Grundlagen der Messtechnik und Datenerfassung mit LabVIEW

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Die Vorlesung wird erst im Sommersemester 2024 wieder angeboten.

Lehrinhalte

Die meisten Vorlesungen im Masterstudiengang Maschinenbau sind fokussiert auf das Vermitteln theoretischer Konzepte der Messtechnik ohne Bezug zu realen industriellen Anwendungen der Technologien. Für den Einsatz in Industrie und angewandter Forschung sind jedoch praktische Erfahrungen notwendig um die ingenieurtechnischen Herausforderungen bestehen zu können.

Hierzu gehören Kenntnisse über kommerzielle Sensorsysteme, Messprinzipien und Datenerfassungshardware (DAQ-Hardware). Die Nutzung einer in der Industrie weit verbreiteten Programmierplattform auf Basis von LabVIEW sowie moderner DAQ-Technologien soll den Studierenden die Möglichkeit bieten, praktische Erfahrung zu sammeln.

Daher hat diese Vorlesung für Studierende des Maschinenbaus einen starken Fokus auf Hands-on-Erfahrungen mit Messtechnologien in der industriellen Praxis. Beginnend mit einer kurzen Einführung in die grafische Programmiersprache LabVIEW werden wir in die grundlegende Sensorprinzipien im Zusammenhang mit verschiedenen Datenerfassungsmethoden auf Basis des NI-myRIO (AIO, DIO, Bussystems, Signalkonditionierung, etc.) einführen. Hierzu werden die verschiedenen Prinzipien mittels selbst erstellter elektronischer Schaltkreise (Wheatstone Brücke, Verstärker, etc.) praktisch vertieft um abschließend einen kompletten industriellen Prozess eigenständig anzusteuern, diagnostizieren und kontrollieren zu können (Kaffeemaschine).

Die Kaffeemaschine ist mit fast 20 Sensoren auf Basis verschiedenster Messprinzipien ausgestattet, besitzt 4 Datenausgabekanäle (digital und analog), digitale Busschnittstellen (I2C, SPI) sowie drei Aktuatoren. Während der Vorlesung arbeiten Sie mit kommerziell verfügbaren Sensoren, die sie in von Ihnen erstellten Schaltkreisen integrieren und an den myRIO anschließen. Sie werden lernen hierfür die entsprechende Kontrolle- und Datenerfassungssoftware auf Basis von LabVIEW zu programmieren und die Daten im messtechnischen Kontext auszuwerten.

Die Vorlesungen schließt mit einem zwei-wöchigen Projekt, in dem Sie in Kleingruppen einen vollständigen industriellen Produktentwicklungsprozess durchlaufen müssen. Als Prüfungsleistung wird neben dem Projekt eine mündliche Einzelprüfung von ca. 30 Minuten Länge stattfinden.

Das hier beschriebene Modul versteht sich als Ergänzung und Vertiefung der Vorlesung Messtechnik, Sensorik und Statistik.