303.009 Mess- und Schwingungstechnik
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2020W, VO, 2.0h, 3.0EC
TUWEL

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 2.0
  • ECTS: 3.0
  • Typ: VO Vorlesung
  • Format der Abhaltung: Distance Learning

Lernergebnisse

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage:

  • die Sensorprinzipien zur Erfassung mechanischer Größen (Weg, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Kraft, Moment) zu erläutern
  • die entsprechenden Signalverstärker zu konzipieren
  • Messfehler und damit die Genauigkeit zu spezifizieren
  • Drehschwingsysteme mit mehreren Freiheitsgraden zu analysieren
  • die Messignale zu charakterisieren
  • im Zeit- und Frequenzbereich zu arbeiten
  • eine Fouriertransformation von Messignalen durchzuführen
  • schwingungsfähige Systeme zu modellieren
  • Schwingungen zu isolieren
  • elektrische Schaltungen von Sensoren zu erkennen
  • den Aufbau und daher auch die Funktion von Digital-Multimetern zu beschreiben
  • aus den charakteristischen Informationen eines Messgeräts (Messbereich, Messempfindlichkeit, Messwertauflösung sowie dynamisches Verhalten) das geeignete Messgerät für eine Messung zu wählen
  • Messergebnisse mit Messfehlern anzugeben bzw. zu interpretieren

Inhalt der Lehrveranstaltung

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.

Methoden

Die Vorlesung ist interaktiv gestaltet. Das in den Vorlesungen vermittelte Wissen wird durch multimediale Darstellungen und aus der Praxis kommende Problemstellungen sehr anschaulich gestaltet. Dabei wird sehr großer Wert auf das physikalische Verständnis gelegt.

Prüfungsmodus

Schriftlich

Vortragende

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Mo.14:00 - 15:3005.10.2020 - 25.01.2021 distance learning via Zoom: https://tuwien.zoom.us/j/97440740380?pwd=N2ZNRmtqZGg5UUZjK3RIZW9vcjZZUT09Mess- und Schwingungstechnik
Mo.15:30 - 17:0023.11.2020 Start 15:30 im Anschluss an die VO, distance learning via Zoom: https://tuwien.zoom.us/j/97440740380?pwd=N2ZNRmtqZGg5UUZjK3RIZW9vcjZZUT09Übung zur Mess- und Schwingungstechnik
Mi.13:00 - 14:3020.01.2021 distance learning via Zoom: https://tuwien.zoom.us/j/97440740380?pwd=N2ZNRmtqZGg5UUZjK3RIZW9vcjZZUT09Übung zur Mess- und Schwingungstechnik
Mess- und Schwingungstechnik - Einzeltermine
TagDatumZeitOrtBeschreibung
Mo.05.10.202014:00 - 15:30 distance learning via Zoom: https://tuwien.zoom.us/j/97440740380?pwd=N2ZNRmtqZGg5UUZjK3RIZW9vcjZZUT09Mess- und Schwingungstechnik
Mo.12.10.202014:00 - 15:30 distance learning via Zoom: https://tuwien.zoom.us/j/97440740380?pwd=N2ZNRmtqZGg5UUZjK3RIZW9vcjZZUT09Mess- und Schwingungstechnik
Mo.19.10.202014:00 - 15:30 distance learning via Zoom: https://tuwien.zoom.us/j/97440740380?pwd=N2ZNRmtqZGg5UUZjK3RIZW9vcjZZUT09Mess- und Schwingungstechnik
Mo.09.11.202014:00 - 15:30 distance learning via Zoom: https://tuwien.zoom.us/j/97440740380?pwd=N2ZNRmtqZGg5UUZjK3RIZW9vcjZZUT09Mess- und Schwingungstechnik
Mo.16.11.202014:00 - 15:30 distance learning via Zoom: https://tuwien.zoom.us/j/97440740380?pwd=N2ZNRmtqZGg5UUZjK3RIZW9vcjZZUT09Mess- und Schwingungstechnik
Mo.23.11.202014:00 - 15:30 distance learning via Zoom: https://tuwien.zoom.us/j/97440740380?pwd=N2ZNRmtqZGg5UUZjK3RIZW9vcjZZUT09Mess- und Schwingungstechnik
Mo.23.11.202015:30 - 17:00 Start 15:30 im Anschluss an die VO, distance learning via Zoom: https://tuwien.zoom.us/j/97440740380?pwd=N2ZNRmtqZGg5UUZjK3RIZW9vcjZZUT09Übung zur Mess- und Schwingungstechnik
Mo.30.11.202014:00 - 15:30 distance learning via Zoom: https://tuwien.zoom.us/j/97440740380?pwd=N2ZNRmtqZGg5UUZjK3RIZW9vcjZZUT09Mess- und Schwingungstechnik
Mo.07.12.202014:00 - 15:30 distance learning via Zoom: https://tuwien.zoom.us/j/97440740380?pwd=N2ZNRmtqZGg5UUZjK3RIZW9vcjZZUT09Mess- und Schwingungstechnik
Mo.14.12.202014:00 - 15:30 distance learning via Zoom: https://tuwien.zoom.us/j/97440740380?pwd=N2ZNRmtqZGg5UUZjK3RIZW9vcjZZUT09Mess- und Schwingungstechnik
Mo.11.01.202114:00 - 15:30 distance learning via Zoom: https://tuwien.zoom.us/j/97440740380?pwd=N2ZNRmtqZGg5UUZjK3RIZW9vcjZZUT09Mess- und Schwingungstechnik
Mo.18.01.202114:00 - 15:30 distance learning via Zoom: https://tuwien.zoom.us/j/97440740380?pwd=N2ZNRmtqZGg5UUZjK3RIZW9vcjZZUT09Mess- und Schwingungstechnik
Mi.20.01.202113:00 - 14:30 distance learning via Zoom: https://tuwien.zoom.us/j/97440740380?pwd=N2ZNRmtqZGg5UUZjK3RIZW9vcjZZUT09Übung zur Mess- und Schwingungstechnik
Mo.25.01.202114:00 - 15:30 distance learning via Zoom: https://tuwien.zoom.us/j/97440740380?pwd=N2ZNRmtqZGg5UUZjK3RIZW9vcjZZUT09Mess- und Schwingungstechnik

