Eingangstests - V3a - Optische Triangulation

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zman
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Eingangstests - V3a - Optische Triangulation

Beitrag von zman » 22.05.2008 15:00

Eingangstest für den Versuch V3a - Optische Triangulation
vom 22.05.2008


1. Aufgabe
Das Prinzip der Triangulation darstellen, also Bild 4 aus der Anleitung zeichnen.


2. Aufgabe
Qualitativ die Messunsicherheit von a in Abhängigkeit von \alpha (0...90°) zeichnen.
Durch welche Maßnahme kann der Messbereich vergrößert werden?


3. Aufgabe
Einen einfachen Transimpedanzverstärker mit vorgeschalteter Photodiode zeichnen. Wie ist der Zusammenhang zwischen Photostrom und Ausgangsspannung?


4. Aufgabe
Die Kennlinie für den Abstand a qualitativ in Abhängigkeit von U_3/U_4 darstellen, mit a(0)=0, mit je einer Kennlinie für große und kleine Triangulationswinkel \alpha.

Eine allgemeine Berechnungsvorschrift für die maximale systematische Messabweichung von a angeben, wenn nur U_3 und U_4 fehlerbehaftet sind.

Werte gegeben: U_3=0V, U_4=1V, die systematischen Abweichungen der Spannungen waren auch gegeben, ich glaube jeweils 10mV. Wie groß darf die Steigung der Kennlinie sein, damit die maximale Abweichung von a nicht größer als 1mm ist?
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Beitrag von nerdwuermle » 20.05.2010 13:09

hatten heute haargenau den gleichen eingangstest. der betreuer meinte, dass sie die nicht rausgeben, damit man sich die aufgaben nicht abschreibt:D
drum'n'bass gigolo goregrind

Scholaly
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Re: Eingangstests - V3a - Optische Triangulation

Beitrag von Scholaly » 27.04.2011 20:15

dieses jahr gabs wieder den selben test

Cobe
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Re: Eingangstests - V3a - Optische Triangulation

Beitrag von Cobe » 13.05.2011 13:31

Wir hatten auch den selben Test. Ich poste mal, was in meinem Gedächtnis noch ist.

1.) das Prinzip der opt. Triangulation abzeichnen, am Praktikum orientieren--> Bild 4

2.)Zusammenhang zwischen systematischer Abweichung \Delta a und Winkel \alpha im Bereich 0 bis 90°.

--> zeichnet einfach eine 1/x Funktion im 1. Quadranten.

3.)Photodiode und Transimpendanzverstärker

Es reicht ganz simpel einen OPV mit Photodiode nicht die Ganze Schaltung, wie in Bild 6. Ich hatte auch erst Bild 6 gezeichnet, worauf unser Betreuer meinte, wir sollen nicht die Schaltung sondern nur einen "einfachen" zeichnen. Naja Punkt gabs trotzdem.

Ausgangsspannungen, aus Bild 6:
U1=-I1*R_0, U2=-I2*R_0

4.)Kennlinien sind Geraden. Steigend natürlich, mehr muss glaube nicht gezeichnet werden. Unterschied große und kleine Winkel weiß ich gerade nicht mehr. Kann sein das für große Winkel auch eine progressiv steigende Kennlinie in Frage kommt.

Für den maximalen statistischen Fehler müsst ihr wie gehabt einfach die Taylerreihe aufstellen. Worauf nur niemand kommt ist, dass man die Kettenregel beachten muss, steht zwar in der aufgabe, aber wir wussten erst nicht was die meinten.U_4 & U_3 sind fehlerbehaftet.

Die Formel lautet für alautet: a=F(q=\frac{U_3}{U_4})

Da a von q abhängt und nur indirekt von den Spannungen, obwohl ich das nicht so sehe, da man q ja auch direkt mit den Spannungen ersetzen könnte, muss man die Kettenregel beachten.

\Delta \^{a}=\frac{\delta F}{\delta q}*\frac{\delta q}{\delta U_3}*|\Delta U_3|+\frac{\delta F}{\delta q}*\frac{\delta q}{\delta U_4}*|\Delta U_4|

Fiesco
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Re: Eingangstests - V3a - Optische Triangulation

Beitrag von Fiesco » 03.05.2012 13:03

Hatten heute den gleichen Eingangstest wie oben :-))

Jetzt noch eine ausführliche Rechnung der Aufgabe 4.

d - unbestimmte Ableitung; |x| - Betrag x; Da - delta a (diese Abweichung)

Da=|{(dF/dq)*(dq/dU3)}|*|DU3|+|{(dF/dq)*(dq/dU4)}|*|DU4|

dq/dU3=1/U4; dq/dU4=-U3/U4^2; U3=0V; dq/dU4=0

Da=|{(dF/dq)*(1/U4)}|*|DU3|

Im Eingangstest ist dann dF/dq gesucht. Im Praktikum wird dies durch ein Programm errechnet, dies ist der Wert a1 und gesucht ist dann Da. Mehr dazu wird man aber im Praktikum sehen. Die Betreuer eklären das auch auf Nachfrage.

haffael
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Re: Eingangstests - V3a - Optische Triangulation

Beitrag von haffael » 08.11.2012 14:52

wieder gleicher Eingangstest.

