4-Draht - Messung und - Speisung, Messung kleiner

Wiederholungsfragen MTRS
vorläufig
· Elektronische Temperaturmessung
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Welche Arten elektronischer Temperatursensoren kennen Sie?
Was bedeutet PTC und NTC? Geben Sie Beispiele!
Welcher Widerstandssensor ist besonders Linear?
Geben Sie Beispiele für übliche Thermopaare.
Wie könnte eine Schaltung zur Temperaturmessung aussehen,
o die einen Pt - Widerstand als Sensor verwendet,
o den Sensor mit Konstantstom betreibt,
o den Sensor über eine 4-Draht - Verbindung betreibt,
o einen 2-Punkt - Abgleich besitzt (z.B. für 0 °C und 100 °C),
o eine Ausgangsspannung gegenüber Masse liefert.
[Messtechnik 6.5]
http://www.abmh.de//pt100/pt100.pdf
· Elektronische Waage
Wie ist eine Wägezelle aufgebaut und wie wird sie versorgt?
Die Ausgangsspannung der Wägezelle ist die Querspannung einer Brücke. Wie kann man
daraus eine Spannung gegenüber Masse machen und gleichzeitig verstärken?
Gibt es eine geeignete Verstärkerschaltung, bei der man mit nur einem einzigen Widerstand
die Verstärkung einstellen kann?
Was bedeutet „Empfindlichkeit der Wägezelle ist 2 mV/V“?
Beschreiben Sie die Schaltung der elektronischen Waage, die wir im Labor auf dem „Analog
Board“ aufgebaut haben.
Wie kann man bei dieser Schaltung den Nullpunkt einstellen?
Dimensionieren Sie die Schaltung. Wählen Sie die Daten (Nennlast der WZ, Empfindlichkeit
der WZ, Versorgung der WZ, gesamte Empfindlichkeit 1V/kg) gleich oder ähnlich wie im
Labor.
Beschreiben Sie die Kalibrierung der Schaltung mit einem Gewichtstück.
· 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]
· Füllstandsmessung mit Luftdruck
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Vanek, 2016.04.10
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.
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? Welcher 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 6.1. 2]
· Subtrahierverstärker und Instrumentenverstärker
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Geben Sie die Schaltung eines Subtrahierverstärkers mit OPV an.
Erklären Sie die Dimensionierung bzw. die Einstellung der Verstärkung.
Erklären Sie anhand eines konkreten Beispiels, dass in den invertierenden Eingang
des Subtrahierverstärkers ein Strom fließen kann, sogar wenn dieser Eingang an
Masse liegt.
Wie können Sie die Schaltung durch zwei weitere OPVs erweitern, sodass praktisch
keine Eingangsströme fließen?
Geben Sie die Schaltung eines Instrumentenverstärkers an.
Wie wird hier die Verstärkung eingestellt? Was ist der Vorteil gegenüber dem
Subtrahierverstärker?
Wie groß ist die Gleichtaktunterdrückung (Common Mode Rejection, CMR) eines
typischen Präzisions-Instrumentenverstärkers?
Geben Sie typische Anwendungsgebiete an
http://www.ibiblio.org/obp/electricCircuits/Semi/SEMI_8.html
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/ina101.pdf
[Grundschaltungen 3.8.4.10]
[Messtechnik 9.6.5]
[Das Schulheft > Operationsverstärker > Übungsbeispiele > OPV Beispiele4]
Phasenselektiver Gleichrichter, Doppeldrossel, Differentialtransformator LVDT
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.
http://www.keckec.com/seismo/
http://www.keckec.com/seismo/images/cond.gif
[Messtechnik 6.1.1.2]
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Vanek, 2016.04.10
· Bestimmung der Übertragungsfunktion eines Motors mit Tachogenerator
Bestimmen Sie die Übertragungsfunktion einer Regelstrecke bestehend aus Motor mit
Tachogenerator, Leistungsverstärker und Tachofilter.
[Das Schulheft > Industrielle Elektronik > Regelungstechnik > DC-Servomotor mit
Tachogenerator im Regelkreis]
· Bestimmung der Übertragungsfunktion eines Thermostaten
Bestimmen Sie die Übertragungsfunktion einer Regelstrecke eines Thermostaten bestehend
aus einem Alukästchen mit Temperatursensor und einem Transistor als.
[Das Schulheft > Industrielle Elektronik > Regelungstechnik > Thermostat]
· Dimensionierung eines Reglers bei vorgegebener Übertragungsfunktion
Sie besitzen einen bereits teilweise mit Bauteilen bestückten Regler. Sie möchten die
Schaltung mit E12-Bauteilen so ergänzen, dass die Übertragungsfunktion der Schaltung
einer vorgegebenen Übertragungsfunktion möglichst nahe kommt.
