Quelle: Camille Flammarion, L´Atmosphere in Meteorologie Populaire, pp.163, Paris 1888 Gefunden in Gerd Ganteför, Heute SF, morgen Realität 2016
Break Through - Durchbruch !
Eine neue, geheimnisvolle Welt eröffnet sich dem wagemutigen Forscher. Er erkennt das Räderwerk, das unseren Kosmos antreibt !
Herzlich willkommen, lieber Leser!
Diese Webseite informiert über Forschungsarbeiten, die meine Mitarbeiter, Kollegen und ich in den zurückliegenden Jahren geleistet haben. Für den Inhalt der Webseite bin ich allein verantwortlich, auch für das häufige DENGLISH !
Univ. Professor Dr. -Ing. habil.Wolfgang Holzapfel
Nachfolgend 10 Forschungsbereiche, in denen wir aktiv waren und es weiter sind:
CAR NAVIGATION, AEROSPACE GUIDANCE & CONTROL, INERTIALSENSING - FAHRZEUGNAVIGATION, FLUGFÜHRUNG, , INERTIALTECHNIK
MACHINE TOOL MONITORING & CALIBRATION, VIBRATION MEASUREMENT -
ÜBERWACHUNG & KALIBRIERUNG VON WERKZEUGMASCHINEN, SCHWINGUNGS-MESSTECHNIK
FORCE- & ACCELERATION- SENSING, PRESSURE MEASUREMENT
KRAFT-& BESCHLEINIGUNGSMESSUNG, DRUCKMESSUNG
ELECTRONIC WEIGHING- WÄGETECHNIK
DISPLACEMENT & DISTANCE MEASUREMENT, INTERFEROMETRY –
LÄNGEN- & ENTFERNUNGSMESSTECHNIK, INTERFEROMETRIE
SURFACE MEASUREMENT, TOPOGRAPHY, MATERIAL DISTRUBUTION - OBERFLÄCHENMESSTECHNIK, TOPOGRAPHIE , MATERIALVERTEILUNG
GASFLOW DIAGNOSIS, PROCESS MEASUREMENT & CONTROL EQUIPMENT - GASFLUSSMESSUNG, PROZESSTECHNIK
SIGNAL PROCESSING, NEURAL NETWORKS, PATERN RECOGNITION - SIGNALVERARBEITUNG, NEURONALE NETZE, MUSTERERKENNUNG
TRANSMISSION ELLIPSOMETRIE - TRANSMISSIONSELLIPSOMETRIE
LASER – PHYSICAL PHENOMENA, APPLICATIONS, OPTICs
LASER - PHYSIKALISCHE EFFEKTE, ANWENDUNGEN, OPTIK
If you like to get more information about our work (papers, books, etc.) please click the subpages 1 - 8 on top of our webpage!
Falls Sie es genauer wissen wollen, klicken Sie einfach auf die Untermenüs dieser Webseite:
Sie finden dort unter 1/8 - 8/8 unsere Veröffentlichungen, desweiteren unsere Vorlesungen und mehr !
? Warum gerade diese Forschungsfelder:
Wir konzentrieren uns bei unserer Forschung überwiegend auf die genaue und hochauflösende Erfassung von Messgrößen, die für den Maschinenbau bzw. in der Verkehrstechnik relevant sind. Hierbei sind für uns die sog. Neuen Technologien (wie z.B. Optik, Laser oder neuronale Netzwerke ) besonders interessant. Das nachfolgende Bild macht deutlich, dass insbesondere die Lasertechnik generell ein sehr breites Anwendungsspektrum und ein hohes Forschungspotential hat. In den genannten 10 Feldern sind Untersuchungen zur vorteilhaften Anwendbarkeit von OPTISCHEN bzw. LASERGESTÜTZTEN MESSVERFAHREN daher häufig Gegenstand unserer Forschungen
Desweiteren ist die Optimierung der SENSOR - SYSTEM - WECHSELWIRKUNGEN bei Fahrzeugen bzw. Maschinen für uns generell ein weiteres Forschungsziel. Dies sei hier am Beispiel der Flugführung verdeutlicht (s. Bild). Drei miteinander vermaschte Regelkreise (Navigation, Lenkung, Flugregelung) sind erforderlich, um ein Flugzeug vom Startpunkt A sicher zum Zielpunkt B zu führen. Navigation und Lenkung erfordern hierfür Ortungssensoren hoher Genauigkeit, Flugregelung dagegen reaktionsschnelle Meßwertgeber höchster Zuverlässigkeit , jedoch nur mäßiger Genauigkeit. Das Ganze erfordert offensichtlich ein aufwendiges Multisensor - Subsystem. Der dreifache Messaufwand im Bild kann jedoch vermieden werden, wenn es gelingt, einen gemeinsamen, multifunktionellen Sensor zu entwickeln, der sowohl hochgenau und reaktionsschnell als auch äußerst zuverlässig ist. Diese sehr widersprüchliche Forderungen wurden erst erfüllt, als es gelang, optische Technologien vorteilhaft für die Flugführung zu nutzen (Bild Laserkreisel).
Neben solchen radikalen Hardware-Lösungen eröffnet in Multi-Sensorsystemen auch die Software (z.B. durch intelligente Nutzung analytischer Redundanz in Sensorsignalen) weitere Optimierungsmöglichkeiten.
Aktuell sind für das angestrebte ´Autonome Fahren´mit PKW und LKW ähnliche Aufgabenstellungen zu bearbeiten. Die Optimierung der Sensorik und Signalauswertung im System Fahrzeug bzw. Maschine ist nach wie vor eine sehr interessante Aufgabenstellung für Hard-und Software-Ingenieure und daher Gegenstand auch unserer Forschung.
