303.009 Measurement and vibration technology
This course is in all assigned curricula part of the STEOP.
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2019W, VO, 2.0h, 3.0EC

Properties

  • Semester hours: 2.0
  • Credits: 3.0
  • Type: VO Lecture

Learning outcomes

After successful completion of the course, students are able to physically understand main sensor principles for measuring mechanical quantities (displacement, velocity, acceleration, force, momentum), design signal amplifiers, and specify measurement errors. Towards vibrations, students are able to design foundations both for harmonic and shock excitation and analyse torsional vibration systems with multiple degrees of freedom.

Subject of course

Die Schwingungstechnik nimmt in zunehmendem Maße eine immer größer Bedeutung für den Menschen und die Umwelt ein. Überall wo Schwingungen bzw. Vibrationen und Stöße sowie Körper- und Luftschall auftreten, können Schäden und Beeinträchtigungen an Menschen und an Maschinen entstehen. Geräusch- und Schwingungskomfort bestimmen maßgeblich die Klasse eines Produktes sowie die Qualität am Arbeitsplatz. 

Die Vorlesung beginnt mit einer Klassifizierung von Messsignalen und deren charakteristischen Kenngrößen. Eine besondere Bedeutung wird dabei der Darstellung im Zeit- und Frequenzbereich beigemessen. In diesem Zusammenhang werden die Fouriertransformation von Signalen und Systemen (Einfreiheitsgradschwinger), die Darstellung von periodischen Signalen mittels Fourierreihe und die diskrete Fouriertransformation von digitalisierten Messsignalen beschrieben.

Das anschließende Kapitel 3 beschäftigt sich eingehend mit der Modellierung von linearen Schwingern mit einem Freiheitsgrad. Dabei wird sowohl die Lösung im Frequenzbereich (Amplituden- und Phasengang, Übertragungsfunktion) als auch im Zeitbereich (Impulsantwort) besprochen. Ein besonderer Schwerpunkt wird auf die Methoden der Schwingungsisolation bei
Maschinenaufstellung gelegt und dabei sowohl die Fundamentierung bei harmonischer als auch stoßhafter Anregung diskutiert. Kapitel 4 beinhaltet die Grundlagen des Messens mechanischer Größen,  beginnend von der Struktur von Messeinrichtungen bis hin zu elektrischen Schaltungen, welche die Änderung eines Ohmschen Widerstandes, einer Induktivität, einer Kapazität, etc. in eine Spannungsänderung überführt (Messbrückenschaltung, Trägerfrequenz-Brückenverstärker, Ladungsverstärker, etc.). Das anschließende Kapitel 5 diskutiert dann eingehend alle wesentlichen Wandlungsprinzipien (ohmscher, induktiver,  kapazitiver, piezoelektrischer Wandler), welche zur Messung von Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Kraft, Moment, etc. eingesetzt werden. Besonderer Fokus wird auf die Schwingungsmesstechnik gelegt.

In Kapitel 6 werden die für ein gesamtes Messgerät charakterisierenden Größen Messbereich, Messempfindlichkeit und Messwertauflösung sowie dynamisches Verhalten besprochen. Zur Angabe eines Messergebnisse ist die Kenntnis des Messfehlers (systematischer und stochastischer Messfehler) erforderlich. Abschließend werden in diesem Kapitel noch die Grundlagen von Digital-Multimetern (Vielfachmessgeräte) besprochen.

Kapitel 7 behandelt eingehend stationäre Drehschwingungen in Antriebsaggregaten beginnend von der Modellbildung von Drehschwingern, Mehrfreiheitsgraddrehschwingsysteme, Transformation und Reduktion von Systemen mit Getrieben, Eigenwertanalyse ungedämpfter Drehschwingungssystemen und stationär
erzwungene Torsionsschwingungen in linearen Antriebssystemen.

Aufgrund der Kombination aus Mechanik und Elektrotechnik kann diese Vorlesung als mechatronische Vorlesung betrachtet werden und es erfordert Vorkenntnisse aus der Mathematik, Mechanik und Elektrotechnik.

Teaching methods

The course will be interactive and the knowledge will be communicated by multimedia-based presentation using practical examples. Thereby, a high priority is placed on the physical understanding.