Leistungsnachweis

Schriftlich Prüfung und je nach Ergebnis mögliche zusätzliche mündliche Einzelprüfung.

Prüfungen

TagZeitDatumOrtPrüfungsmodusAnmeldefristAnmeldungPrüfung
Do.16:00 - 19:0003.12.2020GM 1 Audi. Max.- ARCH-INF schrift.&mündl.02.11.2020 08:00 - 25.11.2020 16:00in TISSMess- und Schwingungstechnik-Prüfung
Di.08:00 - 10:0002.02.2021GM 1 Audi. Max.- ARCH-INF schrift.&mündl.07.01.2021 08:00 - 27.01.2021 16:00in TISSMess- und Schwingungstechnik-Prüfung
Mi. - 10.03.2021GM 1 Audi. Max.- ARCH-INF schrift.&mündl.14.02.2021 08:00 - 05.03.2021 12:00in TISSMess- und Schwingungstechnik-Prüfung
Do. - 27.05.2021GM 1 Audi. Max.- ARCH-INF schrift.&mündl.29.04.2021 08:00 - 13.05.2021 12:00in TISSMess- und Schwingungstechnik-Prüfung
Mo. - 28.06.2021GM 1 Audi. Max.- ARCH-INF schrift.&mündl.27.05.2021 08:00 - 21.06.2021 16:00in TISSMess- und Schwingungstechnik-Prüfung

LVA-Anmeldung

Von Bis Abmeldung bis
01.10.2020 00:00

Anmeldemodalitäten:

Vorbesprechungraum bzw. Dienstzimmer

Curricula

StudienkennzahlSemesterAnm.Bed.Info
033 245 Maschinenbau 5. SemesterSTEOP
Lehrveranstaltung erfordert die Erfüllung der Studieneingangs- und Orientierungsphase STEOP
033 282 Wirtschaftsingenieurwesen - Maschinenbau 5. SemesterSTEOP
Lehrveranstaltung erfordert die Erfüllung der Studieneingangs- und Orientierungsphase STEOP
740 Wirtschaftsingenieurwesen - Maschinenbau 6. Semester

Literatur

Ein Skriptum zur Lehrveranstaltung:

  • im TISS zum Download (pdf-Datei)

  • Gebunde Version: Grafisches Zentrum HTU GmbH,  Wiedner Hauptstraße 8-10, A-1040 Wien

Vorkenntnisse

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

Sprache

Deutsch