Entwicklung und Programmierung einer Mess- und Kalibrierprozedur für pneumatische 3-Loch Strömungsvektorsonden

Abstract

In der vorliegenden Bachelorarbeit wird die Entwicklung und Programmierung einer Mess- und Kalibrierprozedur für pneumatische 3-Loch Strömungsvektorsonden vorgestellt. Ziel der Arbeit ist es, den Kalibrierprozess dieser Sonden mithilfe eines eigens entwickelten Programms in LabVIEW zu automatisieren. Hierfür wird ein spezieller Kalibrieraufbau verwendet, der in Verbindung mit der entwickelten Software die Erfassung und Auswertung von Messdaten ermöglicht. Zum Kalibrieren wird die Sonde in einen turbulenzarmen Freistrahl mit bekannter und konstanter Geschwindigkeit gebracht. Bei verschiedenen Winkeleinstellungen werden die Drucke in den Bohrungen gemessen und anschließend in dimensionslose Kalibrierkoeffizienten umgerechnet. Zu Beginn der Arbeit wird die notwendige theoretische Grundlage vermittelt, darunter die Funktionsweise pneumatischer Druckmesssonden und die Bedeutung der Kalibrierung. Anschließend wird der Kalibrieraufbau detailliert beschrieben, gefolgt von einer ausfuhrlichen Erklärung des Softwareentwicklungsprozesses. Dabei werden sowohl die Softwareplanung als auch die Umsetzung der Programmarchitektur erläutert. Ein wesentlicher Bestandteil der Arbeit ist der Vergleich zweier Regressionsmodelle, die zur Erstellung der Kalibrierkurven aus den Messdaten verwendet werden: lineare und nichtlineare Regression. Es zeigt sich, dass die Kalibrierkurven, die mithilfe der nichtlinearen Regression erstellt werden, in allen Szenarien eine bessere Anpassung an die Kalibrierdaten ermöglichen. Dieser Vergleich wird durch die Analyse der Modellleistung untermauert. Abschließend wird die Anwendung des Programms in einem realen Messszenario beschrieben, bei dem das Programm erfolgreich zur Kalibrierung von Sonden eingesetzt wird. Die Ergebnisse zeigen, dass die entwickelte Software eine zuverlässige und effiziente Lösung zur Automatisierung des Kalibrierprozesses darstellt und in der Praxis anwendbar ist.