Mode of examination

Written

Lecturers

Institute

Course dates

DayTimeDateLocationDescription
Mon14:00 - 16:0007.10.2019 - 27.01.2020FH Hörsaal 1 Measurement and vibration technology
Wed13:00 - 15:0009.10.2019GM 5 Praktikum HS Repetitorium und Fragestunde zur Prüfung
Mon16:00 - 17:0025.11.2019FH Hörsaal 1 Übung zur Mess- und Schwingungstechnik
Tue15:00 - 17:0026.11.2019GM 5 Praktikum HS Repetitorium und Fragestunde zur Prüfung
Wed13:00 - 15:0015.01.2020GM 1 Audi. Max. Übung zur Mess- und Schwingungstechnik
Wed10:00 - 11:3022.01.2020GM 2 Radinger Hörsaal Repetitorium und Fragestunde zur Prüfung
Wed12:00 - 14:0004.03.2020GM 2 Radinger Hörsaal Repetitorium und Fragestunde zur Prüfung
Measurement and vibration technology - Single appointments
DayDateTimeLocationDescription
Mon07.10.201914:00 - 16:00FH Hörsaal 1 Measurement and vibration technology
Wed09.10.201913:00 - 15:00GM 5 Praktikum HS Repetitorium und Fragestunde zur Prüfung
Mon14.10.201914:00 - 16:00FH Hörsaal 1 Measurement and vibration technology
Mon21.10.201914:00 - 16:00FH Hörsaal 1 Measurement and vibration technology
Mon28.10.201914:00 - 16:00FH Hörsaal 1 Measurement and vibration technology
Mon04.11.201914:00 - 16:00FH Hörsaal 1 Measurement and vibration technology
Mon11.11.201914:00 - 16:00FH Hörsaal 1 Measurement and vibration technology
Mon18.11.201914:00 - 16:00FH Hörsaal 1 Measurement and vibration technology
Mon25.11.201914:00 - 16:00FH Hörsaal 1 Measurement and vibration technology
Mon25.11.201916:00 - 17:00FH Hörsaal 1 Übung zur Mess- und Schwingungstechnik
Tue26.11.201915:00 - 17:00GM 5 Praktikum HS Repetitorium und Fragestunde zur Prüfung
Mon02.12.201914:00 - 16:00FH Hörsaal 1 Measurement and vibration technology
Mon09.12.201914:00 - 16:00FH Hörsaal 1 Measurement and vibration technology
Mon16.12.201914:00 - 16:00FH Hörsaal 1 Measurement and vibration technology
Mon13.01.202014:00 - 16:00FH Hörsaal 1 Measurement and vibration technology
Wed15.01.202013:00 - 15:00GM 1 Audi. Max. Übung zur Mess- und Schwingungstechnik
Mon20.01.202014:00 - 16:00FH Hörsaal 1 Measurement and vibration technology
Wed22.01.202010:00 - 11:30GM 2 Radinger Hörsaal Repetitorium und Fragestunde zur Prüfung
Mon27.01.202014:00 - 16:00FH Hörsaal 1 Measurement and vibration technology
Wed04.03.202012:00 - 14:00GM 2 Radinger Hörsaal Repetitorium und Fragestunde zur Prüfung

Examination modalities

Written exame and according to the result a possible additional oral exam.

Exams

DayTimeDateRoomMode of examinationApplication timeApplication modeExam
Mon15:00 - 18:0003.08.2020GM 1 Audi. Max. written06.07.2020 08:00 - 29.07.2020 20:00TISSMess- und Schwingungstechnik-Prüfung
Thu16:00 - 19:0015.10.2020GM 1 Audi. Max. written&oral28.09.2020 08:00 - 09.10.2020 12:00TISSMess- und Schwingungstechnik-Prüfung
Thu16:00 - 19:0003.12.2020GM 1 Audi. Max. written&oral02.11.2020 08:00 - 25.11.2020 16:00TISSMess- und Schwingungstechnik-Prüfung
Wed14:00 - 17:0003.02.2021GM 1 Audi. Max. written&oral07.01.2021 08:00 - 27.01.2021 16:00TISSMess- und Schwingungstechnik-Prüfung
Wed15:00 - 18:0010.03.2021GM 1 Audi. Max. written&oral14.02.2021 08:00 - 05.03.2021 12:00TISSMess- und Schwingungstechnik-Prüfung
Thu15:00 - 18:0027.05.2021GM 1 Audi. Max. written&oral29.04.2021 08:00 - 13.05.2021 12:00TISSMess- und Schwingungstechnik-Prüfung
Mon12:00 - 15:0028.06.2021GM 1 Audi. Max. written&oralno application-Mess- und Schwingungstechnik-Prüfung

Course registration

Not necessary

Curricula

Study CodeSemesterPrecon.Info
033 245 Mechanical Engineering 5. SemesterSTEOP
Course requires the completion of the introductory and orientation phase
033 282 Mechanical Engineering - Management 5. SemesterSTEOP
Course requires the completion of the introductory and orientation phase
740 Industrial Engineering-Management 6. Semester

Literature

Lecture notes;

  • pdf-file available for download in TISS

  • Printed version:  Grafisches Zentrum HTU GmbH,  Wiedner Hauptstraße 8-10, A-1040

 

Previous knowledge

Grundlagenkenntnisse in Physik, Elektrotechnik, Elektronik und Mechanik sind notwendig.

Language

German