Fehleranalyse einer Eiskernbohrloch-Querschnittmesseinrichtung unter Labor- und Eislaborbedingungen


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Frank.Wilhelms [ at ] awi.de

Abstract

In dieser Arbeit wird die Sensoranordnung für die neue Querschnittmesseinrichtung von Eiskernbohrlöchern getestet. Die Querschnittmesseinrichtung, genannt Logger, wurde von mir im Praxisprojekt 2 entwickelt. Um den Messfehler der Sensoranordnung zu ermitteln, werden ein Teststand und eine Anschlussplatine entworfen, mit denen die zwölf Beschleunigungssensoren ausgelesen und die Messwerte auf einer SDHC-Karte gespeichert werden. Ein separates Programm rechnet die gespeicherten Messwerte in die Abstände zwischen der Längsachse des Loggers und der Bohrlochwand um. Für diesen Abstand soll der Messfehler ermittelt werden. Die Messungen wurden bei Raumtemperatur und bei -25°C durchgeführt. In beiden Fällen hat die Initialisierungsdatei gezeigt, dass alle Sensoren initialisiert sind und dass das Auslesen der Daten auf eine funktionierende Kommunikation schließen ließ. Die Rohdaten entsprechen nicht den erwarteten Werten und sehen aus wie zufällig über den Wertebereich verteilt. Mit den gemessenen Werten ist es nicht möglich eine aussagekräftige Fehlerrechnung für die Abstände durchzuführen. Anstelle der Fehlerrechnung wird die Ursache für die Kommunikationsprobleme ermittelt und Optionen vorgestellt, die eine Kommunikation ermöglichen. Der Grund für die fehlerhafte Kommunikation über den SPI-Bus liegt bei der Anzahl der Sensoren sowie bei der daraus resultierenden Anzahl und Länge der SPI-Bus-Leitungen. Sowohl dem Logic Level Translator, der zur Anpassungen der Busspannung zwischen Mikrocontroller und Sensor dient, als auch den Sensoren fehlt der benötigte Ausgangsstrom, um ein stabiles Signal zu erzeugen. Diese Probleme bestehen nicht nur für diesen Versuchsaufbau, sondern auch für die Elektronik innerhalb des Loggers. Als Lösungen bieten sich entweder ein anderes Bauteil zur Spannungsanpassung an, eine Trennung zwischen den SPI-Leitungen des angesprochenen Sensors und allen anderen oder Verstärker in den SPI-Leitungen. Welche Möglichkeit für den Einsatz im Logger am besten geeignet ist, muss über eine neue Auslegung der Platinen und durch weitere Tests mit der vorhandenen Sensoranordnung ermittelt werden.



Item Type
Thesis (Bachelor)
Authors
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Primary Division
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Primary Topic
Peer revision
Not peer-reviewed
Publication Status
Published
Eprint ID
37444
Cite as
Francke, G. (2012): Fehleranalyse einer Eiskernbohrloch-Querschnittmesseinrichtung unter Labor- und Eislaborbedingungen , Bachelor thesis, Fachhochschule Aachen.


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