WS21/22:
Die Prüfung war wieder komplett auf Englisch, Antworten sollten ebenso auf Englisch gegeben werden.
Zeitlich ist es sehr eng bemessen, Wenn man was nicht gleich weiß, ist es sinnvoll schnell mit anderen Aufgaben weiter zu machen und ggf. am Ende nochmal drüber nachzudenken.
Die Sammlung der Aufgaben sollte relativ vollständig sein. Danke auch an die anderen, die mitgeschrieben haben fürs Merken
Am Ende ist die Reihenfolge etwas durcheinander geraten.
1) Eine LED steckt auf einem Breadboard mit einem Arduino, leuchtet aber nicht. Finde 3 Fehler. (+5V und GND nicht am Arduino angeschlossen, beide LED-Beinchen auf dem selben Spannungsniveau, 1Megaohm Vorwiderstand)
2) RTD an Wheatstone Brücke, wie im WS 20/21
3) EMG Messung: ±1mV Signal, 0...10V ADC, symmetrische Spannungsversorgung des Verstärkers (+-15V). Welche common mode voltage soll man nehmen, welche Referenzspannung, wie groß sollte der Gainresistor sein? Datenblatt liegt bei.
4) Ist der Verstärker geeignet, mit einem Gain von 100 ein 10kHz Signal zu verstärken? Warum (nicht)?
5) 4 Strain gauges als Wheatstone Brücke, wie im Lab, ein Verstärker, ein Arduino. Ausgang ist Spannung, immer größer 0V. Wie soll die CMV gewählt werden, wie die Referenzspannung?
6) Ein:e sehr schlaue Kolleg:in empfiehlt 1V Referenzspannung zu wählen. Wieso?
7) Welche Fehler kann ein Verstärker im Signal verursachen?
8) In Diagramm (Zielscheibe) für einen Sensor einzeichnen low accuracy, high precision. Für einen Anderen low precision, high accuracy. Wie würde sich eine Kalibrierung auf einen der Sensoren auswirken? Welchen Sensor sollte man nach der Kalibrierung verwenden?
10) Welcher physikalische Effekt liegt der Messung von Temperatur mit Thermocouples zu Grunde?
11) Was ist cold junction compensation? Wie beeinflusst sie das Messergebnis?
12) Thermospannung gegeben, Temperatur der Referenzmessstelle gegeben (20°C), Tabelle für Temperatur - Thermospannung bei 0°C Tref gegeben. Bestimme die Temperatur an der Messstelle.
13) Pitot Rohr misst Druckunterschied von 1Pa zwischen den beiden Anschlüssen, Dichte von Luft ist gegeben, wie ist die Strömungsgeschwindigkeit?
14) Volumenstrom ist gegeben, berechne mit dem Rohrdurchmesser die Strömungsgeschwindigkeit.
15) Messung mit einem Flüssigkeitsflowmeter weicht von der Realität ab für Luft, nenne 2 Gründe.
16) Quadratur encoder: wie heißt das Prinzip? Absolute oder relative Messung? Der Encoder hat 20° Auflösung, wie viel Grad hat er sich bewegt, in welche Richtung? Es sind 21 Pulse auf Kanal A und 20 Pulse auf Kanal B aufgetreten. Initiale High/Low Position der Kanäle sowie ein Schaubild mit dem Verlauf der Signale war gegeben.
17) Gegeben waren zwei Diagramme mit einem linearen Zusammenhang zwischen Eingans- und Ausgangsgröße eines Sensors. Zeichne zwei Typen von Fehlern ins Diagramm ein und benenne diese. (z.B. Hysterese, Deadband...)
18) Ein:e Kolleg:in hat einen Messaufbau zur Positionsmessung mit einem optischen Encoder aufgebaut. Dazu sei sehr einfacher Arduino-Code geschrieben worden, der aber sehr langsam sei und deshalb die Messung nicht funktioniert. Nenne zwei Vorschläge, wie der Code schneller laufen kann, ohne den Messaufbau zu ändern. Es war explizit kein Code gefordert.
19) Positioniere einen Dehnmessstreifen auf einer Welle, um damit Torsion messen zu können.
20) Gegeben ist ein Aluquader (20x10mm Querschnitt, 100mm hoch) mit einem DMS drauf (GF=2). Dieser erfährt eine Widerstandsänderung von 0,02%. E-Modul von Alu ist gegeben. Berechne die Kraft, die auf den Quader wirkt.
21) Nenne einen Vor- und einen Nachteil von einem Force Sensing Resistor.
22) Wie hoch ist die Spannungsauflösung eines 10 Bit ADC? Welche Spannung liegt an, wenn der ADC den Wert 300 ausgibt?
23) Dreh-Potentiometer: Exakt die Aufgabe aus der Vorlseung mit dem gleichen Datenblatt, nur dass der Nennwiderstand jetzt 100 Kiloohm beträgt.