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Fachschule für Elektrotechnik Staatliche

Die TK 1 stellt verschiedene Messprojekte vor

Messprojekte TK 1

Am Freitag, dem 16.05.2014, startete die TK1 eine Projektarbeit im Fach Messtechnik.

Die Klasse bildete dabei eigenständige Gruppen von 2-3 Personen.
Jede Arbeitsgruppe überlegte sich hierbei eine eigene Arbeitsstellung und erarbeitete daraus eine Dokumentation bzw. ein Skript. Das Skript beschreibt die Messaufgabe, die Frage- und Aufgabenstellungen sowie das Vorgehen bei der Messung.
Geleitet von diesen grundlegenden Instruktionen führte nun jede Gruppe die Messungen der anderen Gruppen durch.

Elektronische Last (Gruppe 1)

Das Thema unseres Messprojekts war das Arbeiten mit einer elektronischen Last.
Unser Messaufbau beinhaltete  des Weiteren ein Oszilloskop, ein Netzteil, eine Stromzange und einen Testadapter für die elektronische Last.
In unserer Messung haben wir das Steuerungssignal der Last mit dem tatsächlichen fließenden Strom verglichen. Dazu wurden auf dem Oszilloskop das Signal der Stromzange und das Signal der Ansteuerung verglichen. Um einen guten optischen Kontrast zu haben, wurde eine rechteckförmige Belastung simuliert.


Verstärkermessung (Gruppe 2)

In dieser Projektarbeit NR 2  wurde das Verhalten eines Verstärkers unter Verwendung eines Gitarrenverstärkers untersucht und dargestellt. Dieser wird benutzt um Eingangssignale zu verstärken und mit Effekten wie
 z. z.B. Verzerrungen oder Crunch zu belegen.
Das Eingangs und Ausgangssignal sowie die Auswirkungen verschiedener Effekte auf das Signal konnten aus dem Oszilloskop abgelesen und sichtbar gemacht werden.
Die Schüler erlernten grundlegende Kenntnisse im Umgang mit dem Oszilloskop. Die Veränderungen des Signals durch Funktionen des Verstärkers konnten am Bildschirm verfolgt werden.

Wechselstromverstärkung eines Transistors (Gruppe 3)


Das Thema der Gruppe 3 war die Messung der Wechselstromverstärkung eines Transistors. Es wurde die Eingangswechselspannung der Schaltung zusammen mit der Ausgangswechselspannung am Oszilloskop dargestellt und daraus die Verstärkung berechnet. Um die Spannungen einwandfrei ablesen zu können musste das Messgerät passend eingestellt werden.


Messen mit dem digitalen Oszilloskop (Gruppe 4)


Das Ziel der Messung war es den Phasenverschiebungswinkel zwischen zwei Sinuswellen zu ermitteln. Durch Messung des zeitlichen Abstands Δt und anschließende Berechnung mittels einer  Formel konnte der Winkel ermittelt werden.

Dazu sollte die „Cursor-Funktion“ des digitalen Oszilloskops verwendet werden, mit der sich der zeitliche Abstand Δt genau ablesen lässt.


Messen des Effektiv – und Momentanwertes (Gruppe 5)


Wir hatten in unserem Projekt beschrieben, wie man zum einen den Effektivwert einer sinusförmigen, sägezahnförmigen und rechteckförmigen Wechselspannung berechnet und zum anderen wie man sich diesen mit dem digitalen Oszilloskop darstellen lassen kann. Auch sollte das Abspeichern einer Messung auf einem USB-Stick und das Einlesen dieser Datei auf einen PC erklärt werden. Ebenfalls sollte der Momentanwert einer Sinusspannung berechnet und am digitalen Oszilloskop abgelesen werden.


Brückengleichrichter (Gruppe 6)


In unserem Messprojekt ging es um den Brückengleichrichter im Netzteil. Dazu bauten wir eine Vergleichsschaltung aus 4 Dioden zur Darstellung einer Brückengleichrichterschaltung auf.

Die Brückengleichrichterspannung wurde mit einem Oszilloskop veranschaulicht. Die Eingangsspannung lieferte ein Frequenzgenerator.


Primärgetakteter Sperrwandler (Gruppe 7)


Im Projekt NR 7 wurde die Messung des Primärstromes in Bezug zur Trafospannung  an einem Schaltnetzteil (Sperrwandler) erarbeitet. Daraus lassen sich beispielsweise Fehler im Gerät interpretieren.

In diesem Zuge wurden Erkenntnisse über Schlatnetzteiltechnologie, Interpolierungstechnik von Digitaloszilloskopen und die Notwendigkeit der ordentlichen Tastkopfkompensation gewonnen.

Zusätzlich sensibilisierte dieses Projekt die Schüler im Umgang mit gefährlich hoher Spannung. Manche Komponenten im Netzteil führen Hochspannung, daher müssen die fünf Sicherheitsregeln akribisch eingehalten werden.


Regelverhalten eines Step-Down-Wandlers (Gruppe 8)

In dieser Projektarbeit NR 8 lag das Augenmerk auf dem Ausgangssignal eines Step-Down-Wandlers. Dieser regelt den Ausgangsstrom bzw. die Ausgangsleistung durch Pulsweitenmodulation, wodurch bei verschiedenen Belastungen die Ausgangsspannung fast ohne Wärmeverluste  konstant gehalten werden kann.

Die Ausgangsfrequenzen, Pulsweiten- und Pausen, sowie Effektivwerte konnten aus dem Oszilloskop abgelesen werden.
Die Schüler erlernten grundlegende Prinzipien der Regelung mit PWM und dem Verhalten der verschiedenen Bauteile (z.B. Spulen).


Modellauto (Gruppe 9)


Im Projekt Nr. 9 war das Ziel unseres Messprojekts Modelauto, das Ansteuerungssignal einer elektronischen Fernbedienung eines Modelspielzeugs zu messen und mit dem Angaben des Herstellers abzugleichen. Zusätzlich wurden die Spannungen des Lenk- und Antriebsmotors mit dem Oszilloskop gemessen.



Um das Projektziel zu erreichen, gingen wir wie folgt vor:

1. Abnehmen des Plastikgehäuses des Autos

2. Messpunkte der Steuerelektronik herausfinden

3. Spannungsmessung am Antriebsmotor durchführen

4. Spannungsmessung am Lenkmotor durchführen

5. Ergebnisse der Spannungsmessung auswerten

6. Frequenzmessung an der Fernbedienung

7. Messergebnis auswerten


Ferngesteuerter Micro Heli Lightfight (Gruppe 10)


Es wurde mit einem digitalen Oszilloskop die Ansteuerung eines Funk- Helikopters gemessen.  Ziel der Messung war es, mit welchem Signal der Helikopter gesteuert wurde. Dabei wurde die Schubregelung (Höhe) und Kontrollregelung (Richtung) gemessen.

Zunächst wurden die Fernbedienung und der Hubschrauber aufgeschraubt. Die Messleitungen zur Ansteuerung wurden mit dem Oszilloskop gemessen und ausgewertet.


Durch die selbstständigen Arbeitsprozesse während der Projektarbeit  gewannen die Schüler Fachwissen und Methoden zur Problemlösung, welche sie in der Arbeitswelt praxisorientiert umsetzen können. Es benötigte sehr hohe Selbstdisziplin und Eigeninitiative und förderte die Zusammenarbeit und Teamfähigkeit. Der Unterrichtsalltag wurde durch „ learning by doing “ angenehm aufgelockert und motivierte uns für das kommende Schuljahr.

Versuchsaufbau mit elektronischer Last

Primärgetakteter Sperrwandler

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