[Das Schulheft > Industrielle Elektronik > Regelungstechnik > Dimensionierung eines PI –
Reglers]
RS232 - Die serielle Schnittstelle in der MSR - Technik
Welche Stecker werden in der MSR - Technik verwendet, wo Weibchen und wo Männchen?
Müssen Verbindungskabel ausgekreuzt sein?
Will man ein Verbindungskabel mit einem weiteren Kabel verlängern, darf dann dieses
Verlängerungskabel ausgekreuzt sein? Welche Stecker m/w muss das Verlängerungskabel
haben?
Welche Spannungspegel werden von den Ausgängen eines PCs für L und H abgegeben,
welche von den Eingängen eindeutig zugeordnet?
Welchen Vorteil hat es, dass der Umschaltpunkt eines RS232 - Eingangs etwas ins Positive
verschoben ist?
Welche Leitungen verwenden negative Logik, welche positive?
Wozu dienen die Leitungen RFR -> CTS?
Wozu dienen die Leitungen DTR -> DSR?
Wozu dienen die Leitungen RLSD und RI?
Was mache ich, wenn das externe Gerät keine Steuerleitungen besitzt?
Wie erfolgt die Datenübertragung [Startbit, 5 - 8 Datenbits von LSB zu MSB, 0 - 1 Paritätsbit
(even, odd, mark, space, none), 1 - 2 Stopbits}
Nennen Sie einige übliche Baudraten
Was versteht man unter Hardware Flow Control (RFR, CRS) und Software Flow Control
(XON, XOFF bzw. ^Q, ^S)
[Das Schulheft > Industrielle Elektronik > Schnittstellen in der Industriellen Elektronik > Die
serielle Schnittstelle in der MSR - Technik]
[Das Schulheft ^ > Schule > Unterrichtsmittel > HFT > RTTY > RTTY.doc ]
http://www.yale.edu/pclt/COMISDN/STRTSTOP.HTM
Start-Stop Making Sense
https://wcscnet.com/tutorials/introduction-to-rs232-serial-communication/
Introduction To RS232 Serial Communication
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Vanek, 2016.04.10
https://de.wikipedia.org/wiki/RS-232#Verkabelung_und_Stecker
RS-232 – Wikipedia DE
Der I2C-Bus (Inter-Integrated Circuit - Bus)
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typische Anwendungsbereiche
positive Logik
Open Drain Ausgang
Wired AND
Bemessung der Pull – Up – Widerstände (minimal, maximal, Stromverbrauch,
Geschwindigkeit)
Start - Stopp Sequenz
Übertragung von Adressierung und Datenbytes
Clock - Stretching
Übertragungsmodi und maximale Übertragungsraten
http://embedjournal.com/two-wire-interface-i2c-protocol-in-a-nut-shell/
I2C Protocol (2-Wire Interface) in a nut shell
http://maxembedded.com/2014/02/inter-integrated-circuits-i2c-basics/
Inter-Integrated Circuits - I2C Basics
https://en.wikipedia.org/wiki/I%C2%B2C
I2C - Wikipedia EN
https://de.wikipedia.org/wiki/I%C2%B2C
I2C – Wikipedia DE
http://www.ti.com/lit/an/slva689/slva689.pdf
I2C Bus Pullup Resistor Calculation
http://electronics.stackexchange.com/questions/1849/is-there-a-correct-resistance-value-fori2c-pull-up-resistors
Is there a correct resistance value for I2C pull-up resistors?
Serial Peripheral Interface (SPI)
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Aufgabe der Leitungen SCLK, MISO, MOSI, /SS
Übertragung der Daten
Polarität und Phase des CLCK – Signals, SPI - Mode (0 - 3)
In welchen Arten können mehrere Slaves mit einem Master verbunden werden?
Können Interrupts durchgeführt werden?
Vorteile, Nachteile, Anwendungsbereiche
https://en.wikipedia.org/wiki/Serial_Peripheral_Interface_Bus
Serial Peripheral Interface Bus - Wikipedia EN
https://de.wikipedia.org/wiki/Serial_Peripheral_Interface
Serial Peripheral Interface – Wikipedia DE
Netzsysteme und Schutzmaßnahmen
Erklären Sie die Netzsysteme TT, TN-C, TN-S, IT.
(Erklären Sie die Aufgabe von Sicherungen, Leitungsschutzschaltern und FI - Schaltern.)
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Vanek, 2016.04.10
(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? Kann der Anlagenerder
belassen werden?
