Volume 69, Issue 11 - 11

Die charakteristische Anordnung von Streckenbauteilen eröffnet den Weg zu einer bordautonomen Ortung im spurgebundenen Verkehr. Hierbei zeichnen am Fahrzeug angebrachte Sensoren Signale der Strecke auf, die mit Hilfe von Korrelationsverfahren mit den Daten eines Streckenatlasses verglichen werden. Bei der Messung können unerwünschte Verzerrungen der Signale auftreten, die zu niedrigen Korrelationswerten führen. Der Aufsatz behandelt eine Erweiterung der Korrelationsmethodik, welche diese Verzerrungen berücksichtigt und somit deutlich bessere Ergebnisse liefert. Zur Erkennung von nichtlinear amplitudenverzerrten Signalen werden zwei Ansätze entwickelt, die auf Histogrammtransformationen basieren. Abszissenverzerrungen werden zusätzlich mittels einer Korrekturfunktion berücksichtigt, die sich über Energieminimierungsmethoden bestimmen lässt. Die vorgestellten Verfahren können bei der Ortung von Schienenfahrzeugen eingesetzt werden, aber auch in anderen Bereichen der Mustererkennung.

In modernen Prüffeldern zur Warenendkontrolle dienen halbleitergesteuerte Frequenzumformer zur Einstellung der Drehzahl. Diese Systeme verursachen erhebliche Störungen der Strom- und Spannungssignale. Aus diesen Signalen müssen alle elektrischen Kenngrößen berechnet werden. Eine besondere Bedeutung haben dabei die Frequenz und Phasenlage. In diesem Beitrag wird ein mathematischer Algorithmus vorgestellt, der zur Berechnung von Frequenz und Phasenlage bei guter Unterdrückung dieser Störungen eingesetzt werden kann.

Die Optikprüfung von refraktiven Mikrolinsen erfordert einerseits Auflichtmessungen zur Erfassung von Formfehlern und andererseits Funktionsprüfungen im Durchlicht, wobei die Wellenaberrationen gemessen werden. In vielen Fällen ergibt sich die optische Linsenfunktion durch gekrümmte Grenzflächen zwischen unterschiedlichen Dielektrika. In diesem Fall wird man sich hauptsächlich für die Flächenabweichungen interessieren. Dazu sind Auflichtinterferometer nach Twyman-Green und im Sonderfall von Zylinderlinsen auch Messungen in streifender Inzidenz mit Hilfe von diffraktiven Strahlteilerelementen geeignet. Die Funktionsprüfung erfolgt am besten in einfachem Durchgang, insbesondere bei beträchtlichen Aberrationen, wie sie bei Mikrolinsen häufig vorkommen. Als Interferometer eignen sich das Mach-Zehnder-, aber auch Shearinginterferometer sowie neuerdings auch Wellenfrontsensoren. Besondere Maßnahmen sind bei der Prüfung ganzer Linsenfelder erforderlich. Das gilt insbesondere dann, wenn Linsenfelder mit höheren Aperturen geprüft werden sollen. In gesonderten Kapiteln werden die physikalischen Grundlagen spezieller Verfahren zur Anpassung an die Prüfprobleme bei Mikrolinsen behandelt.

In order to realize the traceability of Atomic Force Microscopes (AFM), we have designed a Traceable Atomic Force Microscope (TAFM) to calibrate the pitch standards. The TAFM consists of an atomic force microscope, a 3-axis active compensation flexure stage, two differential plane mirror laser interferometers, a L-shape mirror, a vibration isolator, and a Super-INVAR metrology frame. A test specimen was laid onto the same plane of the laser interferometers to eliminate the Abbe-offset. The x,y movements were controlled by a flexure stage and the displacements were recorded by laser interferometers while the z movement was controlled by the AFM cantilever and the displacement was recorded by a capacitive sensor. A water circulatory was used to maintain the TAFM at 20 ºC. Measuring results of a standard pitch sample show that this TAFM can be used for measuring standards. The standard uncertainty of pitch measurement with a nominal value of 292 nm was 1.2 nm.

Die Arbeit geht von der Frage aus, ob mittels der Laser-Doppler-Anemometrie (LDA) nicht nur örtliche Strömungsgeschwindigkeiten innerhalb des sehr kleinen Messvolumens, sondern auch Beschleunigungen der Strömung bestimmt werden können. Dazu wurden entsprechende experimentelle Untersuchungen durchgeführt und die dabei erhaltenen Messergebnisse mittels unterschiedlicher Verfahren der Signalverarbeitung ausgewertet. Verschiedene Ansätze zur kontinuierlichen Analyse der zeitlichen Änderung der instantanen Frequenz innerhalb des abgetasteten Bursts werden vorgestellt, die auf der Kurzzeit-Fouriertransformation (STFT) basieren. Es ist üblich anzunehmen, dass im LDA-Messvolumen streng parallele Interferenzebenen gleich bleibender Abstände erzeugt werden. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass diese Annahme nicht so genau zu erfüllen ist, dass Beschleunigungen messbar sind. Die tatsächlichen Verhältnisse wurden durch digital-optische Bestimmung der Partikelbahnen im LDA-Messvolumen und der örtlichen Lage der Interferenzebenen näher untersucht.