Es soll ein leistungsfähiges System entwickelt werden, das zwei analoge Messsignale filtert und verarbeitet. Im jetzigen Zustand dienen umschaltbare analoge Filter diesem Zweck. Im Rahmen dieser Arbeit soll geprüft werden, ob die selbe Aufgabe durch ein zu entwickelndes System erfüllt werden kann, dass die Analogsignale digitalisiert, den digitalen Datenstrom filtert (Filterparameter einstellbar) und verrechnet und letztendlich sowohl aus Analogsignal als auch digital via eines PCs wieder ausgibt.

Aufgaben:

• Auswahl und Dimensionierung geeigneter Anti-Aliasing-Filter (Eingang und Ausgang)
• Recherche und Auswahl geeigneter AD- und DA-Wandler
• Recherche und Auswahl geeignete PC-Schnittstelle
• Auswahl eines geeigneten Mikrocontrollers (vermutlich aus der STM32-Familie)
• Schaltungsentwicklung und Layout
• Softwareentwicklung

Voraussetzungen:

• Grundkenntnisse in Schaltungstechnik und Digitaltechnik; praktische Erfahrung ist von Vorteil
• Sichere Kenntnisse Layout (Eagle)
• Programmierkenntnisse in C/C++
• Erfahrung mit Mikrocontrollern

Art der Arbeit:  Studien-/Projektarbeit im Masterstudium oder vergleichbar

Ansprechpartner:  Christian Auerswald

Gegenstand eines aktuellen Forschungsprojektes ist es, die Leistungsfähigkeit von Rastersondenmikroskopen durch den Einsatz von MEMS zu verbessern. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Entwicklung eines Mikropositioniersystems für die Messspitze, basierend auf einem elektrostatischen Kammantrieb. Zudem soll die Messspitze mit einem Mikrogreifer befestigt werden, der auch einen Austausch der Messspitze gewährleisten soll. Die erste Generation dieses komplexen Mikrosystems befindet sich bereits in der Erprobung, jedoch wird aufbauend auf den bisherigen Erfahrungen eine Weiterentwicklung erfolgen. Die Aufgabenstellung umfasst dabei den kompletten Entwurfsprozess vom mathematischen Modell über die Komponentensimulation und -optimierung in ANSYS bis hin zum fertigen Maskenlayout. Das Thema ist somit in idealer Weise für Studenten der Mikrosystemtechnik oder Mikrotechnik/Mechatronik geeignet, prinzipiell aber auch für alle anderen interessierten Studenten offen.

Art der Arbeit:  Studien-, Projekt- oder Bachelorarbeit

Ansprechpartner:  Alexander Sorger

Die Amplitudenmessung bei sinusförmigen Signalen ist ein wichtiger Bestandteil der analogen und digitalen Signalverarbeitung. Die derzeit üblichen Verfahren und Schaltungsvarianten zur Amplitudenmessung benötigen mehrere Perioden des zu messenden Signals für eine hinreichend genaue Messung. In der Regelungstechnik ist es jedoch oft wünschenswert, Änderungen einer Signalamplitude mit möglichst geringer Zeitverzögerung messen zu können. Im Rahmen dieser Arbeit sollen alternative Lösungen zur Amplitudenmessung bei sinusförmigen Signalen erarbeitet und mathematisch sowie experimentell / schaltungstechnisch untersucht werden, die eine möglichst verzögerungsfreie Amplitudenmessung erlauben.

Art der Arbeit:  Studien-, Projekt-, Bachelor-, Diplom- oder Masterarbeit

Ansprechpartner:  Dr. Dirk Tenholte

Die Labormuster eines Drucksensorkatheters nach optischem Messprinzip zeigen eine Querempfindlichkeit der Druckmesszellen von bis zu 20 Prozent des Messwertes bei den Nachbarzellen, je nach Lagerung bzw. Haltezustand. Da diese Querempfindlichkeit systematisch und modellierbar ist, besteht die Möglichkeit, auf Grundlage von definierten Messwerten einen Korrektualgorithmus zu erarbeiten, welcher diesen Einfluss reduziert. Dieser soll in einer CAD Software wie Matlab umgesetzt werden, um direkt auf Messwerte anwendbar zu sein.

