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Eintrag in der Universitätsbibliographie der TU Chemnitz


Tröltzsch, Uwe
Zagar, Bernhard (Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.); Gerlach, Gerald (Prof. Dr.-Ing. habil.)

Entwurf von physikalischen und chemischen Modellen für die Impedanzspektroskopie

Design of physical and chemical models for impedance spectroscopy


Kurzfassung in deutsch

Die Modellierung natürlicher und technischer Systeme spielt eine wichtige Rolle, um deren Verhalten zu simulieren und vorherzusagen. Die Impedanzspektroskopie ist in diesem Zusammenhang eine interessante Methode, da die Impedanz oft einfach messbar ist. Die herausfordernde Aufgabe ist die Interpretation gemessener Daten. Das Verständnis des Zusammenhanges zwischen realen Effekten und gemessener Impedanz anhand eines Impedanzmodells ist eine zentrale Problemstellung. Die Herleitung solcher Modelle wird in dieser Arbeit anhand drei verschiedenartiger Beispiele aus dem Gebiet der Messtechnik untersucht. Wirbelstromsensoren werden allgemein zur Messung von Abstand und Materialeigenschaften eingesetzt. Anhand eines Modells wird untersucht, wie diese Größen simultan bestimmbar sind. Die Messung der Zusammensetzung von Materialgemischen ist vielfach technisch relevant. Am Beispiel von Waschlaugen und Dispersionen mit Carbon Nano Tubes wird gezeigt, wie deren Zusammensetzung die Impedanz beeinflusst und welche Eigenschaften messbar sind. Batterien spielen eine wichtige Rolle zur Speicherung elektrischer Energie. Mit einem fraktionalen Differentialgleichungsmodell erfolgt eine Simulation der Batteriespannung unter wechselnden Einsatzbedingungen. Anhand der Anwendungen wird deutlich, dass es keinen Automatismus zur Modellerstellung und kein Modell für alles geben kann. Um so mehr liefert das vorgeschlagene Vorgehen einen Einstieg in die Modellerstellung.

Kurzfassung in englisch

Modeling natural and technical systems is important in order to simulate and predict their behavior. Impedance spectroscopy is an interesting method in the field of modeling because the impedance often is easily measurable. Nevertheless, interpretation of measured data is the challenging task in this field. The fundamental problem is understanding the relationship between real physical effects, measured impedance and impedance model. Fundamentals and advanced methods for deriving impedance models are investigated for three different problems in the field of measurement and sensor technology in this work. Eddy current sensors are commonly used to measure distance and material properties. Based on a model, it is investigated how these quantities can be determined simultaneously. Measuring the composition of material mixtures has many technical applications. Using the example of dispersions containing laundry detergents and dispersions with carbon nanotubes shows how their composition effects the impedance and measurable quantities. Batteries play an important role for storing electrical energy. Applying a fractional differential equation model allows a simulation of the battery voltage under varying operating conditions. Based on these applications it becomes clear, there can be no fully automated model creation method. A scientific analysis of the underlying problem is always required. The more the proposed approach provides an introduction to modeling.

Universität: Technische Universität Chemnitz
Institut: Professur Mess- und Sensortechnik
Fakultät: Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Dokumentart: Habilitation
Betreuer: Kanoun, Olfa (Prof. Dr.-Ing.)
ISBN/ISSN: 978-3-944640-64-8
URL/URN: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-180945
Quelle: Chemnitz : Universitätsverlag der Technischen Universität Chemnitz, 2015. - 150 S.
SWD-Schlagwörter: Impedanzspektroskopie, Modellierung, Wirbelstromsensor
Freie Schlagwörter (Deutsch): Modellbildung , Batteriemodell , Leitfähigkeitsmessung
Freie Schlagwörter (Englisch): Impedance spectroscopy, modeling, battery model, eddy current sensor, conductivity cell
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften, Elektrizität, Elektronik, Ausbildung, Forschung, verwandte Themen
Tag der mündlichen Prüfung 07.07.2015

 

  • Zwei Frauen halten vor einer Ausstellungstafel eine Urkunde in den Händen.

    Facettenreiche Perspektiven auf die Diversität

    Preisträgerinnen und Preisträger des Fotowettbewerbs „Gelebte Vielfalt sichtbar machen“ stehen fest – 14 Wettbewerbsbeiträge sind bis 30. Juni 2025 in einer Ausstellung in der Universitätsbibliothek zu sehen …

  • Blick auf ein historisches Gebäude, das an eine Straße grenzt.

    Neue Ausgabe von „TUCreport” erschienen

    TU Chemnitz informiert Mitglieder und Angehörige der Universität sowie die breite Öffentlichkleit über Höhepunkte und Schlaglichter aus dem vergangenen Jahr …

  • Mehrere Personen stehen an Tischen, auf denen Informationsmaterialien liegen.

    Diversität in vielen Facetten

    Weltoffenheit, Vielfalt und Toleranz – die TU Chemnitz präsentierte zum dritten Diversity Day am 20. Mai 2025, wie sie sich mit diesen Themen auseinandersetzt …

  • Icon einer Fotokamera vor einem Bild mit bunten Regenschirmen.

    Kreative Blicke auf das Thema Diversität

    Ausstellung zum Fotowettbewerb „Gelebte Vielfalt sichtbar machen“ wird am 27. Mai 2025 um 18:00 Uhr in der Universitätsbibliothek eröffnet …

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