Verfahren zur reflexionsbasierten Temperaturermittlung bei magnetostriktiven Längenmesssystemen

2018 ◽  
Vol 85 (10) ◽  
pp. 602-615 ◽  
Author(s):  
Tobias König ◽  
Thomas Greiner ◽  
Achim Zern ◽  
Zoltán Kántor ◽  
Attila Szabó
Keyword(s):  
Time Of Flight ◽  
Smart Sensors ◽  
Wird Eine ◽  
Stand Der Technik

Zusammenfassung Magnetostriktive Positionssensoren (MPS) werden für absolute und hochgenaue lineare Positionsmessungen eingesetzt. Diese Sensoren basieren auf einer Laufzeitmessung (engl.: Time-of-Flight (TOF)) einer Körperschallwelle innerhalb eines magnetostriktiven Wellenleiters. Nach dem Stand der Technik werden lediglich Positionswerte und deren Ableitungen, wie Geschwindigkeit oder Beschleunigung bestimmt. In diesem Beitrag wird eine Methode zur Temperaturermittlung am Ende des Wellenleiters beschrieben. Diese basiert auf der Auswertung der temperaturabhängigen Signalveränderungen von Reflexionen, welche am Ende des Wellenleiters entstehen, an dem ein Dämpfungsmaterial angebracht ist. Hierzu werden Algorithmen vorgestellt, um die Temperatur am Ende des Wellenleiters, ohne zusätzliche Hardware, aus dem empfangenen Signal zu ermitteln. Die Herleitungen werden durch Simulationen und Messergebnisse belegt. Weiterhin wird eine Möglichkeit zur vereinfachten Kalibrierung des Verfahrens betrachtet. Mit der vorgestellten Methode kann die ermittelte Temperatur als zusätzlicher Parameter verwendet werden, um z. B. eine temperaturabhängige Positionskalibrierung im Sinne eines Self-X Konzeptes eines „Smart Sensors“ zu ermöglichen.

scholarly journals Bestimmung des Anregungsspektrums für kontaktlose breitbandige Messungen der Übertragungsfunktion mit Plasmaanregung und Laser-Doppler-Vibrometrie

2020 ◽  
Vol 87 (s1) ◽  
pp. s102-s107
Author(s):  
Xiaodong Cao ◽  
Mengwei Yu ◽  
Georg Bauer ◽  
Christian Rembe
Keyword(s):  
Laser Doppler ◽  
Wird Eine ◽  
Stand Der Technik

ZusammenfassungDie Übertragungsfunktion eines mechanischen Systems ist eine der wichtigsten Messgrößen in der Schwingungsanalyse. Um die Übertragungsfunktion möglichst breitbandig bestimmen zu können, wird eine breitbandige Anregung benötigt, welche z.B. durch eine Plasmaanregung realisiert werden kann. Allerdings stellt die Bestimmung des Spektrums einer solchen Plasmaanregung, welche für die Ermittlung der Übertragungsfunktion notwendig ist, zurzeit noch eine Herausforderung in der Forschung dar. In diesem Beitrag bestimmen wir das Anregungsspektrum durch ein Simulationsmodell und vergleichen das Ergebnis mit dem Resultat einer bisher typischerweise eingesetzten experimentellen Schätzmethode. Der vorgestellte Ansatz benötigt einen deutlich geringeren Aufwand und stellt damit für praktische Anwendungen eine gute Alternative zum aktuellen Stand der Technik dar.

Fahrzeugkomponenten in Echtzeit überwachen

atp magazin ◽  
2017 ◽  
Vol 59 (06) ◽  
pp. 54-62
Author(s):  
Stéphane Foulard ◽  
Stephan Rinderknecht ◽  
Rafael Fietzek
Keyword(s):  
Big Data ◽  
Wird Eine ◽  
Stand Der Technik

Aufgrund der zunehmend verschärften Emissionsanforderungen und der Notwendigkeit für die Automobilhersteller und -zulieferer, wettbewerbsfähig zu bleiben werden die Aspekte Kosten, Entwicklungszeiten und Leichtbau heutzutage stark fokussiert. In diesem Zusammenhang schöpft der aktuelle Stand der Technik allerdings wichtige Potenziale bei Auslegung, Betrieb und Wartung von mechatronischen Fahrzeugkomponenten nicht aus. In der Tat wird eine eher konservative Vorgehensweise gewählt, um ein hohes Maß an Zuverlässigkeit zu garantieren und Betriebsausfälle so weit wie möglich zu vermeiden. Diese ist vor allem durch die begrenzten Kenntnisse über das tatsächliche Nutzungsprofil im realen Betrieb bedingt. Als direkte Folge sind die mit Standardindustrieverfahren entwickelten Fahrzeugkomponenten für den Großteil der Endkunden überdimensioniert, also schwerer und teurer als nötig. Daher wurde am Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau (IMS) der TU Darmstadt in den vergangenen Jahren ein neuartiger und rein softwarebasierter Ansatz zu kosteneffizientem Leichtbau und belastungsgerechterer Auslegung am Beispiel von Fahrzeuggetrieben entwickelt. Als Ausgründung des IMS betreibt die Compredict GmbH, nun aktiv den Forschungstransfer in die Industrie und erweitert die Grundmethodik für weitere Fahrzeugkomponenten im Rahmen eines Smart-Big-Data-Ansatzes.