Messen, Steuern und Regeln in der Flugführung:
Source: AW&ST
Laserkreisel, hier in integrierter Triplexausführung, geeignet für eine simultane Messung der Drehbewegungen um alle drei Flugzeugachsen (roll, pitch,yaw).
ÜBER DAS MESSEN:
Es gibt da sehr unterschiedliche Auffassungen, schauen Sie mal:
Das beste Mittel gegen Sinnestäuschungen ist das Messen, Zählen und Wiegen.
Plato
Wer die erhabene Gewissheit der Mathematik herabsetzt, der lebt von der Verworrenheit und (er) wird den Widersprüchen der sophistischen Wissenschaften, durch die man nur das ewige Gezänk lernt, nie und nimmer Schweigen gebieten!
Leonardo da Vinci
Daran erkenn ich den gelehrten Herrn! Was Ihr nicht tastet, steht euch meilenfern! Was Ihr nicht fasst, das fehlt Euch ganz und gar ! Was Ihr nicht rechnet, glaubt Ihr, sei nicht wahr! Was Ihr nicht wägt, hat für Euch kein Gewicht! Was Ihr nicht münzt, das, meint Ihr, gelte nicht.
Mephistopheles, in Goethes Faust II, 1
Nur was man messen kann, das existiert!
Lord Kelvin
Die messbare Seite der Welt ist nicht die Welt; Sie ist die messbare Seite der Welt.
Martin Seel, Frankfurt/M
Messtechnik – das ist so ein Verzweigungs-punkt in meinen Rückkopplungsschaltbildern.
Ein Regelungtheoretiker
Wer misst, misst häufig auch Mist.
Daher messe ich niemals zweimal, weil ich dann nicht weiss, was der richtige Wert ist.
Noch nie konnte ich etwas erfolgreich regeln , was nicht vorher irgendwie auch gemessen wurde.
Ein Praktiker
Plädoyer für die Messtechnik:
Gedacht auch für MINT - Studenten!
Lassen Sie sich von kritischen Philosophen, Dichtern und Theoretikern nicht verwirren, lieber Leser! Vertrauen Sie auf Plato und da Vinci!
Insbesondere in den Ingenieurwissenschaften ist die Messtechnik heute von ähnlich grundlegender Bedeutung wie die Anwendung der Mathematik. Industrielle Forschung und Entwicklung sowie Qualitätskontrolle sind ohne Messtechnik undenkbar.
Und in der Grundlagenforschung , also in den Naturwissenschaften, entscheidet die Messtechnik häufig über Falsch und Richtig von konkurrierenden Theorien. Insbesondere in der Physik und Astronomie ermöglicht moderne Messtechnik häufig einen Durchbruch in völlig neue Welten der Erkenntnis (symbolisch im obersten Bild dieser Seite dargestellt).
Die extreme Leistungsfähigkeit der modernen Messtechnik für die Grundlagenwissenschaft wird z.B. deutlich bei der technischen Nutzbarkeit von Quantenphänomen - also Laser, Quantensensorik u.a. - sowie auch bei der kürzlich erst möglichen Detektion von äußerst schwachen Gravitationswellen mit optischen Interferometern. Wissenschaftliche Messtechnik lieferte die Bestätigung vn Quantentheorie und allgemeiner Relativitätstheorie und schuf damit die Grundlage für unser modernes Weltbild.
Messtechnik ist ein faszinierendes, ständig wachsendes Wissensgebiet mit einem ausgeprägt interdisziplinären und zugleich sehr praktischen Charakter. Gleichzeitig führt die Integration von leistungsfähiger Sensorik mit moderner Rechen- und Informationstechnik dazu, dass zunehmend mathematische Recourcen für intelligente, verfeinerte Messverfahren genutzt werden! Es bestehen enge Verbindungen zur Regelungs- und Automatisierungstechnik. Daher ist Messtechnik wie die Regelungstechnik bei der Ausbildung von Ingenieuren und auch Naturwissenschaftlern ein elementarer Baustein !
Die folgenden Statements der EUROPÄISCHEN UNION und der IMEKO, der internationalen Dach-Organisation der Messtechnik, machen deutlich, welche Bedeutung das wissenschaftlich - technische Messen für unser Leben hat.
Die heutige Verflechtung der Messtechnik mit Naturwissenschaft, Technik, Medizin und Handel und Wirtschaft deutet das nachfolgende Bild an.
Messtechnik:
eine Querschnittswissenschaft, die den Zugang zu vielen Disziplinen eröffnet !
Aus unserem Forschungsfeld (siehe Unterseite 3/8) folgendes Beispiel:
Neuartiges hochsensibeles Kraftmessverfahren auf Basis des photoelastischen Effektes in Laserkristallen. Jeder einzelne Sensorkristall misst Kräfte über 9 Größenordnungen, z.B. von Mikro- Newton bis Kilo-Newton!
Geeignet für die genaue und richtungsselektive Erfassung sowohl zeitkonstanter als auch schnell veränderlicher Kräfe, Drucke, Beschleunigungen.
English Readers: Please click webpage 3/8 on top of this page!
! Ultrafast Dynamic Force Measurement by Laser based Force to Frequency Conversion (FFC):
Rapid Estimation of Force Amplitude in a Trapezoidal Pulse Train
Note: In Dynamic Weighing this Forc Input Signal is equivalent to a Throughput of 50 Test Pieces per Second !! Force coresponding Mass is 10 g
(Colored Dots: high level average & low level average; Test Set Up Data: UPCT = 1 V = 0,1N = 2,5 MH, fsample = 1kHz)
If there are any questions or comments please write me at gwholzapfel@gmail.com.
Bei Fragen oder Bemerkungen schreien Sie mir bitte über gwholzapfel@gmail.com.