenmessung auf dem Codierlineal meist kein Dualcode verwendet? Welche Code wird verwendet? Wie funktioniert bei der inkrementellen Längenmessung die Richtungserkennung (Skizze der Anordnung der Aufnehmer, U-t Diagramm der Signale der Aufnehmer)? Drehknöpfe an manchen Geräten (Signalgeneratoren, Oszilloskope) sind in manchen Fällen artverwandt mit der inkrementellen Längenmessung. Wieso? [Messtechnik ] Regelkreis, Phasenrand Amplitudenrand, Nyquist - Kriterium, Überschwingweite, Überschwingzeit Über die Stabilität von Regelkreisen (RK) kann mit dem Nyquist Kriterium Aussagen getroffen werden. Erklären Sie das Nyquist Kriterium durch eine anschauliche Deutung mit einem Blockdiagramm [Regelungstechnik 3.2.4] und durch eine Darstellung im Bodediagramm [Regelungstechnik 3.2.3, S 116]. Was versteht man unter Phasenrand (=Phasenreserve) und Amplitudenrand (Amplitudenreserve)? Geben Sie praktische Beispiele dazu. Wie können Sie aus dem Phasenrand des offenen Systems auf die Überschwingweite der Sprungantwort des rückgekoppelten Systems schließen und wie aus der Durchtrittsfrequenz ω D auf die Überschwingzeit T ü [Regelungstechnik 3.3.1]? stoffwiederholung_ie_2.doc Seite 1 von 1 Vanek,

2 Asynchronmotor, Drehmomentenkennlinie, Stabquerschnitte, Stern Dreieck Hochlauf, Frequenzumrichter Erklären Sie den Aufbau und die Funktionsweise eines Drehstrom Asynchronmotors. Wie sieht die Drehmomentenkennlinie aus und wodurch kommt sie zustande? Was hat die Frequenz der im Kurzschlussläufer induzierten Spannung mit dem Schlupf zu tun? Durch welche einfache konstruktive Maßnahme können Sie das Anfahrtsmoment erhöhen und dabei den Anlaufstrom senken? Wozu dient ein Stern Dreieck Umschalter? Wenn Sie einen Asynchronmotor bei anderen Drehzahlen als seiner Nenndrehzahl mit vollem Drehmoment betreiben wollen, was müssen Sie dann vor dem Motor schalten? Doppeldrossel, Differentialtransformator, phasenselektiver Gleichrichter Mit der Doppeldrossel und dem Differenzialtransformator können kleine Längen bzw. Auslenkungen gemessen werden. Beschreiben Sie die beiden Methoden und gehen Sie speziell auf die Funktionsweise eines phasenselektiven Gleichrichters ein. [Messtechnik ] Oszillator, Rückkopplung, Schwingbedingung Zur Erzeugung von Wechselspannungen können rückgekoppelte Schaltungen verwendet werden. Zeichnen Sie ein Blockschaltbild eines Oszillators, erklären Sie die Funktion der einzelnen Blöcke und geben Sie die Bedingung für ein Anschwingen der Schaltung an. Zeichnen sie eine Oszillatorschaltung und erklären Sie die Funktionsweise. [Grundschaltungen ] Füllstandsmessung mit Luftdruck, kapazitive Messmethoden, Dielektrizitätskonstanten Füllstände von Flüssigkeiten können elektronisch mit oder ohne bewegliche Teile gemessen werden. Geben Sie einen überblick über mögliche Verfahren und gehen Sie speziell auf kapazitive Messmethoden ein. Wie werden sich die Messanordnungen bei leitfähigen Flüssigkeiten (z.b. Wasser) und bei isolierenden Flüssigkeiten unterscheiden? Wie würden Sie eine derartige Messschaltung kalibrieren? Wie groß ist die rel. Dielektrizitätskonstante von Luft, Öl, Wasser? [Messtechnik ] Bei Flüssigkeiten mit bekannter Dichte kann der Füllstand indirekt über die Messung eines Luftdrucks bestimmt werden. Erklären sie das Verfahren anhand einer Skizze. Um welchen Faktor müssen Sie die Ausgangsspannung der Druckmesszelle verstärken, wenn Sie einen gesamten Übertragungsfaktor von 1 V/m erreichen wollen, die Druckmesszelle eine Empfindlichkeit von 0,3 V/bar besitzt und die Flüssigkeit Wasser ist. stoffwiederholung_ie_2.doc Seite 2 von 2 Vanek,

