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Fakultät für Elektro-

und Informationstechnik

Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Sensorik

Einleitung

30.01.2008

Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung .................................................................................................................................................. 3

1.1 Module .............................................................................................................................................. 3 1.2 Leistungspunkte ............................................................................................................................... 3 1.3 Prüfungsleistungen ........................................................................................................................... 3

2 Übersicht über den Studiengang .............................................................................................................. 4 2.1 Grundstudium ................................................................................................................................... 4 2.2 Hauptstudium ................................................................................................................................... 5

3 Module ...................................................................................................................................................... 6 3.1 Erstes Semester ............................................................................................................................... 6

3.1.1 Grundlagen der Sensorik 1 .......................................................................................................... 6 3.1.2 Elektronik 1 .................................................................................................................................. 7 3.1.3 Mathematik-Grundlagen 1 ........................................................................................................... 9 3.1.4 Chemie und Werkstoffe ............................................................................................................. 11 3.1.5 Informatik 1 ................................................................................................................................ 12 3.1.6 Schlüsselqualifikation 1 .............................................................................................................. 14

3.2 Zweites Semester ........................................................................................................................... 16 3.2.1 Grundlagen der Sensorik 2 ........................................................................................................ 16 3.2.2 Elektronik 2 ................................................................................................................................ 18 3.2.3 Mathematik-Grundlagen 2 ......................................................................................................... 20 3.2.4 Informatik 2 ................................................................................................................................ 22 3.2.5 Messtechnik ............................................................................................................................... 23 3.2.6 Werkstoffe und Physikalische Chemie ...................................................................................... 25

3.3 Drittes Semester ............................................................................................................................. 27 3.3.1 Physikalische Grundlagen der Sensorik .................................................................................... 27 3.3.2 Messtechnik und Elektronik ....................................................................................................... 28 3.3.3 Computergestützte Mathematik ................................................................................................. 30 3.3.4 Chemische Grundlagen der Sensorik ........................................................................................ 32 3.3.5 Konstruktion und Fertigung ........................................................................................................ 33

3.4 Viertes Semester ............................................................................................................................ 35 3.4.1 Sensoren .................................................................................................................................... 35 3.4.2 Chemosensorik .......................................................................................................................... 38 3.4.3 Elektronik und Regelungstechnik .............................................................................................. 40 3.4.4 Verarbeitung digitaler Signale .................................................................................................... 42 3.4.5 Schlüsselqualifikation 2 .............................................................................................................. 45

3.5 Fünftes Semester ........................................................................................................................... 47 3.5.1 Praxisvorbereitung ..................................................................................................................... 47 3.5.2 Praxistätigkeit ............................................................................................................................. 48 3.5.3 Praxisnachbereitung .................................................................................................................. 50

3.6 Sechstes Semester ........................................................................................................................ 52 3.6.1 Optoelektronische Sensorik ....................................................................................................... 52 3.6.2 Regelungstechnik und Aktorik ................................................................................................... 54 3.6.3 Informationssysteme .................................................................................................................. 57 3.6.4 Wahlpflichtmodul ........................................................................................................................ 59

3.7 Siebtes Semester ........................................................................................................................... 62 3.7.1 Computersimulation ................................................................................................................... 62 3.7.2 Projektarbeit ............................................................................................................................... 63 3.7.3 Bachelorthesis ........................................................................................................................... 64 3.7.4 Abschlusskolloquium ................................................................................................................. 65

Einleitung

30.01.2008

1 Einleitung Beschrieben wird der Bachelor-Studiengang Sensorik, der an der Fakultät für Elektro- und Informationstech-nik der Hochschule Karlsruhe – Technik und Wirtschaft angeboten wird. Den Studierenden sowie Studiumsinteressenten soll ein Überblick über das Studium der Sensorik gegeben (Kapitel 2) werden. Die Module orientieren sich an den Standards, die von der Kultusministerkonferenz (KMK) in ihrem Be-schluss vom 15.09.2000 zur Einführung von Leistungspunkten und zur Modularisierung der Studiengänge vorgegeben wurden.

1.1 Module Unter Modularisierung versteht man die Zusammenfassung von Stoffgebieten zu thematisch und zeitlich abgerundeten, in sich geschlossenen und mit Leistungspunkten versehenen abprüfbaren Einheiten, genannt Module. Module können sich aus verschiedenen Lehr- und Lernformen zusammensetzen und umfassen in der Regel Lehrveranstaltungen aus demselben Semester; sie können sich aber auch über mehrere Semes-ter erstrecken. Wenn alle zu einem Modul gehörigen Prüfungsleistungen erbracht sind, werden dem Prü-fungskonto Leistungspunkte gutgeschrieben und es wird die Note des Moduls berechnet. Mit der Modularisierung wird das Ziel verfolgt, die Mobilität der Studierenden zu fördern, indem ein wechsel-seitiges Anerkennen von Studienleistungen ermöglicht wird.

1.2 Leistungspunkte Die Leistungspunkte (englisch Credit Points, Abkürzung CP) dienen der quantitativen Erfassung der von den Studierenden erbrachten Arbeitsleistung. Ein Leistungspunkt entspricht dabei einem Studienaufwand von 30 Stunden effektiver Studienzeit; dies umfasst Präsenzzeiten, Vor- und Nachbereitung sowie Prüfungsvorbe-reitung. Ein Studienjahr umfasst 60 CP, entsprechend 1800 Arbeitsstunden im Jahr. Der Umfang von Lehr-veranstaltungen und die zugehörigen Leistungspunkte der einzelnen Lehrveranstaltungen sind in den Mo-dulbeschreibungen angegeben. Leistungspunkte werden nur insgesamt für ein Modul vergeben und nur dann, wenn alle einem Modul zu-geordneten Prüfungsleistungen erfolgreich abgelegt wurden.

1.3 Prüfungsleistungen In der Studien- und Prüfungsordnung sind die Fachprüfungen angegeben, die für das Studium der Sensorik abzulegen sind. Fachprüfungen setzen sich zusammen aus einer oder mehreren Prüfungen, die studienbe-gleitend zu jeder Lehrveranstaltung abzulegen sind. Die Note für die Fachprüfung wird in der Regel als ein gewichteter Mittelwert der Noten der ihr zugeordneten Prüfungsleistungen berechnet. In einzelnen Fällen kann verlangt werden, dass zum erfolgreichen Bestehen der Fachprüfung jede zugeordnete Prüfungsleis-tung für sich bestanden sein muss. Details hierzu ergeben sich aus der Studien- und Prüfungsordnung. In der Regel umfasst eine Fachprüfung die Prüfungsleistungen der Lehrveranstaltungen, die zu einem Modul gehören. Durch Begrenzungen in der Gesamtzahl der Fachprüfungen sowie der Prüfungsleistungen einer-seits sowie in der Gestaltung der Module und der Anzahl der Leistungspunkte je Modul andererseits kann eine Fachprüfung in Ausnahmefällen auch zwei Module umfassen.

Übersicht über den Studiengang

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2 Übersicht über den Studiengang Der Bachelor-Studiengang Sensorik ist in ein Grundstudium und ein Hauptstudium aufgeteilt. Das Grundstu-dium umfasst die ersten zwei Studiensemester. Das Hauptstudium umfasst die Studiensemester drei bis sieben, wobei das fünfte Semester das praktische Studiensemester ist und im siebenten Semester die Ba-chelor-Thesis zu erstellen ist. Eine Übersicht über die im Studium abzuleistenden Module geben die Abbildungen 1 und 2. In den Abbil-dungen sind semesterweise die Module mit ihren Bezeichnungen und den dazugehörigen Veranstaltungen aufgeführt. Bei den einzelnen Veranstaltungen ist jeweils die Anzahl der zugeordneten Semesterwochen-stunden (SWS) und Leistungspunkte (Credit Points CP) aufgeführt. Zu den jeweiligen Semestern ist die ent-sprechende Summe der Semesterwochenstunden (SWS) und die Summe der zugeordneten Leistungspunk-te (Credit Points CP) auf der linken Seite angegeben. In jedem Studiensemester sind 30 Leistungspunkte zu erzielen, insgesamt umfasst der Bachelor-Studiengang also 210 Leistungspunkte. Die Anzahl der Semesterwochenstunden der Lehrveranstaltungen schwankt in den Theoriesemestern zwischen 24 und 28 SWS.

2.1 Grundstudium In Abbildung 1 ist der Aufbau des Grundstudiums Sensorik dargestellt.

Abbildung 1: Übersicht über die Module des Grundstudiums Das Grundstudium umfasst Module im Gesamtumfang von 60 CP, aufgeteilt auf zwei Semester. Thematisch gliedert sich das Grundstudium in fünf fachbezogene Themenschwerpunkte und ein Modul aus dem Bereich Schlüsselqualifikation, und zwar die Fremdsprache Englisch. Der Themenschwerpunkt Mathematik mit den Modulen Mathematik Grundlagen 1 und 2 umfasst zwei Ma-thematik-Vorlesungen und eine dazugehörige Übung, in der das Programmpaket MAPLE zur Anwendung kommt. Der Themenschwerpunkt Grundlagen der Sensorik widmet sich den physikalischen Grundlagen der Senso-rik und besteht aus den Lehrveranstaltungen Physik A und B mit dazugehörigen Übungen. Der Schwerpunkt Elektronik und Messtechnik setzt sich zusammen aus den Modulen Elektronik 1 und 2 sowie Messtechnik. Thema der Vorlesung Elektronik 1 ist die Analogelektronik, in Elektronik 2 wird die Digi-taltechnik behandelt. Inhalt des Moduls Messtechnik ist die physikalische Messtechnik. Zugehörige Labore vertiefen das theoretische Wissen durch praktische Anwendung. Programmierkenntnisse erwerben die Studierenden im Schwerpunkt Informatik, wo in den Modulen Informa-tik 1 und 2 Grundkenntnisse des Programmierens sowie eine Programmiersprache (C/C++) gelehrt werden. Die dazugehörigen Übungen finden im Computerpool statt und bieten den Studenten die Gelegenheit, das erlernte Wissen in der Praxis zu erproben. Die beiden Module Werkstoffe und physikalische Chemie sowie Chemie und Werkstoffe bilden zusammen den thematischen Schwerpunkt Chemie und Werkstoffe, mit dem die ingenieurwissenschaftlichen Grundla-gen weiter vervollständigt werden. In den ersten zwei Semestern sind von den Studierenden insgesamt 12 benotete Prüfungsleistungen und vier Übungs-/Laborveranstaltungen zu absolvieren.

Übersicht über den Studiengang

30.01.2008

2.2 Hauptstudium Das Hauptstudium ist in Abbildung 2 dargestellt. Auch hier werden einheitlich 30 CP je Semester vergeben.

Abbildung 2: Übersicht über die Module des Hauptstudiums Die im dritten und vierten Semester angebotenen Module vermitteln in ihrer Breite das Kernwissen, über das ein Bachelor der Sensor verfügen muss. Behandelt werden die Fachgebiete Physikalische Sensorik, Elekt-ronik und Regelungstechnik, Computergestützte Mathematik, Chemische Grundlagen der Sensorik, Kons-truktion und Fertigung, Chemosensorik, Verarbeitung digitaler Signale und als weitere Schlüsselqualifikatio-nen Vortrags- und Präsentationstechnik sowie Technisches Englisch. Das fünfte Studiensemester ist das praktische Studiensemester. Hauptinhalt ist eine Projekttätigkeit in einem Industrieunternehmen. Daneben sind hier auch die Veranstaltungen zur Vorbereitung und Nachbereitung der Projekttätigkeit als Blockkurs im Umfang von 4 SWS zu besuchen. Im sechsten Semester ist eine exemplarische Vertiefung nach den Wünschen der Studierenden im Wahl-pflichtmodul möglich. Es sind zwei Wahlfächer aus dem nichttechnischen Bereich zu wählen sowie ein tech-nisches Wahlfach. Weitere thematische Schwerpunkte bilden die Module Optoelektronische Sensorik, Rege-lungstechnik & Aktorik sowie Informationssysteme. Im siebenten Semester stehen zu Beginn im Modul Computersimulation im Rahmen von Blockveranstaltun-gen Rechnergestützte Schaltungsentwicklung und Computergestützte Messtechnik auf dem Plan. Im An-schluss daran wird nach einer Projektarbeit die Bachelor-Thesis, bevorzugt in der Industrie, angefertigt. Ihre Bearbeitungsdauer beträgt 3 bis in Ausnahmefällen 6 Monate. Das Studium endet dann mit einem Ab-schlusskolloquium (mündliche Prüfung). Im Hauptstudium sind (einschließlich Referat zur Praxistätigkeit, Bachelor-Thesis und Abschlusskolloquium) 16 benotete Prüfungsleistungen abzulegen sowie 16 Prüfungsvorleistungen (Referate, Übungs-/Laborveranstaltungen) zu erbringen.

Module

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3 Module 3.1 Erstes Semester

3.1.1 Grundlagen der Sensorik 1

Modulbezeichnung: Grundlagen der Sensorik 1

Modulniveau Bachelor

ggf. Kürzel ST1415

ggf. Untertitel ST1B18 ST1B17

ggf. Lehrveranstaltungen: Physik A Übungen Physik A

Studiensemester: 1

Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. rer. nat. Ehinger

Dozent(in): Prof. Dr. rer. nat. Ehinger Prof. Dr. Schwab

Sprache: Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Sensorik (Bachelor-Studiengang), Pflichtveranstaltung

Lehrform/SWS: Vorlesung / 4 SWS Übung / 2 SWS

Arbeitsaufwand: Präsenzstudium: 90 h und Eigenstudium: 120 h

Kreditpunkte: 7 CP

Voraussetzungen nach Stu-dienprüfungsordnung:

Keine

Empfohlene Voraussetzun-gen:

Kenntnisse in Physik entsprechend Hochschulreife

Angestrebte Lernergebnisse: Vorlesung: Ziel des Moduls ist die Vermittlung von grundlegenden theoretischen und praktischen Kenntnissen der Optik und der Mechanik, so dass die Studierenden die in der Sensorik wichtigen Phänomene beurteilen und einsetzen können. Zum Modul gehören Übungen, in denen die Studierenden ihr erlerntes Fachwissen in praxisrelelvanten Aufgaben anwenden und vertiefen. Die „Grundlagen der Sensorik“ sind Basis für weiterführende Module wie Messtechnik, Physikalische Sensoren und Optoelektronik.

Module

30.01.2008

Übung: Ziel der Übungen ist es, die Inhalte der Vorlesung Physik A (Schwerpunk-te: Mechanik und Optik) anhand von praxisbezogenen Übungsaufgaben und Beispielen zu vertiefen und den Wissensstand durch das eigenstän-dige Erarbeiten und Erläutern der Aufgaben zu überprüfen und zu festi-gen. Die Studenten lernen anhand von praxisbezogenen Problemstellun-gen und Aufgaben, Lösungswege und Lösungsstrategien zu erarbeiten, anzuwenden und zu erläutern.

Inhalt: Optik: Einführung in Theorie des Lichts (elektromagnetische Welle, Pho-tonen, Welle-Teilchen-Dualismus, Quantenelektrodynamik), Reflexion, Brechung, Polarisation, Beugung, Interferenz, Dispersion, Spiegel, Pris-men, Lichtwellenleiter, faseroptische Sensoren, optische Phänomene in der Atmosphäre, Linsen, Auge, Lupe, Mikroskop, Teleskop, analoge und digitale Kamera Mechanik: Kinematik (eindimensional, mehrdimensional, Kreisbewegun-gen), Dynamik (Newtonsche Axiome, Kraft, Kraftsensoren, Impulserhal-tung), Arbeit und Energie (Energieerhaltungssatz, Leistung), Drehbewe-gungen (Drehmoment, Drehimpulserhaltungssatz), Mechanik starrer Kör-per (Massenträgheitsmoment, Kreisel)

Studien-/Prüfungsleistungen: Die Kenntnisse der Studierenden werden anhand einer schriftlichen Prü-fung (benotet) von 120 min Dauer bewertet.

