Messen elektrischer Größen (MT I) Elektronische Messtechnik. Klausurvorbereitung

Transkript

1 Messen elektrischer Größen (MT I) Elektronische Messtechnik Klausurvorbereitung Prof. Dr.-Ing. Clemens Gühmann Technische Universität Berlin Fakultät IV Elektrotechnik und Informatik Institut für Energie und Automatisierungstechnik Fachgebiet Elektronische Mess- und Diagnosetechnik 1

2 Klausur Klausur I Wann: von 12:00 bis 14:00 Anmeldung: bis Abmeldung: bis Wo: ER 270 (alte Bezeichnung: P270) Hilfsmittel Nichtprogrammierbarer Taschenrechner Schreibutensilien Formelsammlung auf einem (1) DIN-A4-Blatt Eigenhändig erstellt. Es sind keine Kopien erlaubt! Einsichtstermin (Meckertermin) Wann: Freitag, von 14:00-15:30 Uhr Wo: EN

3 Klausur Klausur II Wann: von 12:00 bis 14:00 Anmeldung: bis Abmeldung: bis Wo: ER 270 (alte Bezeichnung: P270) Hilfsmittel Nichtprogrammierbarer Taschenrechner Schreibutensilien Formelsammlung auf einem (1) DIN-A4-Blatt Eigenhändig erstellt. Es sind keine Kopien erlaubt! Einsichtstermin (Meckertermin) Wann: wird noch bekannt gegeben. Wo: EN

4 Klausur Handschriftlich bedeutet: Die Formelsammlung wurde ausschließlich erstellt, indem mit einem Stift, der in der Hand lag, direkt auf das zur Klausur mitgebrachte DIN-A4-Blatt geschrieben wurde. 4

5 Klausur Folgende Themen werden mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit in der Klausur vorkommen. Messunsicherheit / Statistik / Wahrscheinlichkeitsrechnung Regression & Interpolation Eigenschaften von Messsystemen Digitale Messkette Leistungsmessung Messbrücken 5

6 Messunsicherheit Kernkompetenzen Sie wissen, was eine Wahrscheinlichkeit ist Sie wissen, welche Informationen in der Verteilungsdichtefunktion und der Verteilungsfunktion enthalten sind. Sie können die Messunsicherheit für einen Messwert bestimmen Sie können mit Messunsicherheiten umgehen Spezielle Fragen: Definitionen: Verteilungsdichte, Verteilungsfunktion, Erwartungswert, Varianz, empirische Standardabweichung, Mittelwert (empirisch) Normalverteilung Sie können zu einer vorgegebenen Verteilungsdichte die Verteilungsfunktion bestimmen Histogramm, empirische Verteilungsfunktion Vertrauensbereich des Mittelwertes Fehlerfortpflanzung für zufällige und systematische Fehler sowie Fehlergrenzen die Messunsicherheit bei Mehrfachmessungen bestimmen die Messunsicherheiten einer Messkette (indirekte Messung) bestimmen die maximalen Ergebnisfehlergrenzen für indirekte Messungen bestimmen 6

7 Regression und Interpolation Kernkompetenzen Sie können den Vorgang der Regression und der Interpolation erklären und kennen den Unterschied Spezielle Fragen Sie können für den Fall der Ausgleichsgeraden die Methode der kleinsten Fehlerquadrate anwenden und können bei vorgegebenen Messwerten die zwei Parameter einer Geraden bestimmen Sie sind in der Lage eine lineare Interpolation ausführen Sie kennen die Spline-Bedingungen Sie können die lineare Regression auch für nichtlineare Zusammenhänge durch Anwendung einer Transformation ausführen 7

8 Messbrücke Kernkompetenzen Sie können eine Messbrücke zur Bestimmung ohmscher Widerstände und von Impedanzen einsetzen. Sie können eine Messbrücke im Ausschlagverfahren betreiben.. Messbrücke spezielle Fragen: Sie können die Diagonalspannung einer Messbrücke ausrechnen. Sie können die Abgleichbedingung aufstellen Sie können aus der Abgleichbedingung die unbekannten Elemente bestimmen Sie können die Empfindlichkeit einer Messbrücke bestimmen. Sie wissen, wie der Eigenfehler einer Messbrücke zu bestimmen ist. Sie können eine Fehlerrechnung durchführen 8

9 Digitale Messkette Kernkompetenzen Sie können ein Messkette entwerfen, bestehend aus Sensor, Verstärker, Anti-Aliasingfilter, Abtast-und Haltekreis, Analog-Digitalumsetzer. Abtast-Haltekreis Abtasttheorem Filterentwurf Sie kennen den Zusammenhang zwischen Filtergrenzfrequenz, Steilheit (Ordnung) des Filters und Auflösung des ADUs Analog-Digitalumsetzer Sie kennen die Funktionsweise der verschiedenen Umsetzerverfahren: Sukzessive Approximation-ADU, Parallel-ADU, Dual-Slope Sie kennen die Kennlinie eines ADU Sie kennen die Kennlinienfehler eines ADU und können diese auch bestimmen 9

10 Eigenschaften von Messsystemen Kernkompetenzen Sie kennen den Zusammenhang zwischen Sprungantwort, Impulsantwort sowie Frequenzgang eines linearen zeitinvarianten Systems Sie wissen, was die Kennlinie eines Messsystems ist Spezielle Fragen: Sie kennen die charakteristischen Größen einer Sprungantwort (z. B. Anstiegszeit) Sie können aus einer Sprungantwort eines Systems erster Ordnung die Anstiegszeit ablesen und den dazu gehörenden Frequenzgang und die Differenzialgleichung aufstellen. Sie können messtechnisch die Sprungantwort, den Frequenzgang und die Impulsantwort bestimmen. Sie können die Übertragungsfunktion G(s) eines Systems erster Ordnung bestimmen und dazu Betrags- und Phasengang ableiten. Sie können die Übertragungsfunktion G(s) eines zusammengesetzten Messsystems aufstellen (z. B. Ketten-, Parallel- oder Kreisstruktur) Sie können die Fehler und die Einstellmöglichkeiten einer Kennlinie angeben. 10

11 Leistungsmessung Kernkompetenzen Sie können elektrische Leistungen bei Gleichgrößen, sinusförmigen Größen und nichtsinusförmigen periodischen Größen bestimmen Sie können mit den Begriffen Augenblicks-, Wirk-, Schein-, Verzerrungs- und Blindleistung umgehen Spezielle Fragen Sie können an ohmsch-induktiven oder ohmsch-kapazitiven Verbrauchern die Wirk-, Scheinund Blindleistung bei sinusförmigen Spannungen messtechnisch bestimmen und auch ausrechnen Sie kennen die Leistungsverhältnisse bei einer Phasenanschnitts-Steuerung (Dimmer) Sie wissen, wie man die Leistungen messtechnisch erfasst Sie können die korrespondierende Rechenübungsaufgabe im Schlaf lösen. 11

12 Klausur Ich wünsche Ihnen viel Erfolg! 12