CD-Labor für Messsysteme für raue Betriebsbedingungen

Elektrische Messtechnik spielt in vielen Ingenieursdisziplinen eine wesentliche Rolle, um industrielle Prozesse effizient und umweltfreundlich zu gestalten. Die Messaufgaben sind vielfältig und decken Anwendungsbereiche aus Elektrotechnik, Maschinenbau, Umwelttechnik, Chemie und vielen weiteren ab. Trotz des kontinuierlichen Fortschritts in allen Bereichen der Messkette, angefangen bei Sensoren über analoge Schaltungstechnik bis hin zur digitalen Signalverarbeitung, gibt es Messaufgaben welche bisher nur mit unzureichender Genauigkeit, weitreichenden Einschränkungen, oder noch nicht gelöst werden können. Hauptgründe sind hierbei oftmals das Fehlen eines geeigneten Sensors, d.h. ein Sensor mit stark ausgeprägtem Sensoreffekt in Bezug auf die gewünschte Messgröße, und eine Vielzahl von internen und externen Störeinflüssen, insbesondere in Situationen mit rauen Betriebsbedingungen, wie z.B. Alterungseffekte, Querempfindlichkeiten, elektromagnetische Störeinstrahlungen und Rauschen. Diese Faktoren führen dazu, dass die gewünschte Information im gemessenen Signal verborgen ist, ihr Einfluss somit nur ‘schwach’ ausgeprägt ist, man spricht daher auch von ‘Messung schwacher Signale’. Etablierte, dem Stand der Technik entsprechende Methoden der Messtechnik decken die dabei entstehenden Herausforderungen jedoch nur unzureichend ab, was zu schlechten Ergebnissen führt. Die Vision des CD Labors für ‘Messsysteme für raue Betriebsbedingungen’ ist es, ein tiefgreifendes Verständnis über die Ursachen, Interaktionen und Auswirkungen der störenden Einflussfaktoren zu erlangen. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit wegweisende Messtechnik zur Messung schwacher Signale zu ent- wickeln, um dadurch anwendungsspezifische Herausforderungen zu lösen. Die Forschungsaktivität verfolgt dabei einen holistischen Ansatz, der die Forschungsthemen Sensoreffekte, zuverlässige Messschaltungen, digitale Signal- und Informationsverarbeitung und ganzheitliche metrologische Analyse miteinander verbindet und dadurch die Besonderheiten des Prozesses, der Sensorphysik und des Messsystems berücksichtigt. Das CD Labor soll bei der Arbeitsgruppe ‘Energy Aware Measurement Systems’ des Instituts für Elektrische Messtechnik und Sensorik der Technischen Universität Graz eingerichtet werden. Das CD Labor wird mit drei Industriepartnern starten. Im Bereich der Schwerindustrie werden mit den Partnern anwendungsspezifische Aufgabenstellungen der Stahlherstellung und -verarbeitung behandelt. Hierbei werden die o.g. Methoden speziell auf ungelöste Messaufgaben bei Förderprozessen angewandt. Als zweites Anwendungsfeld wurden Messaufgaben im Umfeld der automotiven Prüfstandstechnik identifiziert. Diese Forschungstätigkeiten werden gemeinsam mit Partner durchgeführt. Die Ergebnisse dieses CD Labors werden nicht nur zu neuen Messsystemen und Sensorlösungen führen, welche signifikante Vorteile für die teilnehmenden Industriepartner mit sich bringen, sondern auch das grundlegende Verständnis der Ursachen und den Umgang mit schwach ausgeprägten Sensorsignalen verbessern.