Wann wird die Umrüstung auf TN nicht zweckmäßig sein (denken Sie an vagabundierende
Erdströme)?
[Das Schulheft ^ > Schule > Unterrichtsmittel > Installationstechnik > Fehlerschutz]
· Leitungsschutzschalter, Fehlerstromschutzschalter, Nullung
Welche Aufgabe hat ein Leitungsschutzschalter und wie funktioniert er?
(Auslösemechanismen, Auslösezeit, Auslösecharakteristiken).
Welche Aufgabe hat ein Fehlerstromschutzschalter und wie funktioniert er?
(Knotenregel, anfängliche Probleme mit FI - Schaltern, Prüftaste).
Bei einem Körperschluss in TT-Netzen kann es passieren, dass Leitungsschutzschalter nicht
oder nur mit Verzögerung auslösen. Wieso? Inwiefern kann ein FI - Schalter Abhilfe
schaffen?
Auch in TT – Netzen ist es sinnvoll, zusätzlich zu den Leitungsschutzschaltern FI – Schalter
einzubauen. Was sind die Vorteile?
Warum sind in den meisten Fällen TN – Netze sinnvoller als TT – Netze, auch wenn ein FI –
Schalter vorhanden ist? Gibt es Fälle, in denen man doch besser auf eine Nullung verzichten
sollte?
[Das Schulheft ^ > Schule > Unterrichtsmittel > Installationstechnik > Leitungsschutz]
· Fotometrische Größen und Einheiten
Erklären Sie die Größen Raumwinkel Ω, Lichtstrom Φv, Lichtstärke Iv, Leuchtdichte Lv und
Beleuchtungsstärke Ev sowie die die Einheiten Steradiant (sr), Lumen (lm), Candela (cd) und
Lux (lx).
Wikipädia
http://www.filmscanner.info/Fotometrie.html
[Das Schulheft > Operationsverstärker > Übungsbeispiele > OPV Beispiele2]
Schwingungsmessung
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Wie ist das Standard Reference Accelerometer 8305 aufgebaut und wie funktioniert
es?
Welche Frequenzantwort hat dieser Sensor (siehe: Typical Certificate of Calibration
supplied with the accelerometer)?
Entwerfen Sie eine Schaltung
o die einen Ladungssensitiven Eingang hat
o deren untere Grenzfrequenz nicht größer als 20 Hz ist
o deren Verstärkung justierbar ist sodass
o der Übertragungsfaktor von 0,1 V/ms-2 in der Mitte des Justierbereichs liegt.
Skizzieren Sie den ungefähren Amplitudengang der gesamten Messanordnung
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Vanek, 2016.04.10
[Das Schulheft ^> Schule > Unterrichtsmittel > Messtechnik > Schwingungsmessung >
Standard Reference Accelerometer]
Die Einheit Dezibel in Messtechnik und Regelungstechnik
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Wie sind Bel und Dezibel definiert?
Manchmal werden dB - Werte auch aus Verhältnissen von Spannungen berechnet.
Was ist dabei bezüglich Lastwiderstand zu beachten?
Wenn die Spannung an einem Widerstand verdoppelt wird, was macht die Leistung?
Was versteht man unter Verstärkungsmaß und unter Dämpfungsmaß, wie hängen sie
zusammen?
Geben Sie einige oft verwendete dB - Werte (3, 6, 10, 20 ...) und die zugehörigen
Leistungsverhältnisse und Spannungsverhältnisse an.
Manchmal wird ein dB - Wert gemeinsam mit einem Referenzwert angegeben. Was
bedeutet das (siehe „dB_re.pdf“)?
http://men39server.men39.wien.funkfeuer.at/lvane/ie/dB_re.pdf
Messkategorien CAT nach IEC 61010-1
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Welche Messkategorien gibt es?
Wo werden sie eingesetzt?
Wenn ein Messgerät keinen CAT – Aufdruck hat, welche Kategorie hat es dann?
Wie kann es zur Explosion eine Multimeters während einer Spannungsmessung
kommen? (Blitzschlag, Überspannung, Lichtbogen zündet, großer Strom durch
niederohmiges Netz)
Warum muss man bei Messungen in Hausanschlusskästen eine höhere
Messkategorie verwenden als bei Messungen an Steckdosen?
https://de.wikipedia.org/wiki/Messkategorie
http://www.iv-krause.de/media/pdf/Kataloge/AmprobeBeha/Die-Messkategorien-CAT-I-bisCAT-IV.pdf
http://www.christiani.de/pdf/77961_probe.pdf
http://www.vis.bayern.de/produktsicherheit/produktgruppen/computer_elektrowaren/multimet
er.htm
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Vanek, 2016.04.10