Medienformen: • Folien (klassisch und als Power-Point-Präsentation-Projektion mit-tels Beamer)

• Simulationsprogramme • Experimente • Filme • Tafelanschrieb

Literatur: • Vorlesungsskript • E. Hering, R. Martin, M. Stohrer: Physik für Ingenieure,

Springer-Verlag • Heywang, Treiber, Herberg, Neft, Physik für Fachhochschulen

und technische Berufe, Verlag: Handwerk und Technik • H. Lindner, Physik für Ingenieure, Fachbuchverlag Leipzig • G. Schröder, Technische Optik, Vogel Buchverlag • E. Hecht, Optik, Oldenburg Verlag • Bergmann, Schaefer, Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 1

(Mechanik, Akustik, Wärme), Band 3 (Optik), Walter de Gruyter • D. Halliday, R. Resnick. J. Walker, S. W. Koch, Physik, Wi-

ley-VCH • P. A: Tipler, G. Mosca, Physik für Wissenschaftler und In-

genieure, Elsevier, Spektrum, Akademischer Verlag

3.1.2 Elektronik 1

Modulbezeichnung: Elektronik 1

Module

30.01.2008


ggf. Kürzel ST1421

ggf. Untertitel ST 1B28

ggf. Lehrveranstaltungen: Elektronik 1 (Analogelektronik)

Studiensemester: 1. Sem (ST1B)

Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. Ulrich Schönauer

Dozent(in): Prof. Dr.-Ing. Ulrich Schönauer

Sprache: Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Modul im Studienplan des ersten Semesters Bachelor Sensorik, Teil der Fachprüfung „Elektronik und Messtechnik“

Lehrform/SWS: Vorlesung / 4 SWS


Kreditpunkte: 4 CP


Keine


Grundkenntnisse in • Physik (Ladung, E-Feld, Magn. Induktion) • Chemie (Aufb. der Materie, Leitfähigkeit) • Mathematik (Differential-, Integralrechnung, Vektoren)

Angestrebte Lernergebnisse: Erlernen von • Funktion und Aufbau passiver und aktiver elektronischer Bauelemente • Kompetenz zu Analyse und Aufbau passiver analoger Schaltungen

wie Strom- und Spannungsteiler, analoge Filter, Gleichrichter- und Begrenzerschaltungen,

• Analyse und Aufbau von analogen Grundschaltungen mit aktiven Bauelementen, wie OPs und Transistoren

• Grundkompetenz in der Simulation el. Schaltungen

Inhalt: • Grundlagen passiver elektronischer Bauelemente • Verstärkung und Rauschen • Einfache passive Schaltungen • Dioden und deren Schaltungen • Quellen und Leistungsanpassung • Operationsverstärker (analoge und digitale Schaltungen) • Analoge Bipolar- und Feldeffekt-Transistorschaltungen • Schaltungssimulation mit PSPICE

Studien-/Prüfungsleistungen: Die Kenntnisse der Studenten werden anhand einer schriftlichen Prüfung (benotet) von 90 min Dauer bewertet.

Module

30.01.2008

Medienformen: • Folien • Tafel • PC (Skriptum und Animationen) • Schaltungs-Simulationen mit PSICE • Vorlesungsversuche und -experimente

Literatur: Selbsterstellter Vorlesungsumdruck (Skriptum) und Empfehlung folgender Lehr- bzw. Fachbücher: • Halbleiter-Schaltungstechnik; U. Tietze, C. Schenk, Springer, 12. Aufl.,

2002 • Electronic Circuit Analysis and Design; D. A. Neamen, McGraw Hill,

2000 • Taschenbuch der Elektrotechnik, Grundlagen und Elektronik; R Ko-

ries, H. Schmidt-Walter, Harri Deutsch, 7., erweiterte Auflage 2006 • Grundlagen der Elektrotechnik; H. Frohne, K.-H. Löcherer, H. Müller,

F. Moeller, Teubner, 20., überarb. Aufl., 2005 • Elektronik 1. Elementare Elektronik. Mit Grundlagen der Elektrotech-

nik; K. Beuth, O. Beuth, Vogel, 7., überarb. Aufl., 2000 • Elektronik 1. Elektrotechnische Grundlagen; H. Meister, Vogel, 13.

Aufl., 2000 • Grundlagen der Elektronik; K.-W. Dugge, A. Eißner, Vogel, 7., veränd.

Aufl., 2002 • Elektronische Schaltungen I. Grundlagen, Analyse, Aufbau; H. Wup-

per, U. Niemeyer, Springer, Berlin 1996 • Kleine Formelsammlung Elektrotechnik; D. Metz, U. Naundorf, J.

Schlabbach, Hanser, 4., überarb. Aufl. 2003

3.1.3 Mathematik-Grundlagen 1

Modulbezeichnung: Mathematik-Grundlagen 1


ggf. Kürzel ST1431


ggf. Lehrveranstaltungen: Mathematik 1 Übungen Mathematik 1

Studiensemester: 1

Modulverantwortliche(r): Hugelmann

Dozent(in): Hugelmann

Sprache: Deutsch


Lehrform/SWS: Vorlesung 4 SWS

http://www.amazon.de/exec/obidos/search-handle-url/index=books-de-intl-us&field-author=Neamen%2C Donald A./302-8615093-6808019�

http://www.harri-deutsch.de/verlag/titel/koriessc/a00_1734.htm�

http://www.harri-deutsch.de/verlag/titel/koriessc/a00_1734.htm�

http://www.amazon.de/exec/obidos/search-handle-url/index=books-de&field-author=Frohne%2C Heinrich/302-8615093-6808019�

http://www.amazon.de/exec/obidos/search-handle-url/index=books-de&field-author=L%F6cherer%2C Karl-Heinz/302-8615093-6808019�

http://www.amazon.de/exec/obidos/search-handle-url/index=books-de&field-author=M%FCller%2C Hans/302-8615093-6808019�

http://www.amazon.de/exec/obidos/search-handle-url/index=books-de&field-author=Moeller%2C Franz/302-8615093-6808019�

http://www.amazon.de/exec/obidos/search-handle-url/index=books-de&field-author=Beuth%2C Klaus/302-8615093-6808019�

http://www.amazon.de/exec/obidos/search-handle-url/index=books-de&field-author=Beuth%2C Olaf/302-8615093-6808019�

http://www.amazon.de/exec/obidos/search-handle-url/index=books-de&field-author=Meister%2C Heinz/302-8615093-6808019�

http://www.amazon.de/exec/obidos/search-handle-url/index=books-de&field-author=Dugge%2C Karl-Wilhelm/302-8615093-6808019�

http://www.amazon.de/exec/obidos/search-handle-url/index=books-de&field-author=Ei%DFner%2C Andreas/302-8615093-6808019�

http://www.amazon.de/exec/obidos/search-handle-url/index=books-de&field-author=Wupper%2C Horst/302-8615093-6808019�

http://www.amazon.de/exec/obidos/search-handle-url/index=books-de&field-author=Wupper%2C Horst/302-8615093-6808019�

http://www.amazon.de/exec/obidos/search-handle-url/index=books-de&field-author=Niemeyer%2C Ulf/302-8615093-6808019�

http://www.amazon.de/exec/obidos/search-handle-url/303-6727136-8752206?%5Fencoding=UTF8&search-type=ss&index=books-de&field-author=Dieter%20Metz�

http://www.amazon.de/exec/obidos/search-handle-url/303-6727136-8752206?%5Fencoding=UTF8&search-type=ss&index=books-de&field-author=Uwe%20Naundorf�

http://www.amazon.de/exec/obidos/search-handle-url/303-6727136-8752206?%5Fencoding=UTF8&search-type=ss&index=books-de&field-author=J%C3%BCrgen%20Schlabbach�

http://www.amazon.de/exec/obidos/search-handle-url/303-6727136-8752206?%5Fencoding=UTF8&search-type=ss&index=books-de&field-author=J%C3%BCrgen%20Schlabbach�

Module

30.01.2008

Übung 2 SWS


Kreditpunkte: 6 CP


Keine


Keine

Angestrebte Lernergebnisse: Die Studenten des Studiengangs, die sehr unterschiedliches mathemati-sches Vorwissen besitzen, auf ein einheitliches mathematisches Niveau zu bringen. Dabei soll die Fähigkeit vermittelt werden, elementare, ma-thematische Rechentechniken sowohl auf mathematische Einzelprobleme anzuwenden als auch Anwendungsbeispiele innerhalb der entsprechen-den Themengebiete zu lösen. Die Studenten sind in der Lage • das Prinzip der vollständigen Induktion anzuwenden, • elementare Rechenoperationen mit Vektoren durchzuführen, • lineare Gleichungssysteme mit dem Gauß-Algorithmus zu lösen, • elementare Funktionen zu diskutieren, • Newton-Interpolation durchzuführen, • Funktionen in einer Variablen zu differenzieren, • Matrizenrechenoperationen durchzuführen, • einfachste lineare Differentialgleichungen 1. Ordnung zu lösen.

Inhalt: • Mengen, Relationen, Abbildungen • Zahlen und Gleichungen

- Natürliche Zahlen und vollständige Induktion - Reelle Zahlen und Rechengesetze - Gleichungen und Ungleichungen

• Vektoren und Vektorrechnung - Vektoren, Vektorrechnung in der Ebene - Vektoren, Vektorrechnung im Raum

• Lineare Gleichungssysteme und Gauß-Algorithmus • Elementare Funktionen mit Anwendungen

- Polynome - Rationale Funktionen - Potenz- und Wurzelfunktionen - Exponential- und Logarithmus-; Hyperbolische Funktionen - Trigonometrische Funktionen

• Grenzwert und Stetigkeit • Differentialrechnung

- Regeln der Differentialrechnung - Ableitung der Umkehrfunktion - Logarithmische Differentiation - Implizite Differentiation - Anwendungsbeispiele aus Physik und Technik Linearisierung, Fehlerrechnung Extremwertaufgaben Mittelwertsatz, Regeln von l’Hospital Spektrum eines strahlenden schwarzen Körpers

• Lineare Algebra - Matrizen - Determinanten - Lösbarkeit von linearen Gleichungssystemen

Module

30.01.2008

- Vektorräume • Lineare Differentialgleichungen 1. Ordnung mit konstanten Koeffizien-

ten

Studien-/Prüfungsleistungen: ST1431: Schriftlichen Prüfung (benotet), 120 min Dauer.

Medienformen: • Tafelanschrieb • Lehrbuch mit CD-Rom • Folien • Materialien auf dem Laptop

Literatur: • Elektronische Sammlung von gelösten Übungsaufgaben • T. Westermann: Mathematik für Ingenieure mit Maple 1, Springer

4. Auflage 2004. • T. Westermann: Mathematik für Ingenieure mit Maple 2, Springer

2. Auflage 2001.

3.1.4 Chemie und Werkstoffe

Modulbezeichnung: Chemie und Werkstoffe


ggf. Kürzel ST1444


ggf. Lehrveranstaltungen: Werkstoffe 1 Chemie

Studiensemester: 1

Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Stölting

Dozent(in): Prof. Dr. Stölting, Prof. Dr. Jan Hoinkis

Sprache: Deutsch




Kreditpunkte: 4 CP


Keine


Vorkenntnisse in Chemie aus dem Schulunterricht

Module

30.01.2008

Angestrebte Lernergebnisse: - Kenntnisse: Die Studenten sind mit dem Basiswissen der Chemie vertraut.

- Fertigkeiten: Die Studenten kennen die wichtigsten Gesetze der Che-mie in der Theorie und anhand praktischer Beispiele.

- Kompetenzen: Die Studenten verstehen chemische Zusammenhänge in der Werkstoffkunde und in der Sensorik und besitzen entsprechen-de Problemlösungskompetenz.

Die Studierenden kennen die Eigenschaften von Werkstoffen für sensor-technische Lösungen und von Werkstoffen der Aufbau- und Verbindungs-technik.

Inhalt: Aufbau des Periodensystems, Grundlagen der chemischen Bindungen sowie der zwischenmolekularen Wechselwirkungen und deren Auswir-kungen auf die Stoffeigenschaften, Massen- und Energiebilanzen bei chemische Reaktionen, Verlauf chemischer Reaktionen, Gleichgewichts-reaktionen, Redoxreaktionen, Säure-Base-Reaktionen, Grundlagen der Elektrochemie. Aufbau von Werkstoffen, Metalle, Legierungen, Prüfverfahren, Herstellung und Bearbeitung von Werkstoffen.

Studien-/Prüfungsleistungen: Die Kenntnisse der Studenten werden anhand einer schriftlichen Prüfung (jew. 90 Min.) bewertet.

Medienformen: • Tafelanschrieb • Folien/ Beamer/ Film • Versuche • Skript zur Vorlesung • Sammlung von Übungsaufgaben

Literatur: - J. Hoinkis, E. Lindner: „Chemie für Ingenieure“, Wiley-VCH, 13. Auflage 2007

- H.J. Bargel, G. Schulze: Werkstoffkunde, VDI- Verlag München - W. Seidel: Werkstofftechnik, Hanser Verlag München

3.1.5 Informatik 1

Modulbezeichnung: Informatik 1


ggf. Kürzel ST1451


ggf. Lehrveranstaltungen: Programmieren Programmieren Übungen

Studiensemester: 1

Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Leize

Module

30.01.2008

Dozent(in): Prof. Dr. Leize

Sprache: Deutsch




Kreditpunkte: 4 CP


Keine


Keine Vorkenntnisse nötig.

Angestrebte Lernergebnisse: Ziel der Veranstaltung ist es, dass die Teilnehmer die klassischen Anteile von C++ beherrschen. Insbesondere sind Sie mit den Datentypen, Kont-rollstrukturen und Funktionen vertraut. Die Studierenden können selbst-ständig Lösungsalgorithmen entwerfen und erfolgreich in C++ umsetzen.

Inhalt: Die Veranstaltung bietet eine grundlegende und gründliche Einführung in das Programmieren mit C++ (in diesem Semester ohne Objektorientie-rung). Die Kapitel umfassen:

• Hardware und Software - Plattform • Grundlegendes zu C++ • Einfache Datentypen und zugehörige Operatoren • Anweisungen • Zeiger und indizierte Variablen • Funktionen • Strukturen • Dynamische Speicherverwaltung

Die Übungen zu Programmieren bauen auf den Inhalten der Vorlesung „Programmieren“ auf und vermitteln die praktischen Fertigkeiten in der Programmentwicklung.

Studien-/Prüfungsleistungen: Vorlesung: Die Kenntnisse der Studenten werden anhand einer schriftlichen Prüfung (benotet) von 90 min Dauer bewertet. Übung: Die Studierenden erarbeiten in dieser Laborveranstaltung Lösungen. Die-se werden insgesamt mit einem „Bestanden/ Nicht bestanden“ bewertet.

Medienformen: • Tafelanschrieb • Beispiele im Computer-Labor • Nur wenige Folien (Projektion mittels Beamer) • Labor mit Beispielvorführungen

Literatur: • Ausführlich kommentierte Einführungsfolien • Weitere Informationen und Beispiele im Intranet

Module

30.01.2008

3.1.6 Schlüsselqualifikation 1

Modulbezeichnung: Schlüsselqualifikation 1


ggf. Kürzel ST1461

ggf. Untertitel ST1E05

ggf. Lehrveranstaltungen: Englisch

Studiensemester: 1

Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Grünhaupt

Dozent(in): Lektoren und Lehrbeauftragte am Institut für Fremdsprachen

Sprache: Englisch




Kreditpunkte: 4 CP


Keine


ca. 5 Jahre Schulenglisch (Niveau A2 des Gemeinsamen Europäischen Referenzrahmens)

Angestrebte Lernergebnisse: Die Studierenden nehmen an Einstufungstests teil und erreichen nach einem Semester je nach Einstufung das Niveau B1, B2 oder C1 des Ge-meinsamen Europäischen Referenzrahmens (GER). Der Schwerpunkt liegt auf der kommunikativen Kompetenz in der Zielsprache Englisch.

Inhalt: Obwohl alle vier Fertigkeiten — Sprechen, Schreiben, Hören, Lesen — in berufsorientierten Kontexten trainiert werden, liegt der Schwerpunkt auf dem Sprechen, z. B. in Kurzvorträgen sowie in Gruppen- und Partnerar-beit. Je nach Einstiegsniveau absolvieren die Studierenden "Englisch für Fortgeschrittene 1"(Niveau GER B1), "Englisch für Fortgeschrittene 2"(Niveau GER B2) oder "Business English" (Niveau GER C).

Studien-/Prüfungsleistungen: Die Kenntnisse der Studierenden werden anhand einer schriftlichen Prü-fung (benotet) von 90 min Dauer bewertet. Auch Leistungen aus dem Kurs (Hörverstehenstests bzw. Kurzvorträge) fließen in die Endnote ein.

Medienformen: • Folien (Projektion mittels Beamer)

Module

30.01.2008

• Tafelanschrieb • Video • E-Learning Einheiten

Literatur: • Aktuelle Lehrbücher, z. Zt. PASS Cambridge BEC Preliminary (Langenscheidt Verlag), PASS Cambridge BEC Vantage (Lan-genscheidt Verlag), und English for Business Studies (Klett Ver-lag).

