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Analyse dynamischer Messungen

Arbeitsgruppe 8.42

Übersicht

Dynamische Messungen kommen in vielen Bereichen der Metrologie und der Industrie vor wie z.B. bei der Messung zeitabhängiger Kräfte und Beschleunigungen. Zur Analyse dynamischer Messungen werden häufig Methoden aus dem Gebiet der digitalen Signalverarbeitung verwendet. Viele Anwendungen lassen sich mittels linearer, zeitinvarianter Systeme modellieren, bei denen der Zusammenhang zwischen den zeitabhängigen Ein- und Ausgangssignalen durch eine Faltung mit der Impulsantwort des verwendeten Messsystems beschrieben wird. Ein- und Ausgangssignale sind dabei nicht proportional zueinander und eine wichtige Aufgabe ist es, das Eingangssignal anhand des gemessenen Ausgangssignals zu schätzen. Hierzu kommen oft digitale Filter zum Einsatz. Aus metrologischer Sicht spielt dabei die Bestimmung von Unsicherheiten eine zentrale Rolle.

Typische dynamische Messung mit zeitabhängigen Verzerrungen im Ausgangssignal verursacht durch das Messsystem.

Typische Beispiele für dynamische Messungen sind die Messung zeitabhängiger mechanischer Größen, wie zum Beispiel Messung von Beschleunigung, Kraft, Drehmoment oder Druck an und in Motoren. Weitere Beispiele sind Oszilloskopmessungen für die Charakterisierung elektronischer Bauteile in der Computerindustrie, die Untersuchung von Ultraschallgeräten für die Medizintechnik, die spektrale Charakterisierung von Leuchtquellen, die spektrale Farbmessung und die Kamera-gestützte Temperaturmessung.

Forschung

Der Schwerpunkt in der Arbeitsgruppe 8.42 der PTB liegt in der Entwicklung von Schätzverfahren zur Rekonstruktion des Eingangssignals aus dem Ausgangssignal bei bekanntem dynamischem Verhalten des verwendeten Messsystems. Dies beinhaltet die Entwicklung von Verfahren zur Ermittlung der Unsicherheit der erhaltenen Schätzung. Ein anderer Schwerpunkt liegt in der Entwicklung von Analysemethoden zur dynamischen Kalibrierung, d.h. zur Bestimmung des dynamischen Übertragungsverhaltens eines Messsystem. 

Software

Publikationen

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M. Dierl, T. Eckhard, B. Frei, M. Klammer, S. Eichstädt and C. Elster
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S. Eichstädt and V. Wilkens
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S. Eichstädt and C. Elster
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ACTA IMEKO, 3(1),
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2015.
(Open Access)
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In F. Pavese, M. Bär, J.-R. Filtz, A. B. Forbes, L. Pendrill, K. Shirono, Editor, Band Advanced Mathematical & Computational Tools in Metrology and Testing IX  aus Series on Advances in Mathematics for Applied Sciences
Kapitel 19, Seite 143-151
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In F. Pavese, M. Bär, J.M. Limares, C. Perruchet, N.F. Zhang, Editor, Band Advanced Mathematical & Computational Tools in Metrology VIIIaus Series on Advances in Mathematics for Applied Sciences
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C. Elster and A. Link
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A. Link, W. Wabinski, A. Pohl and H.-J. von Martens
Proceedings of SPIE
Seite 126-136
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