Workshop Advanced Experimental Methods

advanced

Ingenieurinnen und Ingenieure müssen sich im Berufsalltag häufig mit Fragestellungen auseinandersetzten, welche durch experimentelle Untersuchungen beantwortete werden müssen. Experimentelle Untersuchungen sind in Technik und Wissenschaft zur Untersuchung von Theorien und Hypothesen, zur Validierung von Simulationen, zum Zertifizieren und Testen sowie zur Abnahme von Produkten, Prozessen und Anlagen notwendig. Wichtig sind methodisches Vorgehen und Anwendung vieler Fachgebiete wie Modellbildung, Dimensionierung und Design, Mess- und Sensortechnik, Versuchsplanung, Datenerfassung, Signalanalyse, Statistik etc. Viele Vorgehensweisen und Werkzeuge sind auch in Simulationen nützlich und anwendbar.

Workshop aem

Das Modul ist als Workshop gestaltet, in dem Studierende ihre Kompetenzen zu Aufbau, Durchführung und Auswertung von Experimenten und Messungen unter Anleitung selbständig (allein oder in 2er-/3er-Gruppen) vertiefen.

Ablauf

• Aus einem Pool wird eine Fragestellung ausgewählt. Die Fragestellung wird während des Semesters bearbeitet.
• Es ist möglich, eine selbst erarbeitete Fragestellung einzubringen, um die Durchführung von Experimenten in Projektarbeiten/Thesen zu unterstützen.
• Sie stellen ein zur Fragestellung passendes Lernportfolio aus untenstehenden Themengebieten zusammen, welches Sie im Verlaufe des Semesters bearbeiten.
• Ihre Arbeit an den Fragestellungen und die Vertiefung in die Themengebiete wird durch Coaches begleitet.
• Sie Präsentieren Ihre Arbeit im Plenum von Studierenden und Coaches (Zwischen- und Schlusspräsentation) und Dokumentieren die Arbeit.
• Studierende, die das Modul aem nicht besucht haben, bearbeiten zuerst eine Einführung zu Methodik und Vorgehensweise beim Experimentieren und zu den Grundlagen der Technik und Wissenschaft des Messens. Sie bearbeiten anschliessend eine reduzierte Fragestellung.

Inhalt

Für Themen, die gewählt und bearbeitet werden, stehen Materialien wie Skripte, Bücher, Fachartikel, Programmbeschreibungen etc. zur Verfügung. Die Themen umfassen beispielsweise:

• Versuchskonzepte, Modellgleichungen erstellen
• Messketten aufbauen und untersuchen (Messfehleranalyse) für Messgrössen wie Druck, Temperatur, Strömung, Kraft, Dehnung etc.
• Beiträge zur Messunsicherheit ermitteln
• Optische Messverfahren aufbauen und untersuchen
• Versuchsanweisung, Versuchspläne/Versuchsaufträge erstellen (Design of Experiment), Vorgehen zur Auswertung planen
• Auswertung von Messdaten mit statistischen Methoden, Mittelwerte, Verteilungen, Verbundverteilungen, Korrelationen
• Auswertungen von Zeitreihen: Spektren, Korrelationen, Faltung
• Arbeiten mit Zeitreihen: Daten erfassen, Abtasttheorem, Filter/digitale Filter
• Daten darstellen, beschreiben, analysieren
• Softwaretools: Matlab, Labview

Die angebotenen Themengebiete werden kontinuierlich ausgebaut und bei Bedarf auf individuelle Fragestellungen angepasst.

• Sie kennen die Methodik und Vorgehensweise von experimentellen Untersuchungen und können diese zur Planung, zum Aufbau, zur Durchführung, Auswertung, Analyse und Dokumentation anwenden.
• Sie haben sich vertieft mit ausgewählten Themen des Experimentierens wie Modellbildung, Dimensionierung und Design, Mess- und Sensortechnik, Messfehleranalyse und Messunsicherheit, Versuchsplanung, Datenerfassung, Signalanalyse, Statistik etc. auseinandergesetzt und sind dadurch in der Lage, bei zukünftigen Fragestellungen Ihre Fähigkeiten selbständig erweitern.

Labor Physik und Werkstoffe (phwkL) oder Workshop Werkstoffe Konstruktion (wkwkL)

Informatik (M)

Elektrotechnik (M)

Mess- und Sensortechnik (mst)

Wahrscheinlichkeitstheorie und Statistik (wst)