Bestimmung von Material- und Modellparametern hyperelastischer Silikonklebungen im konstruktiven Glasbau/Determination of material and model parameters of hyperelastic silicone bondings in structural glass construction

Bauingenieur ◽  
2021 ◽  
Vol 96 (01-02) ◽  
pp. 37-46
Author(s):  
B. Schaaf ◽  
B. Abeln ◽  
C. Richter ◽  
M. Feldmann ◽  
E. Toups ◽  
...  
Keyword(s):  
Model Parameters ◽  
Structural Glass ◽  
Wird Eine ◽  
Structural Silicone ◽  
Stand Der Technik ◽  
Etag 002

Zusammenfassung Der Einsatzbereich geklebter Glaskonstruktion unter Verwendung von Silikonen mit hyperelastischem Materialverhalten ist aufgrund hoher bauaufsichtlicher Hürden sehr eingeschränkt. Hinsichtlich der Bemessung von Structural Silicone Glazing (SSG) Klebungen ist die Europäische Technische Zulassungsrichtlinie ETAG 002 für Silikon-Klebungen das einzige normative Dokument. Darin wird eine Berechnungsmethode empfohlen, bei der sich die Normalspannungen aus der einwirkenden Kraft über die Klebfläche berechnen, was jedoch als eine grobe Schätzung angesehen werden kann und dazu beiträgt, dass hohe Sicherheitsfaktoren anzusetzen sind. Im Rahmen von FE-Berechnungen zur Bemessung von Klebverbindungen wird das Material des Klebstoffs in der Regel durch hyperelastische Materialmodelle wie Ogden oder Mooney-Rivlin beschrieben. Diese Materialmodelle und ihre Herleitungen sind jedoch komplex und die Bestimmung der Materialparameter wird als aufwändig empfunden. Der Beitrag gibt einen Überblick über den Stand der Technik und beschreibt verschiedene Kennwertversuche sowie die Bestimmung der Materialparameter innerhalb des Programms ANSYS und gibt einen Ausblick auf ein neu entwickeltes Materialmodell.

scholarly journals Umfragen zu Gehaltsuntergrenze und Lehrervergütung: ein Stand der Technik – 2008-2021

2021 ◽  
pp. 100-133
Author(s):  
Maria José Rocha Lima ◽  
Fernando Sadio Ramos
Keyword(s):  
Wird Eine ◽  
Stand Der Technik

In diesem Artikel wird eine Übersicht über Studien zu Gehaltsuntergrenze und Lehrervergütung zwischen 2008 und 2021 vorgestellt[3]. In diesem Sinne ist die Literaturrecherche zur Gehaltsuntergrenze für Lehrkräfte ein Schlüsselelement. Daher basiert die für die bibliografische Suche entwickelte Methodik auf der wissenschaftlichen und sorgfältigen Anwendung der Theorie der Práticas Baseadas em Evidências (EBP) – auf Portugiesisch, Práticas Baseadas em Evidências (PBE). Studien über die Gehaltsuntergrenze und die Vergütung brasilianischer Lehrer. In dieser Studie wird ein weiterer Widerspruch zwischen den emphatischen bzw, auf die Gehaltsuntergrenze und die Lehrervergütung. Auch mit der Ausrufung der Wertschätzung des Lehrers als entscheidenden Faktor für die Sicherung der Bildungsqualität sind seit der Einführung des Mindestlohns mehr als zehn Jahre vergangen, jedoch haben ihn rund 60 % der brasilianischen Kommunen noch nicht umgesetzt und dies hat nicht den erwarteten Nachhall im akademischen Studium.

scholarly journals Robust and Accurate Detection of Mid-level Primitives for 3D Reconstruction in Man-Made Environments

2018 ◽  
Author(s):  
Dominik Wolters
Keyword(s):  
3D Reconstruction ◽  
Wird Eine ◽  
Eine Hohe ◽  
Accurate Detection ◽  
Stand Der Technik

