Diese Arbeit beschreibt ein Verfahren für die präzise Lokalisierung von Schienenfahrzeugen unter alleiniger Nutzung eines Wirbelstromsensorsystems. Die Geschwindigkeit wird mit Laufzeitkorrelationsverfahren und einem Kalman-Filter gewonnen. Die Erkennung der Weichen wird durch den Einsatz verdeckter Markowmodelle erreicht. Die Fusion in einer topologischen Karte, basierend auf sequentiellen Monte Carlo Verfahren, liefert schließlich die gewünschte Positionsangabe.
Aktualisiert: 2021-02-11
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Die Modellierung natürlicher und technischer Systeme spielt eine wichtige Rolle, um deren Verhalten zu simulieren und vorherzusagen. Die Impedanzspektroskopie ist in diesem Zusammenhang eine interessante Methode, da die Impedanz oft einfach messbar ist. Die herausfordernde Aufgabe ist die Interpretation gemessener Daten. Das Verständnis des Zusammenhanges zwischen realen Effekten und gemessener Impedanz anhand eines Impedanzmodells ist eine zentrale Problemstellung. Die Herleitung solcher Modelle wird in dieser Arbeit anhand drei verschiedenartiger Beispiele aus dem Gebiet der Messtechnik untersucht. Wirbelstromsensoren werden allgemein zur Messung von Abstand und Materialeigenschaften eingesetzt. Anhand eines Modells wird untersucht, wie diese Größen simultan bestimmbar sind. Die Messung der Zusammensetzung von Materialgemischen ist vielfach technisch relevant. Am Beispiel von Waschlaugen und Dispersionen mit Carbon Nano Tubes wird gezeigt, wie deren Zusammensetzung die Impedanz beeinflusst und welche Eigenschaften messbar sind. Batterien spielen eine wichtige Rolle zur Speicherung elektrischer Energie. Mit einem fraktionalen Differentialgleichungsmodell erfolgt eine Simulation der Batteriespannung unter wechselnden Einsatzbedingungen. Anhand der Anwendungen wird deutlich, dass es keinen Automatismus zur Modellerstellung und kein Modell für alles geben kann. Um so mehr liefert das vorgeschlagene Vorgehen einen Einstieg in die Modellerstellung.
Aktualisiert: 2020-12-16
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Das Wirbelstrom-Messverfahren wird in vielen technischen Anwendungen eingesetzt. Die Forderung nach hoher Auflösung führt unter anderem zur Verkleinerung der Sensorabmessungen. Hierfür bietet die Dünnfilmtechnik als eine der Fertigungstechnologien die Möglichkeit zur Miniaturisierung der Sensorgeometrie. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Entwurf von Wirbelstromsensoren in Dünnfilmtechnik zur Abstandsmessung. Dabei stehen Modellierung und Simulation im Vordergrund. Zwei Methoden zur Erfassung des Messsignals werden verfolgt. Eine Methode basiert auf dem induktiven Messprinzip. Bei diesem Messprinzip wird das aus Erregerfeld und Feld der Wirbelströme bestehende magnetische Wechselfeld durch elektromagnetische Induktion in ein elektrisches Messsignal umgewandelt. Das zweite Messprinzip beruht auf Erfassung des magnetischen Wechselfeldes durch Magnetfeldsensoren.
Aktualisiert: 2019-10-17
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