Aufgabe 1.1:
Messgeräte
Sie möchten 48 V möglichst genau messen. Sie haben für diese Messaufgabe die zwei
unten aufgeführten Messgeräte zu Verfügung. Berechnen Sie für Ihre Messaufgabe
den relativen und absoluten Fehler beider Messinstrumente.
Stellen Sie fest, welches der folgenden zwei Messgerät bei Ihrer Messaufgabe das genauere ist.
a) Analoges Multimeter Messbereich 50 V Klasse 1
b) 4-stelliges DVM Messbereich 200 V
Genauigkeit ± (0,5 % + 5 digit)
Aufgabe 1.2:
Ausgangsspannung
Eine Gleichspannung in einem Netzteil ist nur über einen Schutzwiderstand von
330 kΩ in Serie an einer Klemme zu messen. Sie haben ein Digitalmultimeter mit
einem Innenwiderstand von 10 MΩ zur Verfügung. Das Multimeter zeigt
Umess = 319,46 V an.
a) Skizzieren Sie die Schaltung.
b) Berechnen Sie die eigentliche Ausgangsspannung des Netzteils ohne Rückwirkung (Leerlaufspannung) und die Rückwirkung in Prozent.
Aufgabe 1.3:
Füllstandsmessung I
In einem offenen Tank wird Dieselkraftstoff gelagert. Am Boden wird ein Absolutdruck von 1,7 bar gemessen.
a) Berechnen Sie den Füllstand des Tanks.
b) Beurteilen Sie die Genauigkeit der Füllstandsmessung und nennen Sie bei Bedarf
einen Verbesserungsvorschlag.
Dichte von Dieselkraftstoff: 830 kg/m3
Aufgabe 1.4:
Füllstandsmessung II
In einem geschlossenen Tank wird Glycerin gelagert. Am Boden wird pabs = von
1,2 bar gemessen. Der Druck am Deckel ist pabs = 0,8 bar.
Berechnen Sie den Füllstand des Tanks.
Dichte von Glycerin: 1260 g/dm3
Aufgabe 1.5:
Gaszylinder
In einem Hohlzylinder mit der Innenhöhe 500 mm und dem Innendurchmesser
230 mm befindet sich ein Gas mit dem Druck p = 15 bar.
Berechnen Sie folgende Größen:
a) Die Kraft, die auf je eine Deckelfläche wirkt,
b) die Kraft, die auf die gesamte Zylinderfläche wirkt und
c) die Masse der Propan-Füllung in kg (Dichte ρ = 493 kg/m3
bei 15 bar).
Aufgabe 1.6:
Durchfluss I
Ein Turbinen-Mengenmessgeber liefert 1 Impuls pro 0,5 l durchgeflossener Menge.
Die abgegebene Frequenz beträgt 8 Hz.
a) Berechnen Sie den Durchfluss Q in m3
/h.
b) Bestimmen Sie die mittlere Fließgeschwindigkeit v in m/s in einem Rohr DN50.
Aufgabe 1.7:
Durchfluss II
Ein Durchfluss-Sensor liefert pro Liter durchgeflossener Menge 10500 Impulse. Der
zulässige Durchflussbereich beträgt 0,015 – 0,8 l/min.
a) Berechnen Sie den maximal zulässigen Durchfluss Q in m3
/h.
b) Bestimmen Sie die Fließgeschwindigkeit v in m/s in einem Rohr DN5 beim
maximal zulässigen Durchfluss.
c) Die abgegebene Frequenz beträgt 8 Hz. Berechnen Sie den Durchfluss Q
in l/min.
Aufgabe 1.8:
Lüftungsleistung
Ein Großraumbüro mit einer Fläche von 300 m2
wird über eine Lüftungsanlage
zwangsbelüftet. Die Nutzer klagen über eine schlechte Luft. Der Raum wird über
mehrere Entlüftungsrohre entlüftet, die in einem zentralen Kanal zusammengeführt
werden. Sie nehmen in diesem Kanal eine Strömungsmessung vor und messen eine
Strömungsgeschwindigkeit von 1,68 m/s.
Der Kanal hat die Innenmaße 50 cm x 50 cm. Die Höhe des Büros ist 2,80 m.
Die Raumluft sollte dreimal pro Stunde ausgetauscht werden.
a) Berechnen Sie die Lüftungsleistung, die sich aus der Messung ergibt.
b) Berechnen Sie die Strömungsgeschwindigkeit in m/s, wenn der Raum wie gefordert belüftet wird.
Aufgabe 1.9:
Ultraschallsensor
Ein Silo ist zu einem Drittel befüllt. Die maximale Füllhöhe ist 25 m. Ein Ultraschallsensor im Dach ist 2 m höher als die maximale Füllhöhe angebracht.
Schallgeschwindigkeit: 343 m/s bei 20 °C
a) Skizzieren Sie den Silo mit Sensor mit den relevanten Abmessungen.
b) Berechnen Sie die Laufzeit eines ausgesandten Ultraschalls-Impulses, bis dieser
wieder empfangen wird beim Füllstand von 1/3 des Maximums.
c) Berechnen Sie die Laufzeit des Schalls bei einem vollständig gefüllten Silo.
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