Die Detektion von geometrischen Primitiven wie Punkten, Linien und Bögen ist ein elementarer Verarbeitungsschritt für viele Techniken des maschinellen Sehens wie Bildanalyse, Mustererkennung und 3D-Szenenrekonstruktion. In dieser Arbeit wird eine Methode vorgestellt, die eine zuverlässige Detektion von geometrischen Primitiven in Bildern ermöglicht. Der Fokus liegt auf der Anwendung in urbanen Umgebungen, wobei der Prozess nicht darauf beschränkt ist. Die Methode ermöglicht eine robuste und subpixelgenaue Detektion von Punkten, Linien und Bögen und erstellt einen Graphen, der die topologischen Beziehungen zwischen den detektierten Merkmalen beschreibt. Die Detektionsmethode kann direkt auf verzeichnete perspektivische Bilder und Fischaugenbilder angewendet werden. Die zusätzliche Erkennung sich wiederholender Strukturen in Bildern gewährleistet die Eindeutigkeit der Merkmale in ihrer lokalen Umgebung. Das neu entwickelte Verfahren erreicht eine hohe Lokalisierungsgenauigkeit, die dem Stand der Technik entspricht und gleichzeitig robuster gegenüber Störungen durch Rauschen ist. Darüber hinaus ermöglicht das Verfahren, mehr Details in den Bildern zu extrahieren. Die Detektionsrate ist bei dem neuen Verfahren auf den realen Datensätzen stets höher als bei dem aktuellen Stand der Technik. Darüber hinaus kann das neue Verfahren zuverlässig zwischen Linien- und Bogensegmenten unterscheiden. Die durch das neue Verfahren gewonnenen zusätzlichen topologischen Informationen sind weitgehend konsistent über mehrere Bilder einer Szene und können somit eine Unterstützung für nachfolgende Verarbeitungsschritte wie Matching und Korrespondenzsuche sein. Die Detektionsmethode wird in eine vollständige merkmalsbasierte 3D-Rekonstruktionspipeline integriert und es wird eine neuartige Rekonstruktionsmethode vorgestellt, die die topologischen Beziehungen der Merkmale nutzt, um ein abstraktes, aber zugleich semantisch reichhaltiges 3D-Modell der rekonstruierten Szenen zu erstellen, in dem komplexere geometrische Strukturen leicht detektiert werden können.

Potenzial terrestrischer Kohlenstoffdioxidabscheidung (CDR) unter sozio-ökologischen Einschränkungen (STEPSEC)

2021 ◽  
Author(s):  
Stefanie Falk ◽  
Keyword(s):  
Wird Eine ◽  
Ethische Aspekte ◽  
Stand Der Technik

<p>Um sowohl nationale als auch internationale Klimaschutzziele einhalten zu können und den globalen Temperaturanstieg zu begrenzen, sind massive Reduktionen des CO<sub>2</sub>-Ausstoßes notwendig. Da die bisherigen Maßnahmen zur Emissionsreduktion weltweit nicht ausreichend sind, ist es wahrscheinlich, dass Wege gefunden werden müssen, mehr Treibhausgase zu binden, als ausgestoßen werden.</p> <p>Wir führen eine, dem Stand der Technik entsprechende, robuste und vergleichende Bewertung der Potenziale der gängigsten Methoden landgebundener Kohlenstoffdioxidabscheidung (CDR<sub>L</sub>) und ihrer Auswirkungen auf das Erdsystem unter der Annahme sozio-ökologischer Randbedingungen durch. Unter Verwendung von drei dynamischen globalen Vegetationsmodellen (DGVMs) mit hoher Prozessgenauigkeit vergleichen wir Aufforstung, Waldbewirtschaftung und Bioenergie mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung. Dies erlaubt es das CDR<sub>L</sub>-Potenzial mit hohem ökologischen Realismus zu untersuchen (z.B. Auswirkung von Wetterextremen). Ferner sollen somit die möglichen Vorteile und Nachteile von CDR<sub>L</sub> bezüglich anderer Ziele der nachhaltigen Entwicklung (u.A. Treibhausgaseffekte, Nahrungsmittel, Wasser, Biodiversität und biogeophysikalische Klimaauswirkungen) einander gegenüber gestellt werden. Da gesellschaftliche Zwänge wichtige Hindernisse für die Umsetzung von CDR<sub>L</sub> darstellen können, werden auch sozio-ökonomische Gesichtspunkte, basierend auf sozio-ökonomischen Pfaden und agentenbasierten Modellen, für die Landnutzungsentscheidungen Eingang finden. Hierfür werden die globalen Szenarien des IPCC auf deutsche Verhältnisse (eingebettet in europäische Ziele) angepasst und auch ethische Aspekte in enger Zusammenarbeit mit Interessenvertretern weiterentwickelt.<br />Diese umfassende und interdisziplinäre Untersuchung von CDR<sub>L</sub> Methoden wird eine fundierte Entscheidungsfindung ermöglichen.</p>