• Eigene Lehrmaterialien, u. a. aktuelle Texte aus Zeitschriften, z. B. The Economist

Module

30.01.2008

3.2 Zweites Semester

3.2.1 Grundlagen der Sensorik 2

Modulbezeichnung: Grundlagen der Sensorik 2


ggf. Kürzel ST2411


ggf. Lehrveranstaltungen: Physik B Übungen Physik B

Studiensemester: 2

Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Görlich

Dozent(in): Prof. Dr. Görlich, Prof. Dr. Stölting

Sprache: Deutsch




Kreditpunkte: 7 CP


Keine


Grundlagen der Mathematik: Vektorrechnung, einfache Differential- und Integralrechnung

Angestrebte Lernergebnisse: Vorlesung: Das Lernziel ist die Vermittlung von elektrischen und magnetischen Basis-fakten (klassische Elektrodynamik), die für das Verständnis von physikali-schen Sensoren notwendig sind. Durch zahlreiche Experimente erkennt der Studierende die Sensorprinzipien, die dann im Rahmen einfacher theoretischer Betrachtungen erklärt werden.

Das Modul sieht Übungen zur Vorlesung vor. Dabei sollen die Studieren-den ihr erlerntes Fachwissen in praktischen Problemstellungen anwenden (siehe Veranstaltung Übungen zur Physik B).

Die Studierenden werden in die Lage versetzt, physikalische Phänome-ne, die für Sensorprinzipien eingesetzt werden können, zu verstehen. Ferner lernen sie praktische Einsatzmöglichkeiten der Sensoren im in-

Module

30.01.2008

dustriellen Umfeld kennen. Übung: In den Übungen werden die in der Vorlesung behandelten Themen im Rahmen von anwendungsbezogenen Problemstellungen, z.B. Prinzip eines Füllstandssensor, diskutiert und vertieft. Die Vorgehensweise ist dabei wie folgt: Eine Gruppe von 2-3 Studierenden präsentiert zunächst das Themenge-biet der Aufgabenstellung, um dann die Aufgabe selbst zu bearbeiten. Dabei wird selbstverständlich eine rege Diskussion unter den Studieren-den angestrebt. Die Studierenden werden dadurch in die Lage versetzt • Themen darzustellen und zu transportieren • Problemstellungen zu erfassen und zu diskutieren • und diese methodisch zu lösen. Vertiefung theoretischer Kenntnisse, Erwerb praktischer Fähigkeiten bei der Durchführung chemischer Versuche. Darüber hinaus erlangen sie bei dieser Form der Übung auch soziale Fähigkeiten im Umfeld von Lernsi-tuationen.

Inhalt: Vorlesung: • Grundlagen und Definitionen, z.B. Coulomb-Wechselwirkung • Elektrische und magnetische Felder • Elektromagnetische Induktion • Maxwell-Gleichungen • Leitungsmechanismen Übung: Die Übungen beziehen sich auf die Inhalte der Vorlesung Physik B (elekt-romagnetische Felder. Chemische Versuche zur Thematik der Vorlesungen zur Chemie und phys. Chemie

Studien-/Prüfungsleistungen: Die Kenntnisse der Studenten werden anhand einer schriftlichen Prüfung (benotet) von 120 min Dauer bewertet

Medienformen: Vorlesung: • Zahlreiche Experimente • Tafelanschrieb • Folien/Beamer • Kurzvideos und Animationen Übung: • zahlreiche Übungsaufgaben, angepasst an obige Inhalte • Übungsforum mit ausführlicher Diskussion • Laborversuche

Literatur: • Foliensammlung zur Vorlesung • Übungen zur Vorlesung (separate Veranstaltung)

• Physik für Ingenieure, Hering-Martin-Stohrer; Springer-Verlag • Physik für Ingenieure, Band 2, Kuypers Friedhelm;

WILEY-VCH • Elektrodynamik, Brandt Siegmund und Damen Hans D.;

Springer-Verlag • Physikalische Messtechnik mit Sensoren, Niebuhr Johannes und

Lindner Gerhard; Oldenbourg-Verlag • Werkstoffe und Bauelemente der Elektrotechnik, Band 3:

Module

30.01.2008

Sensoren, Schaumburg Hanno; Teubner Verlag • Physikalische Aufgaben mit Lösungen, Lindner Helmut;

Fachbuchverlag Leipzig • Physik in Aufgaben und Lösungen, Heinemann H.;

Fachbuchverlag Leipzig • Versuchsunterlagen

3.2.2 Elektronik 2

Modulbezeichnung: Elektronik 2


ggf. Kürzel ST2422


ggf. Lehrveranstaltungen: Elektronik 2 Labor Elektronik und Messtechnik

Studiensemester: 2

Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Bantel

Dozent(in): Prof. Dr. Bantel, Prof. Dr. Grünhaupt

Sprache: Deutsch


Lehrform/SWS: Vorlesung / 4 SWS Labor / 2 SWS


Kreditpunkte: 7 CP


Keine


Vorkenntnisse von Elektronik1, Gleichstromlehre, Bauteile RLC, Dioden, Transistoren (bipolar & FET) mit Grundschaltungen.

Angestrebte Lernergebnisse: Vorlesung: Die Grundschaltungen der Transistoren werden vertieft. Die Studierenden können einfache Transistorschaltungen dimensionieren. Die Einführung in weitere Schaltungskonzepte dient dem Verständnis des Verhaltens von Digitalschaltungen. Nach Besprechung der Grundlagen der Digitaltechnik sowie weiterführenden digitalen Schaltungskonzepten kann der Studie-rende einfache Probleme der digitalen Schaltungstechnik lösen. Er kann

Module

30.01.2008

komplexere digitale Schaltungen in ihrer Funktion analysieren und nach-vollziehen. Er besitzt einen Überblick - hinsichtlich Datenkommunikation und Energieversorgung - über moderne digitale Systeme. Labor: Die Studierenden besitzen grundlegende praktische Kenntnisse der Elekt-ronik und Messtechnik und kennen die im Labor eingesetzten Geräte mit ihren umfangreichen Funktionalitäten. Sie können elektronische Schaltun-gen mit Widerständen, Kondensatoren, Spulen, Dioden, Transistoren und Operationsverstärkern sowie einfache Messschaltungen aufbauen und zum tieferen Verständnis der Schaltungen diese auch mit Pspice simulie-ren. Messfehlerabschätzungen und –berechnungen werden in der Labor-praxis beherrscht. Die Studenten erlernen die zur Charakterisierung einfa-cherer elektronischer Schaltungen benötigten Messtechniken und die Verifizierung der Messergebnisse anhand von Berechnung und Simulati-on.

Inhalt: Vorlesung: • Wiederholung der bipolaren Transistorgrundschaltungen • Schaltungen mit Gegenkopplung • Wiederholung Fet - Transistorgrundschaltungen • Schaltungen mit Gegenkopplung • Stromquellen, Darlingtonschaltung, Differenz- & Gegentaktver-

stärker, (CMOS-)Komplementärverstärker • Anwendung der Schaltungskonzepte in TTL, ECL und CMOS Di-

gitalschaltungen (Bsp. Standardgatter) • Zahlensysteme, Codes • Darstellung logischer Inhalte, Boolesche Regeln und Rechenge-

setze, Reduktion von Gleichungen • Grundfunktionen logischer ICs • Spezifikation von TTL, ECL und CMOS Familien, Vergleich des

Energieverbrauchs • Gehäuse, Pins THT/SMD von Logik ICs • Modifizierende Funktionen (Schmitt Trigger, Open Collector, Tris-

tate etc.) und Verknüpfung verschiedener Logikfamilien bzw. Fa-milien mit unterschiedlicher Betriebsspannung.

• Komplexe Gatterschaltungen (Dekodierer, MUX) • IEC- Nomenklatur • Flipflops, Schieberegister, Zähler • Speicher • Programmierbare Schaltungen, GAL, ISP/JTAG, Abel • Grundlagen Schaltwerke • Energieversorgung, Schaltnetzteile • Serielle & parallele Schnittstellen, Bussysteme

Labor:

• Beherrschung des Oszilloskops im Analog- und digitalen Spei-cherbetrieb

• Messungen an RC-Gliedern • Messung der Schallgeschwindigkeit, RLC-Messbrücken • DMS-Messschaltungen • Messungen an Transistor- und OP-Grundschaltungen zur Erfas-

sung deren charakteristischer Kennwerte

Studien-/Prüfungsleistungen: Vorlesung: Die Kenntnisse der Studenten werden anhand einer schriftlichen Prüfung (benotet) von 120 min Dauer bewertet.

Module

30.01.2008

Labor: Die Kenntnisse der Studierenden werden in einer praktischen Prüfung (Dauer 60 min) und durch schriftliche Berichte zu den Laborversuchen bewertet.

Medienformen: Vorlesung: • Skript • Folien mit Tageslichtprojektor • Tafelanschrieb • Experimente und Demonstrationen zur Illustration des Vorle-

sungsstoffes • PC- Simulation mit PSpice mit Beamer • PSpice Übungen im PC-Pool

Labor:

• Umfangreiche Laboranleitungen • PSPICE-Simulationsprogramm in der Demo-Version, installierbar

auch auf privaten PCs der Studierenden

Literatur: Vorlesung: • Vorlesungsskript • Tietze Schenk:, Halbleiterschaltungstechnik. Springer Verlag • Fricke: Digitaltechnik. Vieweg Verlag • Borucki: Digitaltechnik. Teubner Verlag

Labor:

• Tietze U, Schenk Ch: Halbleiterschaltungstechnik. Springer-Verlag

• Hering E, Bressler K, Gutekunst J: Elektronik für Ingenieure und Naturwissenschaftler. Springer-Verlag

• Reisch M: Elektronische Bauelemente. Springer-Verlag • Böhme E: Bauelemente der angewandten Elektronik. Vieweg-

Verlag • Schmusch W: Elektronische Messtechnik. Vogel-Buchverlag • Lerch R, Kaltenbacher M, Lindinger F, Sutor A: Elektrische Mess-

technik – Übungsbuch. Springer-Verlag

3.2.3 Mathematik-Grundlagen 2

Modulbezeichnung: Mathematik-Grundlagen 2


ggf. Kürzel ST2431

ggf. Untertitel ST2B31

ggf. Lehrveranstaltungen: Mathematik 2

Studiensemester: 2

Module

30.01.2008

Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Westermann

Dozent(in): Prof. Dr. Westermann

Sprache: Deutsch


Lehrform/SWS: Vorlesung 4 SWS


Kreditpunkte: 4 CP


Keine


Kenntnisse in den Grundlagen der Mathematik 1 (Modul Mathematik-Grundlagen 1)

Angestrebte Lernergebnisse: Fähigkeit, elementare, mathematische Rechentechniken sowohl auf ma-thematische Einzelprobleme anzuwenden als auch Anwendungsbeispiele innerhalb der entsprechenden Themengebiete zu lösen. Die Studenten sind in der Lage • Funktionen in einer Variablen zu integrieren, • die Taylor-Reihe für Funktionen in einer Variablen aufzustellen, • partielle Ableitungen von Funktionen in mehreren Variablen zu be-

rechnen, • Fehlerrechung durchzuführen, • Ausgleichsgeraden zu berechnen, • elementare Rechenoperationen mit komplexen Zahlen durchzuführen, • Laplace-Transformation von elementaren Funktionen zu berechnen.

Inhalt: • Integration von Funktionen mit einer Variablen - Fundamentalsatz der Differential- und Integralrechnung - Integrationsmethoden - Uneigentliche Integrale - Anwendungen

• Funktionenreihen - Zahlenreihen - Potenzreihen - Taylor-Reihen

• Funktionen von mehreren Variablen - Differentialrechnung für Funktionen von mehreren Variablen - Das Differential als lineare Näherung - Fehlerrechnung - Lokale Extrema bei Funktionen mit mehreren Variablen - Ausgleichsrechnung

• Lineare Algebra - Matrizen - Determinanten - Lösbarkeit von linearen Gleichungssystemen - Vektorräume

• Laplace-Transformation - Die Laplace-Transformation - Eigenschaften der Laplace-Transformation

Module

30.01.2008

- Inverse Laplace-Transformation - Methoden der Rücktransformation - Anwendungen der Laplace-Transformation auf DG

• Komplexe Zahlen - Darstellung komplexer Zahlen - Komplexe Rechenoperationen - Anwendungen der komplexen Zahlen beim RCL- Wechselstromkreis

• Integralrechnung für Funktionen von mehreren Variablen

Studien-/Prüfungsleistungen: Schriftliche Prüfung (benotet), 120 min Dauer.

Medienformen: • Tafelanschrieb • Lehrbuch mit CD-Rom • Folien • Elektronische Arbeitsblätter in Maple • Elektronische Sammlung von gelösten Übungsaufgaben

Literatur: • Sammlung gelöster Übungsaufgaben • T. Westermann: Mathematik für Ingenieure mit Maple 1, Springer


2. Auflage 2001.

3.2.4 Informatik 2

Modulbezeichnung: Informatik 2


ggf. Kürzel ST2451


ggf. Lehrveranstaltungen: Softwareentwicklung Übungen Softwareentwicklung

Studiensemester: 2


Dozent(in): Prof. Dr. Leize

Sprache: Deutsch



Module

30.01.2008


Kreditpunkte: 4 CP


Keine


Kenntnisse aus „Informatik I“

Angestrebte Lernergebnisse: Die Studierenden kennen die Grundbegriffe der objektorientierten Prog-rammierung und deren Anwendung in C++. Die Studierenden können objektorientierte Entwürfe selbst erstellen und in C++ Code umsetzen.

Inhalt: Die Veranstaltung enthält eine ausführliche Einführung in die objektorien-tierte Programmierung im Allgemeinen und mit C++. Dazu werden auch die UML und die Spracherweiterungen von C++ wie Exceptions, Templa-tes und Namespaces besprochen. Zum Abschluss erfolgt eine Einführung in die STL. In den Beispielen werden die Studierenden in Verfahren und Möglichkeiten der mathematisch/naturwissenschaftlich/technischen Auf-gabenlösungen eingeführt und erhalten einen Überblick über Datenstruk-turen und Algorithmen. Diese Laborveranstaltung findet parallel und eng verzahnt mit der Vorle-sung „Softwareentwicklung“ statt. Die Übungsaufgaben vertiefen den in der Vorlesung erarbeiteten Stoff.

Studien-/Prüfungsleistungen: Die Kenntnisse der Studenten werden anhand einer schriftlichen Prüfung (benotet) von 90 min Dauer bewertet. Die Übungsaufgaben werden vorgezeigt und bei ausreichenden Ergeb-nissen wird eine Studienleistung „Bestanden“ vergeben.

Medienformen: • Folien (Projektion mittels Beamer). • Tafelanschrieb • Beispiele im Computer-Labor • Übungsblätter im Intranet

Literatur: • Vorlesungspräsentationen • Informationen wie Merkblätter im Intranet

3.2.5 Messtechnik

Modulbezeichnung: Messtechnik


ggf. Kürzel ST2423


ggf. Lehrveranstaltungen: Messtechnik A mit Labor

Module

30.01.2008

Studiensemester: 2

Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. Ulrich Schönauer

Dozent(in): Prof. Dr.-Ing. Ulrich Schönauer, Prof. Dr. rer. nat. Hubert Schwab

Sprache: Deutsch


Lehrform/SWS: Vorlesung mit Labor / 4 SWS


Kreditpunkte: 4 CP


Keine


Kenntnisse in • Physik (Ladung, E-Feld, Magn. Induktion, Optik) • Chemie (Aufb. der Materie, Leitfähigkeit, Elektrolyse) • Mathematik (Differential-, Integralrechnung, Vektoren) • Analog-Elektronik

Angestrebte Lernergebnisse: Kompetenz • in den Grundlagen der Messung elektr. und nicht el. Messgrößen • in den Grundlagen analoger und digitaler Messgeräte und -systeme • beim Einsatz von Messgeräten und Mess-Systemen • in der Analyse der Fehlereinflüsse, -fortpflanzung, -auswirkung

Inhalt: 1. Grundlagen 2. Fehlerbetrachtungen 3. Labor-Versuch: Thermoelement, Kalibrierung, Extrapolation 4. Kennwerte zeitveränderlicher Größen 5. Messen von Strom und Spannung im DC/AC-Bereich 6. Laborversuch: Ohmsches Gesetz, gleichz. Messen von Spannung

und Strom 7. Laborversuch: Elektrische Grundversuche, Messwerke 8. Laborversuch: Spektrometrie, Spektralanalyse 9. Grundlagen digitaler Multimeter (DMM) 10. Erweiterte Fehlerbetrachtung

Studien-/Prüfungsleistungen: Erarbeiten von Laborversuchsberichten und schriftlicher Abschlusstest (60 min.)

