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Digitaler Umgang mit Messdaten in der Forschung

Die Vorlesungen und Labore im Lehrgebiet Werkstoffkunde enthalten verschiedene Versuche zur Ermittlung technologischer oder vergleichbarer Werkstoffkennwerte, die mittels zerstörender und zerstörungsfreier Prüfverfahren bereitgestellt werden. Neben dem Einsatz der Mess- und Prüftechnik spielt vor allem die Messdatenerfassung und -verarbeitung eine wesentliche Rolle zur veränderlichen oder stationären Zustandsbewertung von Werkstoffen, Bauteilen oder Strukturen.

Als Messdatenerfassung werden prinzipiell alle Methoden zur zeitgleichen oder zeitfolgerichtigen Messung und Zählung messbarer oder zählbarer Daten und Gruppen von zusammenhängenden Daten bezeichnet. Die Messdatenverarbeitung umfasst den organisierten Umgang mit Datenmengen mit dem Ziel, Informationen über diese Datenmengen zu gewinnen oder diese Datenmengen zu verändern. Hierzu werden Datensätze erfasst, nach einem vorgegebenen Verfahren verarbeitet und als Ergebnis ausgegeben. Für die umfassende Charakterisierung des Schädigungszustandes bzw. der Bewertung von Fehlern in Werkstoffen bzw. Bauteilen ist es also erforderlich, dass die Kombination aus Messsensoren und der Messdatenerfassung und -verarbeitung als ganzheitlicher Prozess betrachtet wird.

Aktuell werden im Lehrbetrieb im Rahmen von Laboren, Praktika sowie Bachelor- und Masterarbeiten häufig nur punktuell Messdaten aufgenommen und durch den jeweiligen Bediener für die Auswertung erfasst. Diese praktizierte Vorgehensweise ist zum einen Fehleranfällig, da es zu Übertragungs- und Ablesefehlern kommen kann, zum anderen ermöglicht sie keine kontinuierliche Messung, wie sie auch zur Charakterisierung des Werkstoffverhaltens unter kontinuierlicher Beanspruchung erforderlich ist.

Ziel des Vorhabens ist die praxis- und zeitgerechte Vermittlung des Umgangs mit Mess- und Prüftechniken sowie der zugehörigen Datenerfassung und -verarbeitung. Daher sollen 5 Messdatenerfassungskarten National Instruments myDAQ (Education Version) beschafft werden. Die beantragten Systeme verfügen über LabView Treiber, wodurch die Daten nicht nur auf dem PC erfasst, sondern auch visualisiert und ausgewertet werden können. Eine entsprechende Lizenz für National Instruments LabView liegt den Karten jeweils bei, wodurch keine weiteren Kosten entstehen. Die systemische Einbindung am PC erfolgt über einen Standard USB-Anschluss, wodurch die Messkarten an jedem beliebigen PC/Laptop installiert werden können. Sie bieten umfangreiche Möglichkeiten zum Anschluss unterschiedlicher Messsensoren. Die entsprechenden Messverstärker und Messbereiche sowie Filter für den Anschluss von z.B Thermoelementen, Shunt- oder Abstandsmesssensoren sind bereits softwareseitig implementiert und können in der Systemsoftware ausgewählt werden. Gleichzeitig können bis zu 8 unterschiedliche Messsensoren synchron erfasst werden.

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