Zu Aufgabe 3 im Versuch sollte man wissen, dass die Metallplatte (Messobjekt 3) mit der Kalibrierung von vorher nicht ordentlich funktioniert. Es ist also völlig normal wenn in der Mittelstellung nicht null rauskommt. Das ist auch der einzige Zweck der Aufgabe.
Kannste schon machen, ist halt scheiße.

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WanLanHu
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Re: Eingangstests - V3a - Optische Triangulation

Beitrag von WanLanHu » 29.01.2013 15:11

Ich wollte nur darauf aufmerksam machen, dass die beiden im Test in der 4.Aufgabe gefragten Kennlinien eben KEINE Geraden sind (siehe weiter oben, Cobe, 13.05.2011)! Es sind 2 progressiv steigende Kennlinien, die im 1. UND 3. Quadrant liegen und durch den Koordinatenursprung gehen. Welche der beiden Kennlinien einen größeren Anstieg hat, wird man erkennen, wenn man sich die ganze Problematik mal für einen kleinen und einen großen Triangulationswinkel auf Papier zeichnet und die Kennlinien darstellt... Aus dieser Graphik wird auch klar, dass ein größerer Triangulationswinkel gegenüber einem kleineren zwar einen kleineren Messbereich ermöglicht, jedoch eine geringere Messunsicherheit aufweist.

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Re: Eingangstests - V3a - Optische Triangulation

Beitrag von niine » 08.05.2013 18:02

Auch heute wieder derselbe Test.

Optimaxx
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Re: Eingangstests - V3a - Optische Triangulation

Beitrag von Optimaxx » 21.10.2014 19:41

Auch heute ein ähnlicher Eingangstest:

Aufgabe 1: Prinzip der Triangulation darstellen.

Aufgabe 2: Qualitativ die Abhängigkeit des Abstands a zum Triangulationswinkel alpha zeichnen und die Beziehung der Größen Formelmäßig angeben.

Aufgabe 3: a) Was ist ein PSD? Welche Vorteile hat er gegenüber einer herkömmlichen Kamera? b) Warum benutzt man eine Laserdiode? Welche Vorteile hat das?

Aufgabe4: Wie auch in den vergangenen Jahren: Die Kennlinie für den Abstand a qualitativ in Abhängigkeit von q(=U_3/U_4), mit a(0)=0, mit je einer Kennlinie für große und kleine Triangulationswinkel alpha zeichnen und danach die Berechnungsvorschrift für die maximale Systematische Messabweichung a angeben, wenn U_3 und U_4 fehlerbehaftet sind. Alle Werte waren gegeben. Man musste nur die Taylorentwicklung aufstellen, nach der gesuchten größe umstellen und einsetzen.

TOPSPEED
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Re: Eingangstests - V3a - Optische Triangulation

Beitrag von TOPSPEED » 29.11.2014 14:05

Der aktuelle Eingangstest.
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Aklex
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Re: Eingangstests - V3a - Optische Triangulation

Beitrag von Aklex » 12.01.2015 13:25

Ich hab mal ne ganz blöde Frage vom Aufbau her:

Der psd liegt ja auf der x-Achse, mit q=0 auf der Nullstelle sozusagen. Das bedeutet doch dann, dass der Abstand z, nicht der Abstand von x=0 ist sondern der von der Stelle aus, an dem der Laser die X-Achse schneidet. Denn dann macht es auch Sinn, dass bei Abstand z=0 auch q=0, und bei z<0 bzw. z>0 auch q<0 bzw. q>0. Der Gegenstand, bzw der Lichtpunkt des Lasers auf dem Gegenstand wird ja durch die Linse gedreht.

fizze
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Re: Eingangstests - V3a - Optische Triangulation

Beitrag von fizze » 27.10.2015 14:22

bei uns war der eingangstest fast 1 zu 1 der selbe wie der abfotografierte von TOPSPEED.

Phil91
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Re: Eingangstests - V3a - Optische Triangulation

Beitrag von Phil91 » 18.11.2016 18:12

wie von Topspeed, statt Aufgabe 3 . Herleiten der Auswirkung vom Fremdlichteinfluss..Hinweis (U2-U1)/(U2+U1) und Messunsicherheit auch im Bezug zu Aufgabe 4. Irgendwie so ^^^
Aufgabe 2: Δa~1/α
Aufgabe 4: wieder andere Werte

timbo_207
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Re: Eingangstests - V3a - Optische Triangulation

Beitrag von timbo_207 » 17.05.2019 12:31

Fast der gleiche Test, Theoriefragen zu PSD und Laser wurden sogar weggelassen.

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