Medienformen: • Folien • Tafel • PC (Animationen) • Vorlesungsversuche und –experimente • Laborversuche

Literatur: Selbsterstellter Vorlesungsumdruck mit relevanten Bildern, Tabellen und Diagrammen und Empfehlung folgender Lehr- bzw. Fachbücher: • Elektrische Messtechnik; Messung elektrischer und nichtelektrischer

Module

30.01.2008

Größen; Elmar Schrüfer, Hanser, 2004 • Handbuch Elektrische Messtechnik; Wolf-Jürgen Becker u. a., Hüthig,

1998 • Messtechnik; Armin Schöne, Springer, 1997 • Elektrische Messtechnik, Analoge, Digitale und Computergestützte

Verfahren; Reinhard Lerch, Springer, 2006 • Sensoren - Fühler der Messtechnik; Günther W. Schanz, Hüthig, 2004 • Messgeräte-Praxis. Funktionen und Einsatz moderner Messgeräte;

Martin Bantel, FV Leipzig, 2004 • Messtechnik in der Praxis; Michael Ebner, Elektor, 2007 • Taschenbuch der Messtechnik; Jörg Hoffmann, FV Leipzig, 2004

3.2.6 Werkstoffe und Physikalische Chemie

Modulbezeichnung: Werkstoffe und Physikalische Chemie


ggf. Kürzel ST2441


ggf. Lehrveranstaltungen: Physikalische Chemie A Werkstoffe 2

Studiensemester: 2


Dozent(in): Prof. Dr. Stölting

Sprache: Deutsch




Kreditpunkte: 4 CP


Keine


Kenntnisse in Chemie und Werkstoffen

Angestrebte Lernergebnisse: Spektroskopische Grundlagen in sensorischen Anwendungen im Umwelt- und Lebensmittelbereich und in chemischen Prozessen, Kenntnisse über die Eigenschaften der Arbeitsmedien physikalischer, chemischer und bio-

http://www.amazon.de/Elektrische-Messtechnik-CD-ROM-Computergestutzte-Verfahren/dp/3540340556/ref=pd_bbs_4/028-7535311-5066923?ie=UTF8&s=books&qid=1179668727&sr=8-4�

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http://www.amazon.de/Messtechnik-Praxis-Michael-Ebner/dp/3895761672/ref=sr_1_14/028-7535311-5066923?ie=UTF8&s=books&qid=1179669800&sr=8-14�

http://www.amazon.de/Taschenbuch-Messtechnik-J%C3%B6rg-Hoffmann/dp/3446228608/ref=pd_bbs_2/028-7535311-5066923?ie=UTF8&s=books&qid=1179668727&sr=8-2�

Module

30.01.2008

chemischer Sensoren. Eigenschaften von Werkstoffen für sensortechnische Lösungen und für Werkstoffe der Aufbau- und Verbindungstechnik.

Inhalt: Spektroskopie, Wassersummenparameter, ideale und reale Gase, Kinetik, Katalysator, Thermodynamik, überkritische Fluide. Thermoanalysenmethoden, Kunststoffe, Keramik, Gläser, Herstellung und Bearbeitung von Werkstoffen

Studien-/Prüfungsleistungen: Die Kenntnisse der Studenten werden jeweils anhand einer schriftlichen Prüfung (benotet) von 90 min Dauer bewertet.


Literatur: • P.W. Atkins: Physikalische Chemie, VCH Weinheim 2001 • D.A. Skoog, J.J. Leary: Instrumentelle Analytik, Springer Verlag

1992 • H.J. Bargel, G. Schulze: Werkstoffkunde, VDI- Verlag München • W. Seidel: Werkstofftechnik, Hanser Verlag München • A. Frank, K. Biederbick: Kunststoffkompendium, Vogel Buchver-

lag Würzburg

Module

30.01.2008

3.3 Drittes Semester

3.3.1 Physikalische Grundlagen der Sensorik

Modulbezeichnung: Physikalische Grundlagen der Sensorik


ggf. Kürzel ST3471


ggf. Lehrveranstaltungen: Physik C

Studiensemester: 3

Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Deppisch

Dozent(in): Dr. Wiesemann

Sprache: Deutsch




Kreditpunkte: 5 CP


Keine


Vorkenntnisse in Mathematik: Integralrechnung, Differenzialrechnung, Analysis, Vektorrechnung

Angestrebte Lernergebnisse: Theoretische Grundkenntnisse mit Anwendungspotenzial im Themenbe-reich Schwingungen und Wellen. Kognitive Fähigkeiten durch Anlei-tungen zu selbständigen mathematischen Problembeschreibungen.

Grundwissen für weiterführende Vorlesungen und Praktika, Kenntnis von Praxisbeispielen aus dem industriellen Arbeitsleben.

Module

30.01.2008

Inhalt: Herleitung der Schwingungsgleichungen für verschiedene gedämpfte me-chanische Systeme und elektrische Schwingkreise Parametrisch verstärkte Schwingungen Resonanzphänomene Fourier-Analyse Interferenz, eindimensional und zweidimensional (Lissajous) Gekoppelte Schwingungen Herleitung und Diskussion der Wellengleichung Herleitung des Zusammenhangs zwischen Phasengeschwindigkeit und Gruppengeschwindigkeit, Dispersion Kohärenz, Kohärenzlänge Doppler Effekt (Herleitung) Energietransport in Wellen Elektromagnetische Wellen (Entstehung, Ausbreitung, Streuung) Polarisation Wellen an Hindernissen (Stehende Wellen. Absorption, Brechung, Beu-gung) Schall, Ultraschall (Entstehung, Ausbreitung, Anwendungen)


Medienformen: • z. B. :Folien (Projektion mittels Beamer) • Tafelanschrieb

Literatur: • Hering u.a.: „Physik“ • Demtröder: „Experimentalphysik“

3.3.2 Messtechnik und Elektronik

Modulbezeichnung: Messtechnik und Elektronik


ggf. Kürzel ST3484


ggf. Lehrveranstaltungen: Messtechnik B mit Labor Labor Digitalelektronik

Studiensemester: 3

Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. rer. nat. Ehinger

Dozent(in): Prof. Dr. rer. nat. Ehinger, Prof. Dr. Bantel

Sprache: Deutsch

Module

30.01.2008


Lehrform/SWS: Vorlesung und Labor / 4 SWS Labor / 2 SWS


Kreditpunkte: 7 CP


Keine


Vorkenntnisse aus Messtechnik A, Physik A und B, Vorlesungen Elektro-nik 1 & 2, Labore Elektronik 1 und Messtechnik 1

Angestrebte Lernergebnisse: Vorlesung und Labor Messtechnik B: • Vertiefung der theoretischen Kenntnisse aus den Vorlesungen Physik

A, B und C • Erweitertes Verständnis physikalischer Zusammenhänge durch expe-

rimentelles Arbeiten • Kenntnisse bei der Messung elektrischer, magnetischer und optischer

Größen mittels analoger und digitaler Messgeräte • Auswerten von eigenen Messungen (inklusive Ermittlung der Mess-

unsicherheit) Labor Digitalelektronik: Konzeption, Aufbau und Inbetriebnahme einfacher Digitalschaltungen.

Beherrschung der systematischen Fehlersuche durch Messungen mit dem Digitaloszilloskop und dem Logikanalysator zur Vertiefung der praktischen Fähigkeiten.

Inhalt: Vorlesung und Labor Messtechnik B: Einleitende Vorlesung: Genaue Zahlen und Näherungswerte, Rechnen mit Zahlenwerten, Anga-be signifikanter Stellen, Grundbegriffe der Messtechnik nach DIN 1319, Messunsicherheit, Fehlerfortpflanzung nach Gauß, Vertrauensbereich, Ausreißertest, Sicherheitsbelehrung im Umgang mit Lasern Versuche: • Torsionsschwingungen, Trägheitsmomente starrer Körper • Magnetischer Fluss von Ringspulen und Permanentmagneten, Mag-netische Hysterese • Brennweitenbestimmung von Linsen und Linsensystemen, Abbil-dungsfehler • Schwingungen und Wellen, gedämpfte Schwingung, Resonanzfre-quenz, Schallgeschwindigkeit in Festkörpern • Messung des magnetostriktiven Effekts mit dem Michelson-Interferometer, Ermittlung der Größe von Mikrostrukturen mittels Beu-gung. Labor Digitalelektronik: Für 4 Versuche gilt: Aufbau (vorbereitend) einer Schaltung nach Schalt-plan auf dem Steckbrett, Fehlersuche & Inbetriebnahme der Schaltung. Modifikation & Messungen an der Schaltung.

• Logikfamilien: Oszillator, Teiler, Stromverbrauch-Frequenz ver-schiedener TTL, CMOS (3V & 5V) Familien

Module

30.01.2008

• Serielle Übertragung: Einsatz Schieberegister, Display-treiber, Automatisierung und gruppenübergreifende Kommunikation

• Digitaler Funktionsgenerator: Schaltwerk Ampelsteuerung, digital Analogwandler, Programmierung des Eprom mit arbiträrer Funkti-on.

• Schrittmotorsteuerung: Schaltwerk, Voll -& Halbschritt- betrieb, GAL, PC-Steuerung, Inkrementalgeber

Der 5. Versuch (Mini-Projekt) mit angehobenem Leistungsniveau enthält eine Beschreibung einer Schaltung zur Ermittlung des Codes eines Zah-lenschlosses. Schaltplan, Lösung und die Zahlen-Kombination müssen gefunden und dargestellt werden.

Studien-/Prüfungsleistungen: Vorlesung und Labor Messtechnik B: Die Kenntnisse der Studenten werden anhand eines schriftlichen Ab-schlusstests (benotet) von 60 min Dauer bewertet. Labor Digitalelektronik: Teilnahme an allen Laborterminen, Abgabe eines Gruppenberichts sowie praktischer Laborabschlusstest sind zu erfüllen.

Medienformen: • Folienanschrieb • Power-Point-Präsentation (Projektion mittels Beamer) • Selbst durchgeführte Experimente • Kurze Teach-In Einlage mit Tafelanschrieb • Demonstrationseinlagen mit Diskussion der Oszilloskopbilder und

PC-Messungen

Literatur: • Vorlesungsskript • Versuchsanleitungen • W. Walcher, Praktikum der Physik, Teubner-Verlag, • J. Becker, H.-J. Jodl, Physikalisches Praktikum,

VDI-Verlag • M. Bantel, Grundlagen der Messtechnik, Fachbuchverlag Leipzig • Versuchsanleitungen • Datenbücher der Halbleiterhersteller

3.3.3 Computergestützte Mathematik

Modulbezeichnung: Computergestützte Mathematik


ggf. Kürzel ST3401


ggf. Lehrveranstaltungen: Mathematik 3 Übungen Computersimulation

Studiensemester: 3

Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Westermann

Module

30.01.2008

Dozent(in): Prof. Dr. Westermann

Sprache: Deutsch


Lehrform/SWS: Mathematik 3: 4 SWS Vorlesung Übungen Computersimulation: 1 SWS Vorlesung/1 SWS Übung


Kreditpunkte: 7 CP


Keine


Kenntnisse in den Grundlagen der Mathematik (Module Mathematik-Grundlagen 1, Mathematik-Grundlagen 2)

Angestrebte Lernergebnisse: Die Studierenden können mehrere erlernte, mathematische Rechentech-niken kombinieren bzw. gleichzeitig anwenden: • Das Aufstellen und Lösen von gewöhnlichen Differentialgleichungen

zur Beschreibung z.B. von Schwingungsvorgängen (freie ungedämp-fte, freie gedämpfte, erzwungene gedämpfte Schwingung).

• Das systematische Lösen von DG n-ter Ordnung. • Die Bestimmung von Eigenfrequenzen und Eigenschwingungen für

Systeme von DG mit der Eigenwerttheorie. • Die Rechenkompetenz, mit der Fourier-Transformation Frequenzana-

lyse für Funktionen durchzuführen. • Methoden zur Bestimmung von Impulsantwort und Übertragungsfunk-

tion für lineare, kausale, zeitinvariante (LZK) Systeme anzuwenden. • Lösen von partiellen Differentialgleichungen zur Beschreibung mehr-

dimensionaler physikalischer Phänomene für - die Wellengleichung, - die Wärmeleitungsgleichung - die zweidimensionale Potentialgleichung und - die Balkenbiegungsgleichung.

In den Übungen Computersimulation soll die Kompetenz vermittelt wer-den, eine Verbindung zwischen den Themengebieten aus den Fächern Physik C (Schwingungen und Wellen), Elektronik (Wechselstromtechnik) und Mathematik 3 herzustellen und die Methoden der einzelnen Diszipli-nen auf dem Rechner mit dem Computeralgebrasystem Maple analytisch und numerisch umzusetzen.

Inhalt: • Komplexe Zahlen und Funktionen • Gewöhnliche Differentialgleichungen

- Gewöhnliche Differentialgleichungen erster Ordnung - Lineare Differentialgleichungssysteme - Lineare Differentialgleichungen n-ter Ordnung

• Fourier-Reihen • Fourier-Transformation

- Fourier-Transformation und Beispiele - Eigenschaften der Fourier-Transformation - Fourier-Transformation der Deltafunktion - Beschreibung von linearen Systemen

• Partielle Differentialgleichungen - Wellengleichung

Module

30.01.2008

- Wärmeleitungsgleichung - Laplace-Gleichung - Zweidimensionale Wellengleichung - Biegeschwingungsgleichung

Studien-/Prüfungsleistungen: ST3B01: Schriftlichen Prüfung (benotet), 120 min Dauer. ST3B03: Laborprüfung (unbenotet), 120 min Dauer.

Medienformen: • Tafelanschrieb • Lehrbuch mit CD-Rom • Folien • Elektronische Arbeitsblätter in Maple • Maple-Simulationsprozeduren • Elektronische Sammlung von gelösten Übungsaufgaben

Literatur: • Skript: T. Westermann: Computersimulation • Sammlung gelöster Übungsaufgaben • T. Westermann: Mathematik für Ingenieure mit Maple 1, Springer


2. Auflage 2001. • T. Westermann: Mathematische Probleme lösen mit Maple,

Springer 2. Auflage 2006.

3.3.4 Chemische Grundlagen der Sensorik

Modulbezeichnung: Chemische Grundlagen der Sensorik


ggf. Kürzel ST3501


ggf. Lehrveranstaltungen: Physikalische Chemie B Grundlagen der elektrochemischen Sensorik

Studiensemester: 3


Dozent(in): Prof. Dr. Stölting

Sprache: Deutsch


Lehrform/SWS: Vorlesung / 2 SWS Vorlesung / 2 SWS


Module

30.01.2008

Kreditpunkte: 4 CP


Keine


Kenntnisse in Chemie und Physikalischer Chemie

Angestrebte Lernergebnisse: ST3B02: Kenntnisse der Arbeitsmedien chemischer und biochemischer Sensoren und in Thermodynamik ST3B04: Kenntnisse zum Verständnis potentiometrischer, amperometrischer, kon-duktometrischer und biochemischer Sensoren

Inhalt: ST3B02: Eigenschaften von Flüssigkeiten, chemische Energetik, Pellistor, Brenn-wert, Energieerzeugung, Ammoniaksynthese, Komplexe ST3B04: Elektrolytverhalten, Elektrolyse, Elektrodenpotentiale, Elektrodentypen, galvanische Elemente, elektroanalytische Verfahren, Amalgamverfahren

Studien-/Prüfungsleistungen: ST3B02: Die Kenntnisse der Studenten werden anhand einer schriftlichen Prüfung (benotet) von 90 min Dauer bewertet. ST3B04: Die Kenntnisse der Studenten werden anhand einer schriftlichen Prüfung (benotet) von 90 min Dauer bewertet.