Art der Arbeit:  Studien- oder Projektarbeit

Ansprechpartner:  Sebastian Voigt

Bei der Charakterisierung von MEMS im Vakuumbereich besteht die Herausforderung eines sehr hohen Dynamikbereichs zusammen mit einer hohen geforderten Frequenzauflösung. A/D-Wandlerkarten mit hohem Dynamikbereich bieten nicht mehr die erforderliche Samplerate für eine hohe Frequenzauflösung. Ein Lösungsansatz ist die Verwendung eines logarithmischen Verstärkers. Die bereits erfolgreich bearbeitete Studienarbeit "Aufbau und Test eines logarithmischen Verstärkers für die messtechnische Charakterisierung von hochresonanten MEMS-Strukturen" realisierte einen Laboraufbau für einen Lösungsansatz für ein solche Schaltung. Ziel dieser Arbeit ist der Neuafbau dieser Schaltung in einem Gehäuse mit Spannungsversorgung und Standardsteckverbindern. Dazu ist noch die Identifiktion der Parameter der neu aufgebauten Schaltung und deren Umsetzung im Signalprozessor der Messsoftware nötig. Zusätzlich soll die Messmethode dokumentiert und an einem Bespiel verifiziert werden.

Art der Arbeit:  Studien- oder Projektarbeit

Ansprechpartner:  Sebastian Voigt

Bei Gasströmungen im Mikrobereich ist die mittlere freie Weglänge der Gasmoleküle oft vergleichbar mit den Strukturabmessungen. Dies resultiert in einer Verdünnung des Gases und führt dazu, dass die bei den meisten Berechnungsverfahren zugrunde liegende Kontinuum-Annahme ihre Gültigkeit verliert. Unter bestimmten Voraussetzungen können verdünnte Strömungen jedoch weiter über Kontinuum-Modelle (Navier-Stokes-Gleichungen) berechnet werden, indem ein Geschwindigkeitsschlupf (engl. slip) an festen Wänden anstelle der klassischen Haftbedingung angenommen wird. Diese Art der Randbedingung ist im Großteil der verfügbaren Software zur numerischen Strömungssimulation nicht implementiert. Gegenstand der Arbeit ist die Umsetzung der Slip-Randbedingung im Programm ANSYS-Fluent über eine sogenannte UDF (user-defined function). Vorkenntnisse im Bereich der numerischen Strömungssimulation sind nicht erforderlich.

Art der Arbeit:  Studien-, Projekt- oder Bachelorarbeit

Die Analyse von Schallwellen in Festkörpern (Körperschall) hat große Bedeutung bei der Überwachung von Maschinen und Bauwerken, in der Materialforschung, der zerstörungsfreien Prüfung aber auch bei der Crashdetektion im Fahrzeug. Begleitend zum Entwurf mikromechanischer Körperschallsensoren soll die Ausbreitung von Schallwellen in Festkörpern messtechnisch und/oder mit Hilfe von FE-Simulationen hinischtlich des Einflusses von Material, Geometrie und Dämpfung untersucht werden. Darauf aufbauend sollen Aussagen zum Design, zur optimalen Ankopplung an das Bauteil und zur Positionierung der Sensoren abgeleitet werden.
Das Thema kann flexibel an jede Art von Studien- oder Abschlussarbeit angepasst werden und kann nur den experimentellen oder den theoretischen Teil beinhalten.

Art der Arbeit:  Studien-, Projekt-, Bachelor-, Diplom- oder Masterarbeit

Ein Messsystem bestehend aus mehreren Beschleunigungssensoren soll mit Hilfe eines DSP closed-loop betrieben und um weitere Signalverarbeitung (Filterung) ergänzt werden. Hierfür ist das DSP-Programm zu entwickeln.

Art der Arbeit:  Studien-, Projekt- oder Bachelorarbeit

Ansprechpartner:  Dr. Marco Dienel