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Bestimmung des Drehmomentes einer Welle

Das Drehmoment einer Welle wird mit Hilfe der DMS-Messtechnik gemessen. Dehnungsmessstreifen (DMS) ändern aufgrund einer relativen Längenänderung \(\epsilon = \frac{\Delta L}{L}\) ihren Widerstandswert \(R(\epsilon) = k\epsilon\). Der \(k\)-Faktor beträgt hier 2,01 und der Widerstand beträgt \(300\,\Omega\). DMS messen entlang einer Achse Längenänderung.

Dehnungsmesstreifen (DMS)

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Aussschlagsmessbrücke

Gegeben ist eine Ausschlagmessbrücke bestehend aus den beiden Spannungsteilern \(R_1\) und \(R_2\), bzw. \(R_3\) und \(R_4\).

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Verstärkerschaltung

Gegeben sei die in der Abbildung dargestellte Verstärkerschaltung mit \(R_1 = 1\,\mathrm{k\Omega}\), \(R_3 = R_1 || R_2\), wobei der Operationsverstärker eine Temperaturempfindlichkeit von \(|U_\mathrm{OS} / \Delta \vartheta | = 2{,}5\mathrm{\mu V / K}\) hat.

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Systematische Messabweichung bei strom- und spannungsrichtiger Schaltung

Zwei unbekannte Widerstände \(R\) im \(\mathrm{k\Omega}\)-Bereich werden mit zwei Messschaltungen bestimmt:

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Leistungsmessung bei Gleichspannung

Wir wollen die rein durch die jeweilige Anschaltung entstehenden Messabweichungen einer Leistungsmessung bei Gleichstrom an einem Beispiel aufzeigen. Hierzu nehmen wir einen handelsüblichen Gleichstrommotor als Verbraucher an, der laut Datenblatt bei Speisung mit \(24\,\mathrm V\) Gleichspannung einen Nennstrom von \(3{,}0\,\mathrm A\) verbraucht.

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Passiver RC-Tiefpass 1. Ordnung

Ein Messgerät mit einem Verzögerungsverhalten 1. Ordnung, also einem Tiefpassverhalten, und einer 3dB-Grenzfrequenz von \(f_0 = 1\,\mathrm{MHz}\) wird mit einem periodischem Spannungssignal beaufschlagt.

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Passiver CR-Hochpass 1. Ordnung

In der Vorlesung wurde das Zeitverhalten der RC-Tiefpass-Schaltung erläutert. In dieser Aufgabe sollen die dort gebrachten Überlegungen auf ein CR-Hochpass-Messglied angewendet werden. Gegeben ist die Schaltung in der Abbildung.

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Stromquelle mit periodischem Rechteckpuls

Eine Stromquelle liefert Ihnen einen periodischen Rechteckpuls laut dem angegebenen Stromzeitdiagramm.

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Phasenanschnittsteuerung

An einem Widerstand wird die umzusetzende Leistung mit einem Thyristorsteller, der eine Phasenschnittsteuerung realisiert, eingestellt. Gegeben sind die sinusförmige Wechselspannung mit \(U = 230\,\mathrm V\), der Widerstand des Verbrauchers mit \(R=1{,}5\,\mathrm{k\Omega}\) und der Phasenanschnittwinkel \(\phi = 45^\circ\). Ermitteln Sie die im Widerstand \(R\) umgesetzte Leistung.

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Einweg-Gleichrichter

Gegeben sei eine sinusförmige Spannung \(u(t)\) mit einer Amplitude von \(5\,\mathrm V\) und der Periode \(T\).

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Widerstandsmessung

Für eine Qualitätskontrolle eines Automobilzulieferers werden 3 Stichproben aus einer Lieferung entnommen und in drei Gruppen A, B, C mit jeweils 12 Widerständen eingeteilt. Komponete A hat einen

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Das Schwerependel

Grundlagen für das Praktikum und Fehlerfortpflanzung.

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Abtastung eines Rechtecksignals in der Radartechnik

GPS (Global Positioning System) ist ein satellitengestütztes Navigationssystem, das genaue Standort- und Zeitinformationen liefert. GPS basiert auf Satelliten, die mit codierten Radiosignalen ständig ihre aktuelle Position und die genaue Uhrzeit ausstrahlen. Aus den Signallaufzeiten können spezielle Empfänger ihre eigene Position und Geschwindigkeit berechnen. Theoretisch reichen die Signale von drei Satelliten aus, welche sich oberhalb ihres Abschaltwinkels befinden müssen, um daraus die genaue Position und Höhe zu bestimmen. Das GPS-Signal hat eine Wellenlänge von \(19\,\mathrm{cm}\), was einer Frequenz von \(1,57542\,\mathrm{GHz}\) entspricht. Aufgrund der hohen Frequenz und der zahlreichen Oberwellen ist es entscheidend, die Signale korrekt abzutasten, um Aliasing zu vermeiden und präzise Positionsdaten zu erhalten. Ein Rechtecksignal (hier stellvertetend für den PRN code) mit einer Grundfrequenz von \(10\,\mathrm{MHz}\) wird mit einer Abtastrate von \(200\,\mathrm{MHz}\) digitalisiert.

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Sprung- und Impulsantwort und Übertragungsfunktion

Die Sprungantwort eines LTI-Systems lautet

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Impulsantwort hintereinander geschalteter Systeme

Hinter einem Übertragungskanal mit der Impulsantwort \(h_K(t)\) befindet sich der Filter eines Empfängers mit der Impulsantwort \(h_E(t)\). Das System ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

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Faltungsintegral

Gegeben sei ein RC-Tiefpass 1. Ordnung. Die Impulsantwort \(h(t)\) ist für \(T = RC\) wiefolgt gegeben:

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Bode-Diagramm

Zur Darstellung von Übertragungsverhalten werden Bode-Diagramme zur Darstellung des Frequenzgangs benutzt. Durch die logarithmische Darstellung der Amplitudenverhältnisse lassen sich aus mehreren Übertragungssystemen zusammengesetzte Systeme leichter analysieren. Die logarithmische Darstellung bildet nämlich die Multiplikation der einzelnen Funktionen auf eine einfache Addition ab.

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