Literatur: • P.W. Atkins: Physikalische Chemie, VCH Weinheim 2001 • D.A. Skoog, J.J. Leary: Instrumentelle Analytik, Springer Verlag

1992 • C.H. Hamann, W. Vielstich: Elektrochemie, VCH Weinheim, 1998 • F. Oehme: Ionenselektive Elektroden, Hüthig Verlag 1991 • R. Holze: Leitfaden der Elektrochemie, Teubner Stuttgart

3.3.5 Konstruktion und Fertigung

Modulbezeichnung: Konstruktion und Fertigung


ggf. Kürzel ST3512


Module

30.01.2008

ggf. Lehrveranstaltungen: Konstruktion mit CAD Konstruktion und Fertigung

Studiensemester: 3

Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Schönauer

Dozent(in): Dr. Herbst, Prof. Dr. Bernhardi

Sprache: Deutsch


Lehrform/SWS: Übung / 2 SWS Vorlesung / 4 SWS


Kreditpunkte: 7 CP


Keine


ST3B12: Grundlegende Betriebssystemkenntnisse (MS Windows).

Angestrebte Lernergebnisse: ST3B12: Beherrschung der Grundlagen der Darstellungsmethoden mit Hilfe mo-derner CAD - Programme ST3B13: Kenntnisse der gängigen Fertigungsverfahren. Kenntnis, dass es für eine Fertigungsaufgabe in der Regel mehrere Fertigungsverfahren gibt und dass die Auswahl des geeigneten Fertigungsverfahrens ausschließlich nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten erfolgt.

Inhalt: ST3B12: Lesen einfacher technischer Zeichnungen (10%). Aufbau von Volumenmodellen (parts) mit Hilfe der Methodik des „feature-based modelling“ am Beispiel des CAD – Systems PRO/Engineer (50%) Grundlegendes zur Zeichnungsableitung aus den Solid modellen (10%) Parametrisierung von CAD – Modellen (10%) Einfache Zusammenbaukonstruktionen (assemblies) (20%). ST3B13: Übersicht über die konventionellen Fertigungsverfahren:

- Urformen (Gießen, Sintern) - Trennen (Zerteilen, Spanen, Abtragen) - Fügeverfahren (Schweißen, Löten Kleben, Schrauben)

Wegen Ihrer Vielfalt stellen die Trennverfahren, und hier v. a. die spanen-den Verfahren den größten Umfang dar.

Studien-/Prüfungsleistungen: ST3B12: Die Kenntnisse der Studenten werden anhand einer Prüfung am Rechner von 60 min Dauer bewertet (Scheinklausur). ST3B13:

Module

30.01.2008

Die Kenntnisse der Studenten werden anhand einer schriftlichen Prüfung (benotet) von 90 min Dauer bewertet.

Medienformen: • OHP-Folien (Projektion mittels Beamer) • Tafelanschrieb • Bildschirm (Projektion mittels Beamer)

Literatur: • Vorlesungsskript • N. Wegner, M. Müller, A. Schlüppmann: Fertigungstechnik: die

Technik und ihre sprachliche Darstellung (Studien zu Sprache und Technik; Band 7). Hildesheim; Zürich; New York; Olms: 2000. ISBN: 3-487-11298-1

• Wolfgang Hoheisel: „CAD/CAM I“. Vorlesungsskript

3.4 Viertes Semester

3.4.1 Sensoren

Modulbezeichnung: Sensoren


ggf. Kürzel ST4471


ggf. Lehrveranstaltungen: Physikalische Sensoren Labor Sensorik

Studiensemester: 4


Dozent(in): Prof. Dr. Deppisch, Prof. Dr. Kohler, Prof. Dr. Stölting

Sprache: Deutsch


Lehrform/SWS: Vorlesung / 4 SWS Labor / 2 SWS


Kreditpunkte: 8 CP


Keine


Fast alle Fächer des Grundstudiums. Insbesondere Physik, Elektronik, Mathematik, Messtechnik mit den zugehörigen Praktika, Simulation

Module

30.01.2008

Vorkenntnisse in Sensorik und Elektronik, Grundlagen der Chemie, allg. Physikalische Chemie, Messtechnik, pH-Sensorik (aus begleitender Vor-lesung Chemosensorik)

Angestrebte Lernergebnisse: ST4B63: Allgemein: Die Studierenden haben einen umfassenden Überblick über die physikalischen Sensoren. Sie verstehen die physikalischen Prinzipien der Funktionsweise, die Elemente der Signalaufbereitung, kennen den Aufbau und die Anwendung der Sensoren mit ihren Vor- und Nachteilen. Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen: Die Vorlesung führt einen Großteil des Stoffes des Grundstudiums zusammen: Die Grundlagen der Physik bei den Funktionsprinzipien der Sensorelemente, Elektronik bei der Signalaufbereitung, Messtechnik bei der Signalauswer-tung und Mathematik bei der dynamischen Charakterisierung der Senso-ren. Der Bezug zu Fertigungstechnik, Konstruktion und Aufbautechniken wird beim Besprechen des Aufbaus der Sensoren aufgezeigt. Kompetenzen und Berufsvorbereitung: Die Vorlesung vermittelt in Abstimmung mit den Vorlesungen über optische und chemische Sensoren sowie den Sensorlaboratorien die Kernkompetenz für die Anwendung und die Entwicklung von Sensoren. Die Studierenden können verschiedene Disziplinen zusammenführen. ST4B64: Allgemein: Verständnis für Sensorsysteme, das über das Verständnis der Summe der Einzelkomponenten hinausgeht. Die Studierenden beherr-schen den Labormusteraufbau für Sensorsysteme bestehend aus Sen-sorelement und Signalaufbereitung. Der Student kennt übergeordnete Prinzipien wie Strukturen und statisches und dynamisches Verhalten von Sensoren, deren Querempfindlichkeiten und Methoden der Störunterdrü-ckung. Er ist in der Lage, Simulation der Sensoren (z.B. in MATLAB) mit den Messergebnissen zu vergleichen. Weitere Kenntnisse, über die die Studierenden verfügen:

• Aufbau und Herstellung von pH-Sensoren. • Hochohmige Messtechnik mit Elektrometerverstärkern. • Befähigung zur Kalibrierung von pH-Sensoren. • Kenntnisse zu den Querempfindlichkeiten in extremen pH-Wert-

Bereichen. • Kenntnisse zum Temperaturverhalten. • Grundlegende Fertigkeiten im Umgang mit pH-Sensoren. • Wiss. Darstellung von Zusammenhängen und Ergebnissen. • Aufbau und Arbeitsweise ionenselektiver Elektroden • Analyseverfahren

Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen: Das Labor er-gänzt durch Versuche die Vorlesungen über physikalische und chemische Sensoren. Kompetenzen und Berufsvorbereitung: Die Studieren werden in der selbständigen Erarbeitung, Vorbereitung und Durchführung von experi-mentellen Untersuchungen geschult. Die Versuche sind alle an PC-Rechner gekoppelt. So werden die Studierenden in die Anwendung ver-schiedener Signalverarbeitungsmethoden eingeführt.

Inhalt: ST4B63: Einführung

• Begriffsbildung und Nomenklatur • Allgemeine und übergeordnete Eigenschaften von Sensoren • Überblick über den Aufbau von Sensoren

Elektrische Sensoren

Module

30.01.2008

• Widerstandssensoren • Kapazitive Sensoren • Thermoelemente • Piezoelektrische Sensoren • Pyroelektrische Sensoren

Magnetische Sensoren

• Galvanomagnetische Sensoren • Induktions-Sensoren • Induktivitäts-Sensoren • Wirbelstrom-Sensoren • Magnetisierungs-Sensoren • SQUIDs

Überblick: Ultraschall-Sensoren und Mikrowellensensoren ST4B64: An Hand von selbst aufgebauten Versuchen werden im ersten Teil des Labors die Prinzipien und die Signalaufbereitung einiger häufig verwende-ter physikalischer Sensoren untersucht und die digitale Signalverarbeitung zur Analyse der Messergebnisse angewandt. Der zweite Teil des Labors beschäftigt sich mit den chemischen Sensoren:

• Herstellung einer pH-sensitiven Halbzelle und Kombination mit Referenzelektrode zu einem pH-Sensor

• Kalibrierung und messtechnische Charakterisierung • Experimentelle Ermittlung des Membraninnenwiderstandes in

Abh. von der Temperatur und Methodik der Bestimmung der Akti-vierungsenthalpie der Leitfähigkeit aus den Messdaten.

Herstellung einer K-sensitiven Elektrode, Analysen mit K- Elektrode in verschiedenen Proben, Bestimmung der Nachweisgrenze

Studien-/Prüfungsleistungen: ST4B63: Die Kenntnisse der Studenten werden anhand einer schriftlichen Prüfung (benotet) von 120 min Dauer bewertet. ST4B64: Die Kenntnisse der Studenten werden anhand von Ergebnisberichten und einer schriftlichen Prüfung (benotet) von 90 min. Dauer bewertet.

Medienformen: • Experimentalvorlesung • Tafelanschrieb • Skript mit Übungsaufgaben die (teilweise) besprochen werden • Folien und Beamer • Sammlung von gelösten Klausuraufgaben, die besprochen werden • Matlab-Simulationen und Applet-Animationen • Laboranleitungen, Versuchsaufbauten, Kopplung an den Rechner,

MATLAB • Gemeinsame Diskussion der Vorgehensweise und der Auswertung

der Ergebnisse an der Tafel

Literatur: • Vorlesungsskript • Ausführliche (mehrseitige) Literurangabe im Skript • Laboranleitungen

Module

30.01.2008

3.4.2 Chemosensorik

Modulbezeichnung: Chemosensorik


ggf. Kürzel ST4521


ggf. Lehrveranstaltungen: Chemo- und Biosensoren Transportphänomene

Studiensemester: 4

Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Kohler

Dozent(in): Prof. Dr. Kohler, Prof. Dr. Görlich

Sprache: Deutsch


Lehrform/SWS: Vorlesung / 2 SWS Vorlesung / 2 SWS


Kreditpunkte: 4 CP


Keine


Vorkenntnisse in Chemie. Grundlagen Physikalische Chemie (Thermody-namik, Elektrochemie) Physik II (Elektromagn. Wechselwirkungen) Mathematik I-III Mathematische Grundlagen, im Besonderen Differentialgleichungen und deren Lösungsstrukturen

Angestrebte Lernergebnisse: ST4B23: Überblick über die Rolle der Chemosensorik in unterschiedlichen Anwen-

dungsfeldern heute und in Zukunft. Kenntnisse über die Funktionsweisen von in den Anwendungen etablier-

ten Chemosensoren im Überblick. Kenntnisse der Eigenschaften verschiedener Sensorprinzipien (Sensitivi-

tät, Selektivität, Stabilität) und der verwendeten Materialien (mit deren Eigenschaften) sollen Studierende in die Lage versetzen, bei Kenntnis des Anwendungsfalles das richtige Sensorprinzip auszuwählen und die korrekte Installation unter Beachtung evtl. Randbedingungen zu konzipieren und zu begleiten.

Kenntnisse des Funktionsprinzips und der verwendeten Materialien sollen

Module

30.01.2008

zur Begleitung von Sensorherstellungsprozessen befähigen. ST4B24: Die Studierenden besitzen ein Verständnis über die vielfältigen Trans-portmechanismen, die bei chemischen und physikalischen Sensorprinzi-pien eine bedeutende Rolle spielen. Dabei werden sowohl die experimen-telle Fakten als auch die theoretischen Hintergründe vermittelt. Im Besonderen verstehen Sie auch die weitreichenden Analogien zwi-schen den Transportmechanismen. Dies betrifft zum einen die Klasse der Wellenvorgänge und zum anderen die auf Gradientenfeldern basierenden Vorgänge des elektrischen Ladungstransports, der Diffusion und des Wärmetransports. Die Vorgänge sind durch die jeweiligen Transportkoeffizienten, z.B. des Diffusionskoeffizienten, charakterisiert. Die Studierenden kennen die Bedeutung dieser Koeffizienten auf „mikroskopischer“ Basis. Die Studierenden haben ein tieferes Verständnis für Transportphänome-ne, die bei Sensorprinzipien eingesetzt werden. Ferner kennen sie prakti-sche Einsatzmöglichkeiten der Sensoren im industriellen Umfeld.

Inhalt: ST4B23: • Was ist ein Chemosensor? • Bedeutung der Chemosensorik heute und zukünftig. • Einige wesentliche thermodyn. Grundlagen zum Verständnis der

Sensorprinzipien • Potentialgenerierung an Grenzflächen (Nernst-Potential) • Referenzproblem – Referenzelektroden • Eigenschaften von ionenselektiven Membranmaterialien - Fest-

elektrolyte • Ionenselektive Elektroden • Lambda-Sonde – Anw. Automobiltechnik • Amperometrische Messmethode – gelöst Sauerstoff-Messzelle –

Anw. Abwassertechnik, usw. • Lambdasonde für die Feuerungstechnik

ST4B24: • Wiederholung Wellenfelder – Elektromagnetische Wellen und Akustik • Quantisierung – Photonen und optische Sensoren • Transportvorgänge durch Gradientenfelder

* elektrische Stromdichte * Diffusion * Wärmetransport * Strömungslehre

Studien-/Prüfungsleistungen: ST4B23: Die Kenntnisse der Studenten werden anhand einer schriftlichen Prüfung (benotet) von 60 min Dauer bewertet. ST4B24: Die Kenntnisse der Studenten werden anhand einer schriftlichen Prüfung (benotet) von 60 min Dauer bewertet.

Medienformen: • Projektion mittels Beamer, Folien • Tafelanschrieb • Zahlreiche Experimente • Kurzvideos und Animationen • Übungen

Literatur: • Lehrbücher der Physikalischen Chemie • Kopien der Folien/Beamerpräsentationen im Voraus • Leider gibt es kein der Vorlesung entsprechendes Lehrbuch zur

Module

30.01.2008

Chemosensorik • Foliensammlung zur Vorlesung Transportphänomene • Übungen zur Vorlesung Transportphänomene • Physik für Ingenieure, Hering-Martin-Stohrer; Springer-Verlag • Conduction of Heat in Solids, Carslaw H.S. und Jaeger J.C.; Oxford

Science Publications • Physikalische Messtechnik mit Sensoren, Niebuhr Johannes und

Lindner Gerhard; Oldenbourg-Verlag • Werkstoffe und Bauelemente der Elektrotechnik, Band 3:

Sensoren, Schaumburg Hanno; Teubner Verlag • Grundzüge der Strömungslehre, Zierep Jürgen; Springer-Verlag • Technische Durchflussmessung, Bonfig Karl W.; Vulkan-Verlag

3.4.3 Elektronik und Regelungstechnik

Modulbezeichnung: Elektronik und Regelungstechnik


ggf. Kürzel ST4481

ggf. Untertitel ST4B81 ST4B82 ST4B83

ggf. Lehrveranstaltungen: Elektronik 3 Labor Elektronik 3 Regelungstechnik 1

Studiensemester: 4

Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Keller

Dozent(in): Prof. Dr. Keller

Sprache: Deutsch


Lehrform/SWS: Vorlesung / 2 SWS Labor / 2 SWS Vorlesung / 2 SWS


Kreditpunkte: 7 CP


Keine

Module

30.01.2008


Kenntnisse in: • Differential- und Integralrechnung • Komplexe Zahlen • Gewöhnliche Differentialgleichungen • Elementarer Elektrotechnik (Strom-Spannungsbeziehung von Wi-

derstand, Kondensator und Spule, Maschen- / Knotenregel, Spannungs- / Stromteiler)

• Operationsverstärkerschaltungstechnik • Bedienung von Oszilloskop und Funktionsgenerator • Laplace-Transformation (Grundkenntnisse)

Angestrebte Lernergebnisse: ST4B81: Die Studierenden kennen die theoretischen Grundlagen der Wechsel-stromtechnik. Sie können Filterschaltungen mathematisch beschreiben und kennen deren Einsatzmöglichkeiten in der Praxis. Die Studenten erkennen Analogien zwischen den verschiedenen Inge-nieurdisziplinen (Mechanik, Elektronik, Thermodynamik,…) über die iden-tische mathematische Beschreibungsform. ST4B82: Die Studierenden sind in der Lage • Passive und aktive Filterschaltungen selbständig praktisch aufzubau-

en, in Betrieb zu nehmen und bei der Fehlersuche systematisch vor-zugehen

• moderne Messgeräte im praktischen Einsatz zu bedienen • Messergebnisse zu dokumentieren ST4B83: Die Studierenden kennen die theoretischen Grundlagen der analogen Regelungstechnik und die Möglichkeiten moderner Simulationstools (Mat-lab). Sie können Regelstrecken mathematisch beschreiben (Modellierung) und Regelkreise bezüglich Dynamik, Stabilität und Genauigkeit analysieren. Die Studenten kennen die wesentlichen Verfahren zur Synthese von Re-gelkreisen.

