Inhalt
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 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 uncertainty for compensated second-order systems |
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Autor(en): | S. Eichstädt, A. Link and C. Elster |
Journal: | Sensors |
Jahr: | 2010 |
Band: | 10 |
Ausgabe: | 8 |
Seite(n): | 7621-31 |
Molecular Diversity Preservation International | |
DOI: | 10.3390/s100807621 |
Web URL: | http://www.mdpi.com/1424-8220/10/8/7621/htm |
Schlüsselwörter: | dynamic model, digital filter, deconvolution, dynamic measurement |
Marker: | 8.42, Dynamik |
Zusammenfassung: | The compensation of LTI systems and the evaluation of the according uncertainty is of growing interest in metrology. Uncertainty evaluation in metrology ought to follow specific guidelines, and recently two corresponding uncertainty evaluation schemes have been proposed for FIR and IIR filtering. We employ these schemes to compare an FIR and an IIR approach for compensating a second-order LTI system which has relevance in metrology. Our results suggest that the FIR approach is superior in the sense that it yields significantly smaller uncertainties when real-time evaluation of uncertainties is desired. |