Wattwaage mit Hebelübersetzung auf Basis eines kommerziellen EMK-Wägesystems

2018 ◽  
Vol 85 (11) ◽  
pp. 658-679 ◽  
Author(s):  
Falko Hilbrunner ◽  
Ilko Rahneberg ◽  
Thomas Fröhlich
Keyword(s):  
Wird Eine ◽  
Stand Der Technik

Zusammenfassung Bei Waagen nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation wird die auf eine Waagschale wirkende Gewichtskraft eines Wägegutes durch eine elektromagnetische Gegenkraft kompensiert. Nach dem Stand der Technik wird der Zusammenhang zwischen dem, die Gegenkraft erzeugendem Aktorstrom durch eine Spule und der Gewichtskraft des Wägegutes durch Kalibrierung mit Massenormalen hergestellt. Mit der für 2018 zu erwartenden Neudefinition der SI-Einheit der Masse durch Festlegung eines Wertes der Planck-Konstanten wird ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen den mechanischen und elektrischen Größen geschaffen, so dass das aus Fundamentalexperimenten bekannte Wattwaagenprinzip zur Kalibrierung von Massen eingesetzt werden kann. Im vorliegenden Artikel wird eine darauf aufbauende Methode zur Bestimmung des Kraftfaktors Bl einer kommerziellen EMK-Wägzelle vorgestellt. Dies geschieht durch die simultane Messung der Spannung über der im Magnetfeld bewegten Spule und deren Geschwindigkeit. Dabei wird im vorgestellten Verfahren die Spule gleichzeitig zur Erzeugung der Bewegung mit einem harmonischen Wechselsignal bestromt. Die Frequenz der harmonischen Bewegung hat hierbei maßgeblichen Einfluss auf die Unsicherheit des resultierenden Kraftfaktors. Eine Trennung der Spannungsanteile über der Spule erfolgt durch simultane Messung von Strom und Spannung an der Spule und Auswertung unter Berücksichtigung der vorliegenden Amplituden und Phasenlagen. Die Spule ist hierbei, wie bei kommerziellen EMK-Wägezellen üblich, über ein mechanisches Hebelwerk angekoppelt. Durch diese Hebelübersetzung ist es möglich, mit einem kompakten elektrodynamischen Aktuator (Spule–Permanentmagnetsystem), einen großen wirksamen Kraftfaktor zu realisieren. Im Ergebnis können mit dem System Kräfte in beliebiger Raumrichtung gemessen bzw. erzeugt werden, wobei die Massebestimmung einen Spezialfall darstellt, für den zusätzlich die lokale Fallbeschleunigung bekannt sein muss. Unter Nutzung der gleichen Methodik kann durch Vertauschung von Eingangs- und Ausgangsgrößen des Formalismus, die EMK-Wägezelle auch als Positionssensor eingesetzt werden. Hierbei erfolgt unter Zuhilfenahme eines Referenzgewichtes (Justiergewichtes) und der Ausgangsspannung des Positionssensors des Wägesystems eine Kalibrierung der Auslenkung des Koppelstücks. Für beide Verfahren werden im Gegensatz zu Fundamentalexperimenten industriell relevante Messunsicherheiten im ppm-Bereich angestrebt. Es werden Messungen für beide Messmodi auf Basis kommerziell verfügbarer EMK-Wägezellen und elektrischer Messtechnik vorgestellt und diskutiert.

Applications of Time-OF-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (TOF-SIMS)

1990 ◽  
Vol 48 (2) ◽  
pp. 308-309
Author(s):  
Bruno Schueler ◽  
Robert W. Odom
Keyword(s):  
Mass Spectrometry ◽  
Secondary Ion Mass Spectrometry ◽  
Structural Information ◽  
Time Of Flight ◽  
Biological Tissues ◽  
Polymer Surfaces ◽  
Tof Sims ◽  
Secondary Ions ◽  
Ion Mass Spectrometry ◽  
Secondary Ion

Time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS) provides unique capabilities for elemental and molecular compositional analysis of a wide variety of surfaces. This relatively new technique is finding increasing applications in analyses concerned with determining the chemical composition of various polymer surfaces, identifying the composition of organic and inorganic residues on surfaces and the localization of molecular or structurally significant secondary ions signals from biological tissues. TOF-SIMS analyses are typically performed under low primary ion dose (static SIMS) conditions and hence the secondary ions formed often contain significant structural information.This paper will present an overview of current TOF-SIMS instrumentation with particular emphasis on the stigmatic imaging ion microscope developed in the authors’ laboratory. This discussion will be followed by a presentation of several useful applications of the technique for the characterization of polymer surfaces and biological tissues specimens. Particular attention in these applications will focus on how the analytical problem impacts the performance requirements of the mass spectrometer and vice-versa.

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