Inhalt: ST4B81: • Wiederholen und Auffrischen der mathematischen und elektrotechni-

schen Grundlagen • Einführung in die komplexe Wechselstromrechnung • Übertragungsfunktion, Bode-Diagramm und Ortskurve • Filter 1. Ordnung: Integrierer, Differenzierer, Tiefpass, Hochpass,

Allpass • Filter 2. Ordnung: Tiefpass, Hochpass, Allpass, Bandpass und Band-

sperre • Filter höherer Ordnung • Zusammenhang zwischen Zeit- und Frequenzbereich • Übertragung der komplexen Wechselstromrechnung in andere techni-

sche Bereiche ST4B82: • Einführung in das praktische Arbeiten im Labor, Vorstellung der La-

borversuche, Sicherheitsregeln, Erstellen von Laborberichten • 1. Versuch: Aufbau und Inbetriebnahme einer Oszillatorschaltung mit

Schmitt-Trigger • 2. Versuch: Untersuchung von Tief- und Hochpass erster Ordnung bei

Anregung mit verschiedenen Signalformen • 3. Versuch: Passive Filterschaltungen 2. Ordnung

Module

30.01.2008

• 4. Versuch: Aktive Filterschaltungen 2. Ordnung • 5. Versuch: Der Einsatz von Universalfilterschaltungen • 6. Versuch: Charakterisierung eines schwingungsfähigen elektrome-

chanischen Systems (Lautsprecher) in Form einer Übertragungsfunk-tion

ST4B83: • Einführung und Motivation • Elementare Übertragungsglieder, Modellierung realer Regelstrecken • Übertragungsfunktion, Sprungantwort, Bode-Diagramm und Ortskurve • Zwei- und Dreipunktregler • PID-Regler • Stabilitätsuntersuchung (Polstellenlage und Nyquist-Kriterium) • Einstellregeln für Reglerparameter

Studien-/Prüfungsleistungen: Die Kenntnisse der Studenten in einer schriftlichen Prüfung (benotet) von 120 min Dauer bewertet.

Medienformen: • Beamer • Tafelanschrieb • Matlab / Simulink- Simulationsexperimente • Vorlesungsexperimente

Literatur: • Download: Vorlesungsskript, Übungsaufgaben, Übungsklausur, alte Klausuren, Versuchsanleitung

• Frohne, Heinrich: Moeller Grundlagen der Elektrotechnik, 20., über-arb. Aufl., Teubner, Stuttgart ; Leipzig ; Wiesbaden, 2005.

• Führer, A. , Heidemann, K. , Nerreter, W.: Grundgebiete der Elektrotechnik, Band 2, Hanser, München ; 2007

• Tietze, U. , Schenk, Ch.: Halbleiter-Schaltungstechnik, 12. Aufl., Springer, Berlin ; Heidelberg [u.a.], 2002

• Gassmann, Hugo: Einführung in die Regelungstechnik, Band 1, 2., völlig überarb. Aufl., Harri Deutsch, Frankfurt am Main, 1993

• Dorf, Richard und Bishop, Robert: Moderne Regelungssysteme, 10., überarb. Aufl., Pearson Studium, München, 2006

3.4.4 Verarbeitung digitaler Signale

Modulbezeichnung: Verarbeitung digitaler Signale


ggf. Kürzel ST4651


ggf. Lehrveranstaltungen: Digitale Signalverarbeitung und Mikrorechner Labor Mikrorechner

Studiensemester: 4


Dozent(in): Prof. Dr. Deppisch, Prof. Dr. Herwig

Module

30.01.2008

Sprache: Deutsch


Lehrform/SWS: Vorlesung/ 4 SWS Labor/ 2 SWS


Kreditpunkte: 7 CP


Keine


Vorkenntnisse in Mathematik: insbesondere komplexe Zahlen und Ma-thematik 3 Digitale Elektronik, Boolesche Algebra, ANSI C, BASIC Grundkenntnisse im Umgang mit Computern

Angestrebte Lernergebnisse: ST4B51: Allgemein: Die Studierenden kennen die Vor- und Nachteile der digitalen Signaltechnik und die grundlegenden Verfahren der digitalen Signalverar-beitung anhand von praktischen Anwendungen (Versuchen). Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen: Die Vorlesung baut auf den Grundlagen, die in Mathematik 3 gelegt werden auf und führt bis zu den wichtigsten praktischen Anwendungen der digitalen Signalver-arbeitung weiter. Kompetenzen und Berufsvorbereitung: Überwiegend werden die urs-prünglich meist analogen Signale der kommerziellen Sensoren (meist schon im Sensor selbst) digitalisiert und digital weiterverarbeitet. Die Kenntnisse der Eigenschaften und der Verarbeitung digitaler Signal ist im beruflichen Alltag unverzichtbar Die Studierenden sind in der Lage ein Programm für einen eingebetteten Mikrorechner auf abstrakter Ebene zu entwerfen und methodisch bis he-runter auf die Maschinensprachen-Ebene zu entwickeln. ST4B52: Die Studenten können sich in eine Entwicklungsumgebung einarbeiten und sind in der Lage die verschiedenen Phasen eines Design-Prozesses zu durchlaufen.

Inhalt: Digitale Signalverarbeitung: Einleitung

• Vor- und Nachteile digitaler Systeme • Übergang vom analogen zum digitalen Signal

Abtasttheorem und Rekonstruktion A/D-Wandlung

• Wandler-Verfahren • Charakteristika von A/D-Wandlern

Spektrale Darstellung von Signalen

• Fourierreihen und Fouriertransformation kontinuierlicher Signale

Module

30.01.2008

Fouriertransformation von abgetasteten (diskreten) Signalen Diskrete Fouriertransformation (DFT) diskreter Signale und ihre Eigenschaften

• Schnelle Berechnung der DFT: Fast Fourier Transform (FFT) • Erste Beispiele zur direkten Anwendung der DFT in der

Messtechnik • Log-Power-CEPSTRUM

Beschreibung linearer zeitunabhängiger Systeme (LTI-Systeme)

• Definition: LTI-System • Einführung der Faltung und der Impulsantwort zur Beschreibung

eines LTI-Systems • Einige Eigenschaften und erste Anwendungen der Faltung

Frequenzgang (oder Transferfunktion) eines LTI-Systems • Leckeffekt und Wichtung durch Fensterfunktionen • Digitale Filter

Grundlagen der Korrelationsmesstechnik

• Kreuzkorrelationsfunktion KKF • Autokorrelationsfunktion AKF • Schnelle Berechnung der Korrelationsfunktionen • Beispiele zur Anwendung der KKF • Beispiele zur Anwendung der KKF • Verallgemeinerung der Korrelation • Die Foriertransformation als Korrelation • Wavelet-Transformation

Mikrorechner: • Minimale Prozessor Architektur

o ALU, Akkumulator, Flags, Datenspeicher, Programm-Speicher, Zei-gerregister

• Adressierungsarten • Unterprogramme

o Stapelspeicher (Stack), Stackpointer, Ausnahmeverarbeitung (Inter-rupt), Vektorisierter Interrupt, Interrupt Polling

• Befehle o Datenbewegung, Load, Store – Move, Logische Verknüpfungen,

Arithmetische Anweisungen, Bedingte, unbedingte Sprünge, Kombi-befehle, Bitbefehle

• Von Neumann - Harvard Struktur o RISC -CISC Struktur, RISC Befehle, eingebettete Daten (Literal),

Hardware Stack • Zahlensysteme

o Binäre Zahlen, Hexadezimale Zahlen, Zweierkomplement, normierte Festkommazahlen, BCD Zahlen., Carry, Overflow

• Organisation 8051 o Speicheraufteilung, Bitoperationen, Registerbänke, Externer Spei-

cher, SFRs (Special Function Registers) • Peripherie

o Ports, Timer, Capture /Compare, AD Wandler, Serielle Schnittstelle, Watchdog, Interrupt Struktur

• Softwarebeschreibung o Flussdiagramm, Struktogramm

• Zustandsautomat o Zustandsdiagramm, Übergangsbedingungen, Eingänge, Ausgänge

• Multitasking o Kooperativ, Preemptiv, Taskswitcher, Abbildung von Zustandsauto-

Module

30.01.2008

maten, Abbildung von DigSig Algorithmen , Service Tasks, Hardware Zeitbasis

• Task Struktur o Datenkapselung, Interface zwischen Tasks, Serielle Schnittstellen

Tasks • Pic Mikrorechner

o Tristateports, Pipelining, Orthogonale Befehlsstruktur, Lokale, globa-le Labels, Berechnete Sprünge, Return mit Rückgabewerten

• Zweileiter- Dreileiterbusse o EEPROM Ansteuerung

• ANSI C Datentypen, Speichermodelle, Programmablauf Anweisungen, Assembler Einbindung, Multitasking Fähigkeit. Labor Mikrorechner: • Entwicklungsumgebung für 8051 Derivate und PIC Prozessoren

o Assembler, Linker, Simulator Befehlssatz von 8051 und PIC Prozessoren

• Einsatz von Breakpoints bei der Fehleranalyse • Simulation von externen Hardwarekomponenten • Projektplanung

Studien-/Prüfungsleistungen: Vorlesung: Die Kenntnisse der Studenten werden in der Modul-Klausur (benotet) im Rahmen von 120 min Dauer bewertet. Labor: Die Kenntnisse der Studenten werden semesterbegleitend ermittelt, (An-wesenheit erforderlich) und mit bestanden/nicht bestanden bewertet.

Medienformen: • Experimentalvorlesung • Tafelanschrieb • Skript mit Übungsaufgaben die (teilweise) besprochen werden • Folien und Beamer • Sammlung von gelösten Klausuraufgaben, die besprochen werden • Matlab-Simulationen und Applet-Animationen • Dokumente, Evaluationboards für div. Mikrorechner, PC, Interfaces

zwischen PC und Mikrorechner.

Literatur: • Vorlesungsskript • ausführliche (mehrseitige) Literurangabe im Skript • Online Informationen in einer verteilten (beruflichen Gegebenheiten

angepassten) Lernumgebung. • Präsentationen, Dokumente, Primärdaten (Handbücher), Beispiel-

programme • Internet, Datenbücher

3.4.5 Schlüsselqualifikation 2

Modulbezeichnung: Schlüsselqualifikation 2


Module

30.01.2008

ggf. Kürzel ST4543

ggf. Untertitel ST4B91 ST4E05

ggf. Lehrveranstaltungen: Vortrags- und Präsentationstechnik

Studiensemester: 4


Dozent(in): Prof. Dr. Schönauer, Prof. Dr. Thiele

Sprache: Deutsch


Lehrform/SWS: Seminar/ 2 SWS Vorlesung/ 2 SWS


Kreditpunkte: 4 CP


Keine


Grundlegende Kenntnisse der Sensorik (Vor)Kenntnisse in der englischen Sprache.

Angestrebte Lernergebnisse: ST4B91: Allgemein: Die Studierenden können ein Sachthema aus dem Gebiet der Ingenieur-wissenschaften in fachlich ansprechender und wissenschaftlich korrekter Form innerhalb eines fest vorgegebenen zeitlichen Rahmens präsentie-ren. Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen: Das Modul erfordert zum einen grundlegende Kenntnisse der Sensorik, wie sie im Grundstudium vermittelt werden, um sich in das jeweilige The-ma einarbeiten zu können. Zum anderen werden nichtfachspezifische Fähigkeiten gefordert bzw. eingeübt, wie das Aneignen, Aufarbeiten und Präsentieren von i.d.R. technischen Sachthemen. Fachliche / methodische Kompetenzen: Zum einen lernen die Studierenden an einer konkreten Aufgabe sich in ein fachspezifisches Thema einzuarbeiten, z.B. anhand zielgerichteter Litera-turrecherche. Das Strukturieren dieses Wissens, das Exzerpieren wesent-licher Sachverhalte und deren Darstellung wird sowohl in einem Bericht in wissenschaftlicher Form als auch in einer Präsentation geübt. Schlüsselqualifikation: Gerade das Erarbeiten komplexer Sachverhalte und deren Darstellung, sowohl in schriftlicher als auch in mündlicher Form, ist eine wesentliche Kompetenz, die in der beruflichen Praxis regelmäßig gefordert ist. ST4E05:

Module

30.01.2008

Fachkompetenz: Nach dem erfolgreichen Absolvieren dieser Einheit kön-nen die Studierenden technische Übersetzungen anfertigen. Methodenkompetenz: Nach dem erfolgreichen Absolvieren dieser Einheit sollten die Studierenden zwischen Kulturen intertextuell mitteln können. Sozialkompetenz: Nach dem erfolgreichen Absolvieren dieser Einheit sollten die Studierenden interkulturelle Empathie aufweisen.

Inhalt: ST4B91: Die Inhalte der Präsentationen sind verschiedene, meist. technische As-pekte aus allen Bereichen der Sensorik. Die Inhalte werden von den Stu-denten eigenverantwortlich ausgewählt, sind aber mit dem Betreuer abzu-sprechen. Einführend werden die wichtigsten Aspekte der Berichtserstellung und Präsentationstechnik erarbeitet, so dass diese Techniken in Bericht und Vortrag geübt werden können. ST4E05: Technische Übersetzungen Stilistik Grammatische Grundfragen, grammatische Bestimmungen Der treffende Ausdruck

Studien-/Prüfungsleistungen: ST4B91: Vollständiger Bericht in wissenschaftlicher Form und eine fundierte Prä-sentation, die vom Betreuer bewertet wird. ST4E05: Die Kenntnisse der Studenten werden anhand einer schriftlichen Prüfung (benotet) von 90 min Dauer bewertet.

Medienformen: • Präsentation mit Beamer oder Folien • Tafelanschrieb • Textvorlagen

Literatur: • L. Hering, W. Hering, „Technische Berichte“, Wiesbaden, Vieweg Verlag, 2003

• W. Breger, H. Grob, Präsentieren und Visualisieren, Mit und ohne Multimedia, DTV Beck Verlag, 2002

• Göpferich, Susanne: Interkulturelles Technical Writing. Fachliches adressatengerecht vermitteln, Ein Lehr- und Arbeitsbuch, (Forum für Fachsprachen-Forschung 40) Tübingen: Gunter Narr 1998

3.5 Fünftes Semester

3.5.1 Praxisvorbereitung

Modulbezeichnung: Praxisvorbereitung


ggf. Kürzel ST5P01

ggf. Untertitel

ggf. Lehrveranstaltungen: Blockkurs Schlüsselqualifikationen

Module

30.01.2008

Studiensemester: 5


Dozent(in): Dipl.-Phys. H.-P. Voss / Dipl.-Psych. Matthias Knieper

Sprache: Deutsch


Lehrform/SWS: Workshop mit Vorlesungs- und Übungsanteilen/ 2 SWS


Kreditpunkte: 3 CP


Keine

Empfohlene Voraussetzungen: z.B. Neugier, Interesse an Persönlichkeitsentwicklung, Kooperationsbereit-schaft

Angestrebte Lernergebnisse: Reflexion der eigenen Persönlichkeit mit Stärken und Schwächen, Selbst-management, Grundlagen einer individuellen Strategie des beruflichen Erfolgs, Arbeiten im Kontext menschlicher Netzwerke (Human Networking), Reflexion der individuell bevorzugten Teamrollen und Arbeitsstile Reflexion von Teamprofilen mit ihren Stärken und Schwächen, Flexible Integration in wechselnde Teams und Projekte, Anwenden unterschiedlicher Problemlö-sungsstrategien, Grundlagen und Methoden effektiven Lernens, Präsenta-tionsmethoden, Kreativitätstechniken

Inhalt: Sensibilisierung für relevante Schlüsselqualifikationen im Kontext des prak-tischen Studiensemesters, Methodenerwerb

Studien-/Prüfungsleistungen: Um das Prädikat "bestanden" für die Veranstaltung zu erhalten, müssen die Studierenden Teampräsentationen erstellen und engagiert mitarbeiten

Medienformen: • Folien • Beamer • Tafelanschrieb • Metaplan • Gestaltungsmaterialien

Literatur: • Peter M. Senge (Hrsg.): Das Fieldbook zur Fünften Disziplin • Jürgen Fuchs (Hrsg.): Das biokybernetische Modell • Metzig, W./ Schuster, M.: Lernen zu Lernen

3.5.2 Praxistätigkeit

Modulbezeichnung: Praxistätigkeit


ggf. Kürzel ST5P02

ggf. Untertitel

ggf. Lehrveranstaltungen:

Module

30.01.2008

Studiensemester: 5

Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Meier-Hirmer

Dozent(in): alle Professoren der Fakultät

Sprache: Deutsch


Lehrform/SWS: Praxistätigkeit: Praktische Tätigkeit in einem Unternehmen, Dauer 95 Präsenztage

Arbeitsaufwand: 720 h

Kreditpunkte: 24 CP


120 CP


Angestrebte Lernergebnisse: Allgemein: Ziel der Praxistätigkeit ist es, den Studierenden frühzeitig die Gelegenheit zu geben, das von ihnen erworbene Wissen in der Praxis anzuwenden und gleichzeitig die betrieblichen Abläufe in einem Un-ternehmen kennen zu lernen.

Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen: Praktische Anwen-dung des in anderen Modulen erworbenen Wissens.

Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen / Schlüssel-qualifikationen: Anwendung des Wissens in der Praxis, Fähigkeit zur Arbeit in einer Gruppe.

Einbindung in die Berufsvorbereitung: Praktika in Unternehmen während des Studiums und die daraus resultierende Kenntnis der betrieblichen Abläufe sind ein entscheidender Wettbewerbsvorteil der Absolventen unserer Hochschulen.

Inhalt: Praxistätigkeit: Praktische Tätigkeit in einem Industrieunternehmen oder sonstigen geeig-neten Ausbildungsbetrieb für die Dauer von 95 Präsenztagen. Die Studie-renden sind in aktuelle Projekte des Betriebes aus den Bereichen Ent-wicklung, Produktion oder Vertrieb eingebunden. Die von den Studieren-den bearbeiteten Projekte befassen sich mit Themen aus der Sensorik bzw. Sensorsystemtechnik oder dazu verwandten Bereichen und erlauben die praktische Anwendung des an der Hochschule erworbenen Wissens. Sie vermitteln einen Einblick in das spätere Berufsleben. Die Studierenden sind selbst dafür verantwortlich, einen geeigneten Aus-bildungsbetrieb und ein passendes Projekt zu finden. Nachbereitung der Praxistätigkeit: In einer Blockveranstaltung berichten die Studierenden in einem Vortrag über ihre Praxistätigkeit. Die Studierenden üben dabei, Vorträge über ein gegebenes Thema in einer vorgegebenen Zeit zu halten. In den Diskussi-onsrunden erhalten die Studierenden Rückmeldung zu ihrem Vortrag.

Module

30.01.2008

Studien-/Prüfungsleistungen: Schriftlicher Bericht und mündliches Referat (Dauer 20 min) .

Medienformen: Tafelanschrieb, Beamer

Literatur: Hering, L., Hering, H.: Technische Berichte, Vieweg, 4. Aufl., 2003

3.5.3 Praxisnachbereitung

Modulbezeichnung: Praxisnachbereitung


ggf. Kürzel ST5P03

ggf. Untertitel

ggf. Lehrveranstaltungen: BWL

Studiensemester: 5


Dozent(in): Prof. Thomas Mayer

Sprache: Deutsch




Kreditpunkte: 3 CP


keine


z.B. Vorkenntnisse

Angestrebte Lernergebnisse: Die Studierenden kennen die Grundlagen der betriebswirtschaftlichen Denkweise und besitzen ein „Basiswissen Entrepreneurship“.

Sie haben das Wissen um die rechtlichen Voraussetzungen für freiberufli-che und gewerbliche Tätigkeiten und um Unternehmensformen und damit erste Voraussetzungen für eine mögliche selbstständige Tätigkeit.

Sie besitzen die Fähigkeit, Bilanzen und Gewinn- und Verlustrechnungen zu lesen, was es Ihnen ermöglicht, die wichtigsten betriebswirtschaftlichen Informationen verstehen und interpretieren zu können.

Module

30.01.2008

Die Studierenden haben die Kompetenz, mit Hilfe geeigneter Kennzahlen eine Unternehmensanalyse durchführen zu können und sind damit in der Lage, wichtige Parameter der Unternehmensführung analysierend und steuernd nutzen zu können.

Inhalt: Der Gegenstand der Betriebswirtschaftslehre: das ökonomische Prinzip, Wirtschaftlichkeit, Produktivität und Rendite, Betrieb und Unternehmen, Unternehmen in Deutschland, Wertschöpfung und Produktionsfaktoren, Das Zielsystem der Unternehmung. Management: Management als Institution, Management als Funktion, Managementfähigkeiten.

Die Rechtsform der Unternehmung: Kaufmannseigenschaft, Handelsre-gister, Firma, Selbstständige Tätigkeit, Gewerbebetrieb, Typologie der Rechtsformen: vom Einzelunternehmen bis zur Aktiengesellschaft, Ent-scheidungskriterien für die Wahl der Rechtsform.

Der Jahresabschluss: Grundlagen und Aufbau des Jahresabschlusses, Bilanz, Gewinn- und Verlustrechnung, Anhang, Lagebericht. Internationale Rechnungslegung, Anwendungen vom Ingenieurbüro bis zum Konzern.

Unternehmensanalyse: Bilanzstrukturkennzahlen, Wachstum, Finanzie-rung, Investition, Cash-Flow, Rentabilität, Strategische Orientierung, Re-turn on Investment, Börsenperformance, Kennzahlen der deutschen In-dustrie als Benchmarks.


Medienformen: • Skriptum und Handouts • Folien (Powerpoint) • Tafelanschrieb • Sammlung von gelösten Übungsaufgaben • Musterklausuren mit Lösungen • Dokumente werden im Internet bereitgestellt

Literatur: Mayer, Thomas: Betriebswirtschaftslehre für Ingenieure, Karlsruhe, 2007 (Studienheft)

Thommen, Jean-Paul/Achleitner, Ann-Kristin, Allgemeine Betriebswirt-schaftslehre – umfassende Einführung aus managementorientierter Sicht, Gabler Verlag, 4. Auflage, Wiesbaden 2003

Thommen, Jean-Paul/Achleitner, Ann-Kristin, Allgemeine Betriebswirt-schaftslehre – Arbeitsbuch, Gabler Verlag, 4. Auflage, Wiesbaden 2004

Voss, Rödiger: BWL kompakt – Grundwissen Betriebswirtschaftslehre, Merkur Verlag Rinteln, Reihe „das Kompendium“, Rinteln 2004

Müller, Klaus: Management für Ingenieure, Grundlagen, Techniken, In-strumente, Berlin, Heidelberg, New York, 1995

Module

30.01.2008

3.6 Sechstes Semester

3.6.1 Optoelektronische Sensorik

Modulbezeichnung: Optoelektronische Sensorik


ggf. Kürzel ST6561


ggf. Lehrveranstaltungen: Optoelektronik Optische Messtechnik Labor Optoelektronische Sensorik

Studiensemester: 6


Dozent(in): Prof. Dr. Grünhaupt, Dr. Müller

Sprache: Deutsch


Lehrform/SWS: Vorlesung / 2 SWS Vorlesung / 2 SWS Labor / 2 SWS


Kreditpunkte: 9 CP


keine


Technische Optik, Messtechnik, Grundlagen Physik und Elektronik

Angestrebte Lernergebnisse: Allgemein: Die Studierenden besitzen grundlegende theoretische und praktische Kenntnisse der Optoelektronik und der darauf aufbauenden Messtechnik. Themenschwerpunkte sind optische und optoelektroni-sche Komponenten und deren Anwendungen in der Sensorik. Die Studierenden wissen, bei welcher Messaufgabe welche Messmethode eingesetzt werden kann und können dies begründen. Sie sind in der Lage, eigenständig messtechnische Ansätze zu entwickeln

Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen: Die Lehrveranstal-tung baut auf den Grundkenntnissen der Elektronik und der Optik im Rahmen der Physik auf. Im Bereich der Sensorik spielen optoelektro-nische Verfahren eine gewichtige Rolle und vervollständigen die im

Module

30.01.2008

Rahmen des Studiums vorgestellte physikalische und chemische Sen-sorik.

Fachliche/methodische/fachübergreifende Kompetenzen/ Schlüsselquali-fikationen: Die Studenten kennen die vorgestellten Komponenten und Verfahren, können vergleichende Bewertungen durchführen, kennen die systematischen Grenzen der behandelten Messtechnik und kön-nen die Geräte bis an diese Grenzen einsetzen.

Einbindung in die Berufsvorbereitung: Beherrschung und Verständnis optoelektronischer Systeme stellen eine Kernkompetenz dar für Absolven-ten des Sensorik-Studiums. Labor: Basisfertigkeiten im Aufbau optoelektronischer Versuchsanordnungen. Justierungen zielgerichtet durchführen bei optoelektronischen Anwendun-gen. Ausleuchtungen optimieren, Fremdlichtquellen und Störreflexe auf-finden und beseitigen. Kenntnis der Charakteristika spektroskopischer, faseroptischer und inkrementaler Messsysteme, der Gefahren von LED- und Laserstrahlung und des sicheren Umgangs damit. Präzisionsmes-sungen planen und durchführen. Quantitative Auswertungen vornehmen. Fehlerquellen identifizieren und quantifizieren.

Inhalt: Vorlesung Optoelektronik: • Grundlagen und Anwendung optischer Komponenten und Licht-

wellenleiter • Grundlagen und Anwendung von Halbleiterstrahlungsemittern und

-detektoren • Applikationen optoelektronischer Prinzipien in der Sensorik • Faseroptische und Lasermesssysteme

Vorlesung Optische Messtechnik:

• Fotometrie, Messgrößen, Messmethoden, Eichnormale • Lichtquellen, Entwicklung, Funktionsweise, Wirkungsgrad, Spekt-

rale Eigenschaften • Beleuchtungstechnik, Messgeräte, Leuchtdichteverteilungen,

Raumwirkungsgrade • Entfernungsmessung, Messverfahren, Genauigkeit, Anwen-

dungsgebiete, Geschwindigkeitsmessung • Interferometrie, Interferometertypen, Einsatzgebiete, interferomet-

rische Messgrößen, Randbedingungen • Optische 3D-Messtechnik, verschiedene Methoden und deren

Einsatzgebiete, Messgenauigkeit • Farbmesstechnik, Farbräume, Darstellung, Farbmischung, Ver-

fahren der Farbmessung, Anwendungsfelder, praktische Beispiele

Labor Optoelektronische Sensorik: • Messungen mit einer CCD-Zeilenkamera • Positionieraufgaben mit Hilfe segmentierter Fotodioden • Spektroskopische Extinktionsmessungen • Messungen mit Lichtwellenleitern und optischen Sende- und

Empfangsdioden • Optoelektronische Auswertung von Bar-Codes

Studien-/Prüfungsleistungen: Die Kenntnisse der Studenten werden anhand einer schriftlichen Prüfung (benotet) von 120 min Dauer bewertet? Labor Optoelektronische Sensorik: Die Kenntnisse der Studenten werden anhand von Ergebnisberichten bewertet.

Module

30.01.2008

Medienformen: • Skript • Präsentationen mit Beamer • Tafelanschrieb • PC-Simulationen • Übungen • Demonstration von Versuchen • Laboranleitungen, Versuchsaufbauten

Literatur: • Vorlesungsskript Optoelektronik • Hering E, Martin R (Hrsg.): Photonik. Springer 2006 • Strobel O: Lichtwellenleiter- Übertragungs- und Sensortechnik.

VDE-Verlag 2002 • Litfin G (Hrsg.): Technische Optik in der Praxis. Springer 2001 • Gevatter, Grünhaupt (Hrsg.): Handbuch der Mess- und Automati-

sierungstechnik in der Produktion. Springer 2006 • Vorlesungsskript Optische Messtechnik • Übungsaufgaben vorausgehender Semester • Literatur, allgemein:

R. Baer (Hrsg.), Beleuchtungstechnik Grundlagen; Verlag Technik Berlin

B. Breuckmann, Bildverarbeitung und optische Messtech-nik in der industriellen Praxis; Franzis Verlag

W. Osten; Digitale Verarbeitung und Auswertung von Interferenzbildern, Akademie Verlag

P. K. Rastogi (Editor); Optical Measurement Techniques and Applications; Artec House Inc. Boston London

A. Donges, R. Noll, Lasermesstechnik, Hüthig-Verlag

G. Schröder; Technische Optik, Vogel Fachbuch

Naumann/Schröder; Bauelemente der Optik, Hanser Verlag

H.-J. Hentschel; Licht und Beleuchtung, Theorie und Praxis der Lichttechnik; Hüthig-Verlag Heidelberg

A. Ernst (Heidenhain); Digitale Längen- und Winkelmess-technik; Positionsmesssysteme für den Maschinenbau und die Elektronikindustrie; Verlag Moderne Industrie (Die Biblio-thek der Technik, Bd. 165)

• Bergmann-Schäfer, Band III: Optik; Walter de Gruyter-Verlag, Berlin

• Laboranleitungen

3.6.2 Regelungstechnik und Aktorik

Modulbezeichnung: Regelungstechnik und Aktorik


ggf. Kürzel ST6571

Module

30.01.2008


ggf. Lehrveranstaltungen: Regelungstechnik 2 Aktorik Labor Regelungstechnik

Studiensemester: 6

Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Keller

Dozent(in): Prof. Dr. Keller, N.N.

Sprache: Deutsch


Lehrform/SWS: Vorlesung / 2 SWS Vorlesung / 2 SWS Labor / 2 SWS


Kreditpunkte: 9 CP


keine


Kenntnisse der Vorlesung Regelungstechnik 1, insbesondere • PID-Regler • Laplace-Transformation • Stabilitätskriterien • Einstellregeln für Regelparameter • allg. Kenntnisse der Elektrotechnik und Elektronik • Grundlagen magnetischer Felder • Einstellregeln für Regelparameter

Angestrebte Lernergebnisse: Regelungstechnik 2: Die Studierenden kennen die Grundstruktur digitaler Regelkreise und die mathematischen Methoden für deren Beschreibung. Sie kennen die spezifischen Vor- und Nachteile von digitalen und analo-gen Reglern und sind in der Lage, selbständig eine regelungstechnische Aufgabenstellung (Konzeption, Aufbau und Einstellung eines Regelkrei-ses) zu bearbeiten. Aktorik: Die Studierenden sind in der Lage, geeignete elektromagnetische sowie

alternative Aktuatoren auszuwählen, zu dimensionieren und anzuwen-den.

Die Studierenden - kennen die wichtigsten Arten von rotierenden elektrischen Antrieben,

deren Funktionsprinzip und typische Eigenschaften. - können das Verhalten elektrischer Antriebe mathematisch beschrei-

Module

30.01.2008

ben. - kennen die Rahmenbedingungen (Temperatur, Umwelteinflüsse, etc.)

für den Betrieb elektrischer Antriebe. - kennen die Ansteuerverfahren für drehzahlgeregelte Antriebe und

deren typische schaltungstechnische Realisierungen. - können Angaben der Hersteller elektrischer Antriebe interpretieren. Labor Regelungstechnik: Die Studierenden sind in der Lage • Regelkreise selbständig praktisch aufzubauen, in Betrieb zu nehmen

und bei der Fehlersuche systematisch vorzugehen • moderne Simulationstools und Messgeräte im praktischen Einsatz zu

bedienen • Laborberichte zu verfassen

Inhalt: Regelungstechnik 2: • Gegenüberstellung digitaler und analoger Regelkreis • Diskretisierung von analogen PID-Reglern • Einführung in die Theorie der z-Transformation • Anwendung der z-Transformation beim Entwurf digitaler Filter • Analyse des Zeitverhaltens digitaler Regelkreise • Simulationstechniken mit Matlab / Simulink Aktorik: Grundlagen des magnetischen Feldes. Grundaufbau und Funktionsprinzi-pien von Gleichstrommaschinen, Asynchronmaschinen und Synchronma-schinen inklusive solcher mit Permanentmagneterregung (auch BLDC). Entstehung von ein- und mehrpolpaarigen Drehfeldern. Verschiedene Erregungs- und Schaltungsvarianten von Gleichstrom- und Synchronmo-toren. Grundschaltung der Leistungselektronik (H-, B6-Brücke) zur Ans-teuerung von drehzahlgeregelten Antrieben und die für geeigneten Ans-teuerverfahren. Die genormten Isolierstoffklassen, Temperaturklassen, Schutzklassen, Bauformen und Kühlungsarten. Ersatzschaltbilder und resultierende Drehmoment-Drehzahlkennlinien der Antriebe, sowie deren dynamisches Verhalten. Piezo- und weitere Mikroantriebe. Labor Regelungstechnik: • Einführung in das praktische Arbeiten im Labor, Vorstellung der La-

borversuche, Sicherheitsregeln, Erstellen von Laborberichten • 1. Versuch: Modellierung einer Regelstrecke und Simulation eines

Regelkreises in Matlab / Simulink • 2. Versuch: Aufbau eines analogen Regelkreises für eine PT1-Strecke • 3. Versuch: Der Zweipunktregler im Zusammenspiel mit verschiede-

nen Streckentypen • 4. Versuch: Aufbau einer Füllstandsregelung • 5. Versuch: Aufbau einer Drehzahlregelung • 6. Versuch: Stabilisierung einer instabilen Regelstrecke mit einem

digitalen Regler (XPC)

Studien-/Prüfungsleistungen: Regelungstechnik 2: Die Kenntnisse der Studenten werden anhand einer schriftlichen Prüfung (benotet) von 90 min Dauer bewertet. Aktorik: Die Kenntnisse der Studenten werden anhand einer schriftlichen Prüfung (benotet) von 90 min Dauer bewertet. Labor Regelungstechnik:

Module

30.01.2008

Die Kenntnisse der Studenten werden anhand von Ergebnisberichten bewertet.

