Volume 84, Issue 3 - XXX. Messtechnisches Symposium des AHMT in Hannover (Teil 1) / Stefan Zimmermann

Zusammenfassung Statische Einzelspiegel-Fourier-Transformations-Spektrometer ermöglichen Spektroskopie mit hohen Messraten im mittleren infraroten Spektralbereich, da sie geringe interne Lichtverluste aufweisen und gleichzeitig auf bewegliche Teile vollständig verzichten. In dieser Arbeit wird ein solches Spektrometer vorgestellt, optimiert und auf seine maximale Messrate hin untersucht. Ausgestattet mit einem ungekühlten Mikrobolometerarray als Detektor erlaubt es Bildwiederholraten bis 200 Hz bei einer Auflösung von 7.1 cm – 1 im Spektralbereich zwischen 1250 cm – 1 und 650 cm – 1 . Durch die hohe thermische Zeitkonstante des Mikrobolometerarrays ist für quantitative spektrale Messungen die Messrate des Gesamtsystems auf 15 Hz zu reduzieren.

Zusammenfassung Die Verifikation von transversal elektromagnetischen (TEM) Wellenleitern, speziell GTEM-Zellen, beruht auf der Norm IEC 61000-4-20 im Frequenz- und Zeitbereich. Die Verifikation im Zeitbereich basiert auf einem Nuklear elektromagnetischen Puls (NEMP) mit einer doppeltexponentiellen Form, der über die Parameter der Anstiegszeit und Pulsbreite in festgelegten Parametergrenzen definiert ist. Eine Verifikation der GTEM-Zelle für andere transiente Signalformen ist anhand dieser Parameter nicht zu realisieren. Des Weiteren lassen sich mit diesem Ultra-Breitbandpuls (UWB) keine eventuell kritischen Frequenzen des betrachteten Wellenleiters identifizieren. Im Hinblick auf neue Signalformen in der Nachrichtentechnik und transiente Signale die Anwendung in der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) finden, ist eine Verifikation von TEM-Wellenleiter für diese Signalformen zwingend notwendig. Die in diesem Beitrag vorgestellte Methode ermöglicht die Qualifizierung eines TEM-Wellenleiters für jedes beliebige transiente Signal. Unter Anwendung der Korrelation wird ein Signalvergleich durchgeführt, der ein Maß für die Übertragungsqualität der betrachteten Wellenleiters für die jeweilige Signalform darstellt.

Zusammenfassung Es wird ein neuartiges Formmesssystem basierend auf einem interferometrischen Liniensensor vorgestellt. Der Liniensensor wird mit einem Bewegungssystem so nachgeführt, dass die Beleuchtungsstrahlen möglichst senkrecht zur Prüflingsoberfläche stehen. Das linienbasierte Formmesssystem bietet die Möglichkeit einer schnellen und flexiblen Messung. In den Überlappbereichen sind redundante Informationen enthalten, die zu einer genaueren Auswertung führen als bei einem Punktsensor. Die Formmessung mit Punktsensoren ist langsam, und die Genauigkeit ist durch das Bewegungssystem limitiert, da die Bewegungsachsen systematische und zufällige Führungsfehler haben. Diese Führungsfehler können nicht ohne Weiteres eliminiert werden und führen deshalb zu einer erhöhten Messunsicherheit bei der Formmessung. Bei vollflächig messenden Systemen werden i. Allg. sehr große Optiken benötigt, die mit hohen Kosten verbunden sind. In diesem Beitrag wird der Aufbau des linienbasierten Systems und exemplarisch einige Messergebnisse vorgestellt.

Zusammenfassung Viele magnetische Sensoren beruhen auf der Interaktion magnetischer Materialien mit einem externen Magnetfeld. Das Magnetisierungsverhalten und die Magnetisierungsdynamik der magnetischen Materialien sind dadurch entscheidende Charakteristiken für die Funktionsfähigkeit dieser Sensoren. Daher wird in der Forschung und generell bei der Optimierung der Sensoren ein besonderer Fokus auf die Materialcharakteristik gelegt. Hier wird ein Messsystem vorgestellt, das diese Charakterisierung sehr empfindlich ermöglicht und zusätzlich auch für verschiedenste Proben eingesetzt werden kann. Beispielsweise zeigen die für Fluxgate-Sensoren verwendeten magnetischen Materialien ein anderes Verhalten als die in MR-Sensoren eingesetzten magnetischen Schichten.

Zusammenfassung In diesem Beitrag werden verschiedene Aspekte der ultraschallbasierten Messtechnik hinsichtlich der Materialparameterbestimmung an viskoelastischen Materialien behandelt. Zunächst wird ein viskoelastisches Materialmodell unter Berücksichtigung von Anisotropie und Kausalität erarbeitet. Nachfolgend werden zwei verschiedene Verfahren zur Charakterisierung von Materialparametern anhand von geführten Ultraschallwellen in zylindrischen und plattenförmigen Strukturen vorgestellt sowie Vor- und Nachteile diskutiert. Dabei wird ebenso auf die Betrachtung von Materialalterung eingegangen. Beispielhaft untersucht werden thermoplastische Materialien wie Polypropylen und Polyamid 6. Zur Charakterisierung starker Anisotropie wird auch auf glasfaserverstärkte Plattenstrukturen mit thermoplastischer Matrix eingegangen.

The classification of cyclically recorded time series plays an important role in measurement technologies. Example use cases range from gas sensors combined with temperature cycled operation to condition monitoring using vibration analysis. Before machine learning can be applied to high dimensional cyclical time series data dimensionality reduction has to be performed to avoid the classifier suffering from overfitting and the “curse of dimensionality”. This paper introduces a set of four complementary feature extraction methods and three feature selection algorithms that can be applied in a fully automatized manner to reduce the number of dimensions. The feature extraction algorithms are capable of extracting characteristic features from cyclical time series catching information contained in local details and overall cycle shape as well as in frequency or time-frequency domain. The methods for feature selection are capable of selecting the most suitable features for linear and nonlinear classification. The methods were chosen to be applicable to a wide range of applications which is verified by testing the set of methods on four different use cases.

Zusammenfassung Aus aufgezeichneten Hyperspektralbildern lassen sich mittels sogenannter spektraler Entmischung die Anteile von Materialien in Materialmischungen bestimmen. Allerdings erfordert die Aufzeichnung solcher Bilder einen hohen Hardwareaufwand. Außerdem benötigt die spektrale Entmischung aufgrund des hohen Datenvolumens zeitintensive Berechnungen. Der vorgestellte Ansatz verlagert die Berechnung in angepasste Spektralfilter, sodass die Hyperspektralbilder bei einem zukünftigen modifizierten Hardwareaufbau gar nicht erst aufgezeichnet werden müssen und die gewünschten Materialanteile in Form von zweidimensionalen Grauwertbildern direkt erfasst werden.