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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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Artikel

Titel: Dynamic torque calibration by means of model parameter identification
Autor(en): L. Klaus, B. Arendacká, M. Kobusch and T. Bruns
Journal: ACTA IMEKO
Jahr: 2015
Band: 3
Ausgabe: 1
Seite(n): 1-6
Web URL: http://acta.imeko.org/index.php/acta-imeko/article/view/IMEKO-ACTA-04%20%282015%29-02-07/385
Schlüsselwörter: mechanical model,model parameter identification
Marker: 8.42, Dynamik
Zusammenfassung: For the dynamic calibration of torque transducers, a model of the unmounted transducer and an extended model of the mounted transducer including the measuring device have been developed. The dynamic behaviour of a torque transducer under test will be described by its model parameters. This paper presents the models comprising the known parameters of the measuring device andthe unknown parameters of the transducer and how the calibration measurements are going to be carried out. The principle for the identification of the transducer’s model parameters from measurement data is described using a least squares approach. The influence of a variation of the transducer’s parameters on the frequency response of the expanded model is analysed.
Bemerkung: Open Access

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