Medienformen: • Beamer • Tafelanschrieb • Matlab / Simulink- Simulationsexperimente • Vorlesungsexperimente • Übungsaufgaben / Beispiele

Literatur: • Download: Vorlesungsskript, Übungsaufgaben, Übungsklausur, alte Klausuren

• Gassmann, Hugo: Einführung in die Regelungstechnik, Band 2, Harri Deutsch, Frankfurt am Main, 1989

• Dorf, Richard und Bishop, Robert: Moderne Regelungssysteme, 10., überarb. Aufl., Pearson Studium, München, 2006

• Lutz, Wendt: Taschenbuch der Regelungstechnik, 6., erw. Aufl. Harri Deutsch, Frankfurt am Main, 2005.

• Jens Weidauer: Elektrische Antriebstechnik: Grundlagen, Auslegung, Anwendungen, Lösungen. Siemens 2007

• Schröder, Dierk : Elektrische Antriebe. Grundlagen. Springer 2007 • Fuest, Döring: Elektrische Maschinen und Antriebe. Vieweg 2007 • Download: Laboranleitung • Unbehauen, Heinz: Regelungstechnik Band 3:

Identifikation, Adaption, Optimierung. - 6., verb. Aufl., Vieweg, Braun-schweig, 2000

3.6.3 Informationssysteme

Modulbezeichnung: Informationssysteme


ggf. Kürzel ST6581


ggf. Lehrveranstaltungen: Software Engineering Mikroprozessoren/DSP Bussysteme

Studiensemester: 6


Dozent(in): Prof. Dr. Leize, Prof. Dr. Herwig

Sprache: Deutsch

http://www.amazon.de/exec/obidos/search-handle-url?%5Fencoding=UTF8&search-type=ss&index=blended&field-author=Jens%20Weidauer�

Module

30.01.2008


Lehrform/SWS: Vorlesung / 2 SWS Vorlesung mit integriertem Labor / 2 SWS Vorlesung / 2 SWS


Kreditpunkte: 6 CP


keine


Inhalt der Vorlesungen „Programmieren“ und „Software-Entwicklung“ aus dem Grundstudium. Mikrorechner im Modul „Verarbeitung Digitaler Signale“. Kenntnisse aus den Programmierungsvorlesungen des Studiengangs.

Angestrebte Lernergebnisse: Die Studierenden kennen die Grundzüge moderner System- und Soft-ware-Entwicklung in Ingenieuranwendungen, insbesondere für Echtzeit-systeme oder eingebettete Systeme. Des Weiteren kennen sie die Programmiersprache Java und wissen, für welche Bereiche diese sinnvoll eingesetzt werden kann. Die Studenten kennen die besonderen Anforderungen an Mikrorechner - und Softwarestruktur durch Echtzeit- Signalverarbeitung. Sie können abschätzen, ob ein Problem mit einem bestimmten Prozessor-typ lösbar ist. Die Studierenden lernen die verschiedenen Bussysteme im Überblick kennen. Sie kennen und verstehen die verschiedenen ISO/OSI-Schichten und die Gemeinsamkeiten und Unterschiede der verschiedenen Bussys-teme von der Hardware- bis zur Anwendungsschicht. Die Studierenden können so ein geeignetes Bussystem für ihre Anwendung auswählen. Außerdem kennen sie die Grundzüge der Programmierung dieser Syste-me.

Inhalt: Software Engineering: Inhalt dieser Veranstaltung ist der moderne Entwurf von Softwaresyste-men im Ingenieurbereich. Dabei wird besonders auf die Entwurfsmuster eingegangen. Verschiedene Beispiele werden mit aktuellen Software-Tools bearbeitet. Die Vorgehensweise und Besonderheiten des Software-Entwurfs für ein-gebettete und/oder Echtzeit-Systeme werden besprochen. Des Weiteren enthält die Vorlesung eine Einführung in die Programmier-sprache Java, inklusive graphischen Benutzerschnittstellen. Mikroprozessoren/DSP:

• Vektorrechner • Hyperscalare Strukturen • Hardware Multiplikation • Zirkularspeicher • Motorola 56000 Familie

Analog Devices Blackfin • Laborübungen mit Audiosignalen • Laboranteil 50%

Bussysteme: Es werden aktuelle Bussysteme aus dem Bereich Fahrzeugtechnik, Au-

Module

30.01.2008

tomatisierungstechnik und Kommunikation besprochen. Zur Zeit sind dies: TCP/IP, CAN, RS232, 20 mA, HART, Profibus, Flexray Auch die Programmierung der einzelnen Bussysteme wird angesprochen, besonders intensiv am Beispiel TCP/IP.


Medienformen: • Folien (Projektion mittels Beamer). • Tafelanschrieb. • Übungen und Beispiele im Computer-Labor. • Übungen mit Evaluationboards • Experimente

Literatur: • Vorlesungspräsentationen. • Aktuelle Literaturliste auf den Folien und im Intranet. • Online Informationen in einer verteilten (beruflichen Gegebenhei-

ten angepassten) Lernumgebung. • Präsentationen, Dokumente, Primärdaten (Handbücher), Bei-

spielprogramme • Informationen im Intranet • Literaturliste im Intranet

3.6.4 Wahlpflichtmodul

Modulbezeichnung: Wahlpflichtmodul


ggf. Kürzel ST6591


ggf. Lehrveranstaltungen: Nichttechnisches Wahlfach 1 Nichttechnisches Wahlfach 2 Wahlpflichtfach

Studiensemester: 6


Dozent(in): Alle Dozenten der Hochschule Karlsruhe Bei Auswahl eines Tutoriums alternativ zum Nichttechnischen Wahlfach 2: Bachelor-Studenten höherer Semester. Diese besuchen vorab die Veranstaltung „Tutorien organisieren – Tutoren schulen“ der Geschäftsstelle der Studienkommission für Hochschuldidak-tik an Fachhochschulen in Baden-Württemberg. Das Seminar zeigt Modelle für die Organisation von Tutorien auf und ver-

Module

30.01.2008

mittelt grundlegende Inhalte für eine Tutorenschulung.

Sprache: Deutsch


Lehrform/SWS: Vorlesung / 2 SWS Vorlesung / 2 SWS Vorlesung / 2 SWS


Kreditpunkte: 6 CP


keine


Angestrebte Lernergebnisse: Alternativ zum Nichttechnischen Wahlfach 2: Abhalten eines Tutoriums für Studierende im Grundstudium z. B. in den Fächern Physik, Mathematik, Elektronik, Programmieren … Im Zuge der Neustrukturierung von Studiengängen erlangt die Veranstal-tungsform des Tutoriums an den Fachhochschulen zunehmend Bedeu-tung. Tutorien, d. h. von erfahrenen Studierenden geleitete und moderier-te Lernveranstaltungen, tragen entscheidend dazu bei, dass die in Vorle-sungen vermittelten Fachinhalte übend vertieft und durch Diskussionen mit Kommilitonen besser verstanden werden. Damit diese Veranstaltungen ihren Zweck auch erfüllen, ist eine hoch-schuldidaktische Vorbereitung der Tutorinnen und Tutoren unerlässlich.Tutoren sollen Lernprozesse umfassend verstehen sie und in einer dem jeweiligen Fach und den psychologischen Bedürfnissen der Studierenden angemessenen Weise unterstützen können.

Inhalt: Nichttechnische Wahlfächer werden vom Studierenden gewählt und durch den Vorsitzenden des Prüfungsausschusses genehmigt. Die Modalitäten der Studien- und Prüfungsleistungen der technischen Fremdsprachen und der nichttechnischen Fächer werden durch die veranstaltenden Fakultä-ten, dies ist insbesondere die Fakultät Wirtschaftswissenschaften an der HS Karlsruhe, festgelegt. Die Studierenden haben die Möglichkeit, bei der individuellen Auswahl von Wahlpflichtfächern auf das aktuelle Angebot an Wahlpflichtfächern, die in den Studiengängen Sensorik, Sensorsystemtechnik und Sensor Systems Technology angeboten werden, zurückzugreifen. Ferner können auch in Absprache mit dem Vorsitzenden des Prüfungsausschusses Lehrveranstaltungen aus anderen Studiengängen als Wahlpflichtfach anerkannt werden. Der Lehrstoff dieser Veranstaltungen muss sich vom Pflichtangebot des Studiengangs Sensorik deutlich unterscheiden. Die Modalitäten der Studien- und Prüfungsleistungen ergeben sich aus der maßgebenden Studien- und Prüfungsordnung des veranstaltenden Stu-diengangs.

Studien-/Prüfungsleistungen: Die Kenntnisse der Studenten werden anhand einer Prüfung (benotet) bewertet.

Module

30.01.2008

Medienformen:

Literatur:

Module

30.01.2008

3.7 Siebtes Semester

3.7.1 Computersimulation

Modulbezeichnung: Computersimulation


ggf. Kürzel ST7601


ggf. Lehrveranstaltungen: Rechnergestützter Schaltungsentwurf Computergestützte Messtechnik

Studiensemester: 7


Dozent(in): Dipl.-Ing.(FH) Dörnhöfer, Dipl.-Ing.(FH) Schultz

Sprache: Deutsch


Lehrform/SWS: Jeweils Blockveranstaltung an der Hochschule, Dauer: 1 Woche


Kreditpunkte: 8 CP


Keine


Grundkenntnisse der Elektronik

Angestrebte Lernergebnisse: Rechnergestützter Schaltungsentwurf: Allgemein: Ziel der Blockveranstaltung ist Vermittlung von grundlegenden Kenntnis-

sen, die zum Erstellen eines Layouts benötigt werden. Zusammenhänge / Abgrenzung zu anderen Modulen: Der Inhalt der Vorlesung vermittelt den Übergang von einer theoretisch

vorliegenden elektronischen Schaltung in ein fertigungstechnisch be-herrschbares Layout.

Fachliche / methodische /fachübergreifende Kompetenz / Schlüsselqualifikation: Zum Abschluss der Blockveranstaltung sollen die Studierenden in der

Lage sein, aus einer elektronischen Schaltung nach vorgegebenen Bedürfnissen ein herstellbares Layout zu erstellen.

Module

30.01.2008

Einbindung in die Berufsvorbereitung: Die Kenntnisse zur Erstellung und Fertigung eines elektronischen Layouts

gehören zu den Grundkenntnissen jedes Sensortechnikers bzw. Elekt-roingenieurs.

Computergestützte Messtechnik: Die Studierenden -sind mit der Handhabung der Software durch viele Beispiele gut vertraut. - kennen die wichtigsten Analysearten, die sie mittels vieler Beispiele nachvollzogen und geübt haben. - kennen die erweiterten Möglichkeiten, die durch die Simulation gegeben sind und können diese einsetzen. - können selbständig u. kreativ elektronische Schaltungen entwerfen.

Inhalt: • Grundbegriffe • Erstellen eines Schaltplanes • Editieren von Bauteilen • Erstellen des Layouts (praxisgerechtes platzieren von Bauteilen,

verlegen der Leiterbahnen unter Berücksichtigung von Signalei-genschaften)

• Ausgabe des Layouts in einer geeigneten Form • Einarbeitung und Durchführung von Übungen in Pspice

Studien-/Prüfungsleistungen: Aktive Mitarbeit und selbständiges Lösen von gestellten Aufgaben am Rechner.

Medienformen: • Beamer-Präsentation von Beispielen • Tafelanschrieb • Anschauungsmaterial

Literatur: • Hilfetext der verwendeten Software • Übungshandbuch Pads-Perform • Demoversion von Pspice

3.7.2 Projektarbeit

Modulbezeichnung: Projektarbeit


ggf. Kürzel ST7611


ggf. Lehrveranstaltungen: Projektarbeit

Studiensemester: 7


Dozent(in): alle Professoren der Fakultät

Module

30.01.2008

Sprache: Deutsch


Lehrform/SWS: Semesterbegleitende Projekttätigkeit/ 6 SWS


Kreditpunkte: 7 CP


keine


Kenntnisse der Module der Semester 1-6

Angestrebte Lernergebnisse: Allgemein: Bearbeitung eines vorgegebenen Themas in der Regel von einem Studierenden. Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen: Die Projekttätigkeit erfolgt unter Anleitung eines Professors. Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen / Schlüssel-qualifikationen: Systematische und zielgerichtete Erarbeitung einer vorge-gebenen Aufgabenstellung. Einbindung in die Berufsvorbereitung: Hinführung zur selbständigen Bear-beitung einer vorgegebenen Aufgabenstellung, wie es in der beruflichen Praxis gefordert wird. Einbindung in die Berufsvorbereitung: Hinführung zur selbständigen Bear-beitung einer vorgegebenen Aufgabenstellung, wie es in der beruflichen Praxis gefordert wird.

Inhalt: Thema aus einem Bereich des Studiengangs.

Studien-/Prüfungsleistungen: Schriftliche Ausarbeitung und Vortrag (Dauer 20 min) mit anschließender Diskussion (Dauer 10 min).

Medienformen:

Literatur: Hering L, Hering H (2007) Technische Berichte. Vieweg, 5. Aufl.

3.7.3 Bachelorthesis

Modulbezeichnung: Bachelorthesis


ggf. Kürzel STBT00

ggf. Untertitel

ggf. Lehrveranstaltungen:

Module

30.01.2008

Studiensemester: 7


Dozent(in): Alle Professoren der Fakultät

Sprache: Deutsch (auf Antrag Englisch)

Zuordnung zum Curriculum Sensorik (Bachelor-Studiengang), Pflichtmodul

Lehrform/SWS: Projekttätigkeit von vier Monaten Dauer. Einzelarbeit.

Arbeitsaufwand:

Kreditpunkte: 12 CP


180 CP


Angestrebte Lernergebnisse: Allgemein: Selbständige Bearbeitung eines vorgegebenen Themas in einer gegebenen Zeit. Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen: Im Unterschied zu der Praxistätigkeit im praktischen Studiensemester muss die Bachelor-Thesis eigenverantwortlich und ohne unzulässige fremde Hilfe durchge-führt werden. Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen / Schlüssel-qualifikationen: Einbindung in die Berufsvorbereitung: Nachweis der selbständigen Durch-führung einer Arbeit mit wissenschaftlichen Methoden.

Inhalt: Thema aus dem Bereich der Sensorik. Durchführung vorzugsweise in der Industrie.

Studien-/Prüfungsleistungen: Schriftliche Ausarbeitung und Vortrag (Dauer 20 min) mit anschließender Diskussion (Dauer 10 min).

Medienformen:

Literatur: Hering L, Hering H (2007) Technische Berichte. Vieweg, 5. Aufl.

3.7.4 Abschlusskolloquium

Modulbezeichnung: Abschlusskolloquium


Module

30.01.2008

ggf. Kürzel ST7620

ggf. Untertitel

ggf. Lehrveranstaltungen: Abschlusskolloquium

Studiensemester: 7


Dozent(in): Alle Professoren der Fakultät

Sprache: Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Sensorik (Bachelor-Studiengang), Pflichtmodul

Lehrform/SWS: Selbststudium, Wiederholung der Vorlesungsinhalte des Studiums.

Arbeitsaufwand: Eigenstudium: 90 h

Kreditpunkte: 3 CP


keine


Angestrebte Lernergebnisse: Allgemein: Beherrschung der grundlegenden Prinzipien und wichtigsten Fakten aus

den Lehrinhalten des Studiengangs Sensorik

Inhalt:

Studien-/Prüfungsleistungen: Mündliche Prüfung (Dauer 40 min.)

Medienformen:

Literatur:

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