Grundlagen der Messtechnik und Datenerfassung mit LabVIEW

Home / Teaching / Grundlagen der Messtechnik und Datenerfassung mit LabVIEW

„Do engineering“

Die meisten Vorlesungen im Masterstudiengang Maschinenbau sind fokussiert auf das Vermitteln theoretischer Konzepte der Messtechnik ohne Bezug zu realen industriellen Anwendungen der Technologien. Für den Einsatz in Industrie und angewandter Forschung sind jedoch praktische Erfahrungen notwendig um die ingenieurtechnischen Herausforderungen bestehen zu können.

Hierzu gehören Kenntnisse über kommerzielle Sensorsysteme, Messprinzipien und Datenerfassungshardware (DAQ-Hardware). Die Nutzung einer in der Industrie weit verbreiteten Programmierplattform auf Basis von LabVIEW sowie moderner DAQ-Technologien soll den Studierenden die Möglichkeit bieten, praktische Erfahrung zu sammeln.

LabVIEW Academy
LabVIEW Academy

Daher hat diese Vorlesung für Studierende des Maschinenbaus einen starken Fokus auf Hands-on-Erfahrungen mit Messtechnologien in der industriellen Praxis. Beginnend mit einer kurzen Einführung in die grafische Programmiersprache LabVIEW werden wir in die grundlegende Sensorprinzipien im Zusammenhang mit verschiedenen Datenerfassungsmethoden auf Basis des NI-myRIO (AIO, DIO, Bussystems, Signalkonditionierung, etc.) einführen. Hierzu werden die verschiedenen Prinzipien mittels selbst erstellter elektronischer Schaltkreise (Wheatstone Brücke, Verstärker, etc.) praktisch vertieft um abschließend einen kompletten industriellen Prozess eigenständig anzusteuern, diagnostizieren und kontrollieren zu können (Kaffeemaschine).

Die Kaffeemaschine ist mit fast 20 Sensoren auf Basis verschiedenster Messprinzipien ausgestattet, besitzt 4 Datenausgabekanäle (digital und analog), digitale Busschnittstellen (I2C, SPI) sowie drei Aktuatoren. Während der Vorlesung arbeiten Sie mit kommerziell verfügbaren Sensoren, die sie in von Ihnen erstellten Schaltkreisen integrieren und an den myRIO anschließen. Sie werden lernen hierfür die entsprechende Kontrolle- und Datenerfassungssoftware auf Basis von LabVIEW zu programmieren und die Daten im messtechnischen Kontext auszuwerten.

Die Vorlesungen schließt mit einem zwei-wöchigen Projekt, in dem Sie in Kleingruppen einen vollständigen industriellen Produktentwicklungsprozess durchlaufen müssen. Als Prüfungsleistung wird neben dem Projekt eine mündliche Einzelprüfung von ca. 30 Minuten Länge stattfinden.

Das hier beschriebene Modul versteht sich als Ergänzung und Vertiefung der von Herrn Prof. Dreizler und Herrn Prof. Tropea angebotenen Vorlesung „Messtechnik für Maschinenbauer“.

“How to Brew the Perfect Cup of Coffee With myRIO”

Auf Grund der Besonderheit dieser Vorlesung durften wir im August 2015 die Vorlesung und das zu Grunde liegende Konzept auf der NI Week in Austin, TX, USA vorstellen. Die kommentierten Folien zum Vortrag “How to brew the perfect cup of coffee with the myRIO” finden Sie hier zum Download. Das Video zum Vortrag, in welchem ein Überblick über die Vorlesung und ihre Besonderheiten gegeben wird, können Sie sich hier direkt anschauen.

Übersicht der Themen

  • LabVIEW Grundlagen
  • MyRIO Einführung
  • Sensorprinzipien
  • Kraft- und Druckmessung
  • Temperaturmessung
  • Signalverstärkung
  • Digitale Signale
  • Messtechnikprojekt

(Änderungen werden Ihnen schnellstmöglich bekanntgegeben)

Literatur:

Wolfgang Georgi: Einführung in LabVIEW, ISBN: 978-3-446-42386-2

Friedrich Plötzeneder: Praxiseinstieg LabVIEW: Eine Einführung in die Praxis in 12 Experimenten, ISBN: 978-3-7723-4039-0

Reinhard Lerch: Elektrische Messtechnik: Analoge, digitale und computergestützte Verfahren, ISBN: 978-3540340553

Voraussetzungen:

Es sind keine Erfahrungen mit LabVIEW oder elektronischen Schaltungen notwendig.

Sie benötigen einen eigenen Laptop mit Windows-Betriebssystem. Sollte dies nicht möglich sein oder während der Vorlesung ein Defekt an ihrem Gerät auftreten, sprechen Sie uns bitte schnellstmöglich an – wir werden versuchen hierfür eine Lösung zu finden.

Die Vorlesung hat einen Umfang von 6 CP. D.h. Sie benötigen neben den 3 Stunden Anwesenheit in der Vorlesung (voraussichtlich Mittwoch, 9:50 Uhr bis 12:25 Uhr) ca. 3 Stunden Nacharbeit pro Woche. Um ein Ausscheiden auf Grund von Zeitmangels während des Semesters vorzubeugen, bitte ich Sie dies in ihrem Studienplan zu berücksichtigen.

Anmeldung

Bitte melden Sie sich über das folgende Formular an: Anmeldung

Die Anmeldung in TUCaN stellt KEINE verbindliche Zusage dar!

Sollten alle verfügbaren Plätze belegt sein, wird eine Warteliste geführt.

Die Prüfung wird zweigliedrig stattfinden:

Am Ende der Vorlesungszeit wird die Projektarbeit in Kleingruppen (2 bis 4) durchgeführt. Abgabe der Projektarbeit ist zwei Wochen später.

Es werden mündliche Einzelprüfungen (ca. 30 Minuten) stattfinden. Die Termine werden in der Vorlesung individuell abgestimmt.

Umfang: 6 CP

Anzahl Teilnehmer: max. 40 Personen