3 Erdungsmessung, Potentialtrichter, Kompensatorschaltung, Erdungsanlagen Beschreiben Sie das Prinzip der Erdungsmessung mit Hilfserder und Sonde anhand einer einfachen Messschaltung mit Voltmeter und Amperemeter. Was ist ein Potentialtrichter und wie weit müssen die Elektroden mindestens von einander entfernt sein? Warum wird die Messung mit Wechselstrom Durchgeführt und warum wählt man die Frequenz ungleich der Netzfrequenz? Beschreiben Sie die Kompensatorschaltung nach Behrend. Welche Art der Gleichrichtung verwenden Sie für den Detektor (Nullindikator)? Diskutieren Sie die üblichen Erdungsanlagen! Ventile, Ventilbeschaltung, Anstiegsgeschwindigkeit von U und I, Selbstzündung Warum sind elektrische Ventile während eines Schaltvorgangs gefährdet? Geben Sie die Schaltung eines RLCD Snubber Network an und erklären Sie die Wirkungsweise. Wie berechnet man die max. Anstiegsgeschwindigkeit von Strom und Spannung? Warum darf die Anstiegsgeschwindigkeit der Spannung bei Thyristoren einen bestimmten Maximalwert nicht übersteigen? Erklären Sie die Selbstzündung anhand der parasitären Kapazitäten im Ersatzschaltbild. Thyristor, GTO, Ersatzschaltung, Zünd-/Löschschaltung Erklären Sie die Funktionsweise eines Thyristors (und speziell eines GTO Thyristors) anhand seines Ersatzschaltbildes. Geben Sie eine einfache Zünd- und Löschschaltung bestehend aus einer Strom- und einer Spannungsquelle an. Warum kann es sinnvoll sein, den Thyristor zuerst mit einem größeren Gatestrom zu zünden und danach einen kleineren Gatestrom aufrecht zu erhalten (Denken Sie an die Zündgeschwindigkeit und an einen Kollektormotor als Last)? Wie groß ist der Abschaltstrom durch das Gate verglichen mit dem abzuschaltenden Strom? Wie Lange dauert der Abschaltstrom? Was ist bezüglich der Leitungsführung im Gatekreis zu beachten? Erklären Sie die Funktionsweise einer typischen Ansteuerschaltung für GTO-Thyristoren. Netzsysteme, Sicherungen, Leitungsschutzschalter, FI-Schalter, Nullung Erklären Sie die Netzsysteme TT, TN-C, TN-S, IT. Erklären Sie die Aufgabe von Sicherungen, Leitungsschutzschaltern und FI - Schaltern. Erklären Sie die Auslösecharakteristiken von Sicherungen und Leitungsschutzschaltern. Welche Zuverlässigkeitsprobleme gibt es mit FI Schaltern? Warum sind die Schutzmaßnahmen bei TN Systemen zuverlässiger als bei TT Systemen? Wie kann ein TT-System auf ein TN System umgerüstet werden? Kannder Anlagenerder belassen werden? Wann wird die Umrüstung auf TN nicht zweckmäßig sein (denken Sie an vagabundierende Erdströme)? stoffwiederholung_ie_2.doc Seite 3 von 3 Vanek,

4 GS - Motor, Nebenschluss, Reihenschluss, Compound, Kennlinien, Remanenz, Sättigung Bei Gleichstrommotoren wird man je nach Anwendungsfall Nebenschluss- oder Reihenschlussmotoren wählen. Wie sehen die Drehmomentenkennlinien dieser Motoren aus? Wann werden Sie welchen verwenden? Wie können Sie die Drehzahl eines Motors erhöhen und verringern? Können Sie einen Gleichstrommotor auch mit Wechselstrom betreiben? Was müssen Sie beachten? Wann müssen sie den Eisenkern blechen? Was ist der Nachteil eines GS Motors gegenüber eines Drehstrom Asynchronmotors bezüglich Wartung? Wie können Sie durch Kombination von Neben- und Reihenschlusswicklung (= Compoundwicklung) beim Motor die Drehmomentenkennlinie ind beim Genereator die U-I Kennlinie ( R i ) verändern? Warum beginnt ein selbsterregter Nebenschlussgenerator überhaupt Spannung zu erzeugen? Warum geht die erzeugte Spannung nicht über alle Grenzen? Spannungskompensator, KV - Teiler, Weston-Normalelement Mit Kompensationsschaltungen können Spannungsquellen belastungslos gemessen werden. Erklären Sie das Grundprinzip des Spannungskompensators. Um eine belastbare Spannungsquelle größerer Spannung (z.b. elektronisches 10 V Spannungsnormal mit einer nicht belastbaren Spannungsquelle kleinerer Spannung (z.b. Weston Normalelement mit 1, V vergleichen zu können, benötigen Sie einen hochpräzisen einstellbaren Spannungsteiler (Kelvin Varley Teiler). Geben Sie eine derartige Kompensationsschaltung mit KV Teiler an. Wie werden Sie den KV-Teiler einstellen, noch bevor Sie das Weston Element anschließen? Erklären Sie den Aufbau und die Funktionsweise eines KV Teilers, In welcher Dekade müssen Sie die präzisesten Widerstände verwenden? [Messtechnik 5.4] 4-Draht - Messung und - Speisung, Messung kleiner Widerstände, Messschaltung mit OPV Was versteht man unter 4-Draht Messung von kleinen Widerständen? Erklären Sie das Prinzip anhand einer einfachen Schaltung mit Spannungsversorgung, Amperemeter und Voltmeter. Was ist der Vorteil der 4-Draht Messung? Falls Sie nur ein gewöhnliches 2-Draht Ohmmeter besitzen und trotzdem kleine Widerstände möglichst genau damit messen möchten, wie können Sie sich behelfen? Geben Sie eine Schaltung eines direkt zeigenden 4-Draht Ohmmeters mit OPV an. Warum wird bei DMS Brücken oft 4-Draht Speisung verwendet? [Das Schulheft > Operationsverstärker > Übungsbeispiele > OPV Beispiele6] Dehnungsmessstreifen, Wägezelle stoffwiederholung_ie_2.doc Seite 4 von 4 Vanek,

5 Wie ist ein Dehnungsmessstreifen (DMS) aufgebaut und was ist sein Funktionsprinzip? Was ist der Gauge Factor und warum liegt er bei den meisten DMS bei ca. 2,0? Warum gibt es für verschiedene Arten von Untergrund verschiedene Arten von DMS? Wodurch unterscheiden sich diese? Welcher Untergrund hat einen größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten, Aluminium oder Stahl? Was versteht man unter kriechen eines Messwerts und wie kann man es konstruktiv minimieren? Warum wird in der Präzisionsmesstechnik meist die DMS-Vollbrücke angewendet? Geben Sie einige Verformungskörper für die Kraft und Druckmessung an. Wie werden die DMS darauf angeordnet? Gehen Sie dabei speziell auf die Wägezelle ein. Was bedeutet die Angabe 2 mv/v? [Messtechnik 6.3, 6.4] GPIB, Byte Transfer Lines, General Bus Management Lines, Universal Multiline Commands Wie sind die GPIB Geräte miteinander verbunden und wie sieht die Schaltung eines typischen GPIB - Interfaces aus? [Das Schulheft > Schnittstellen in der IE > bus_lines.pdf] [Das Schulheft > Schnittstellen in der IE > hardwareinterface.pdf] [Messtechnik ] Welche Aufgabe haben die Byte Transfer Lines DAV (Data Valid), NRFD (Not Ready For Data), NDAC (Not Data Accepted)? Erklären Sie anhand eines vorgegebenen Diagramms den 3 draht Handshake. [Das Schulheft > Schnittstellen in der IE > dbt_timing.pdf] [Messtechnik ] Welche Aufgabe haben die General Bus Management Lines ATN (Attention), IFC (Interface Clear), REN (Remote Enable), SRQ (Service Request), EOI (End or Identify) [Das Schulheft > Schnittstellen in der IE > gbm_lines.pdf] [Messtechnik ] Welche Aufgabe haben die Universal Multiline Commands UNT (Untalk Command), UNL (Unlisten Command), DCL (Device Clear Command), LLO (Local Lockout Command), SPE (Serial Poll Enable Command), SPD (Serial Poll Disable Command), PPU (Parallel Poll Unconfigure Command) [Das Schulheft > Schnittstellen in der IE > bus_commands.pdf] [Messtechnik ] stoffwiederholung_ie_2.doc Seite 5 von 5 Vanek,