Předmět: Měřicí technika I.

« Zpět
Název předmětu Měřicí technika I.
Kód předmětu MTI/MT1
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia nespecifikován
Četnost výuky Každý školní rok
Semestr Letní
Počet ECTS kreditů 4
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Slavík Lubomír, Ing. Ph.D.
Obsah předmětu
Přednášky: 1. Úvod do měření, základní pojmy. Úkoly a definice měření, měřené veličiny, podmínky měření. Metrologické základy měření, měrový systém, jednotky fyzikálních veličin. 2. Chyby měření, chyby aditivní, multiplikativní, kvantovací. Neurčitost výsledku měření, nejistota měření. Způsoby měření, měření přímá a nepřímá. Stanovení nejistoty měření. 3. Metody měření, metody výchylkové, nulové, rezonanční, komparační, substituční, diferenční. Vyvážený a nevyvážený impedanční můstek, podmínky rovnováhy, citlivost můstku. 4. Elektromechanické měřicí přístroje, statické a dynamické vlastnosti. Přístroje magnetoelektrické, magnetoelektrické s usměrňovačem a elektromagnetické, analogové měření elektrického napětí a proudu. Přístroje elektrodynamické, ferodynamické a indukční, měření elektrického výkonu a práce. Poměrové a vibrační přístroje. Význam značení u elektromechanických přístrojů. 5. Prvky a obvody elektronických měřicích přístrojů. Operační zesilovače, vlastnosti. Měřicí zesilovače, invertující a neinvertující zesilovač, impedanční převodník, diferenční a přístrojový zesilovač, integrační a derivační zesilovač. Analogový komparátor. Filtry v měřicích přístrojích. Analogové spínače a přepínače. Vzorkovací obvody. Měřicí převodníky elektrických veličin, A-Č a Č-A převodníky. 6. Číslicové měření základních elektrických veličin, číslicové měření napětí, proudu a odporu. Princip a vlastnosti číslicových multimetrů. Typy rušení a jeho potlačení u číslicových voltmetrů. 7. Měření impedance a admitance. Přímoukazující fázorové, můstkové a rezonanční měřiče impedancí a admitancí. 8. Osciloskopická měření, základní vlastnosti a zapojení analogových osciloskopů a osciloskopů s číslicovou pamětí. 9. Stabilizované zdroje napětí a proudu pro účely měření, význam a základní zapojení. Činitel stabilizace. 10. Generátory měřicích signálů. Zkládní typy oscilátorů. Generátory harmonických signálů, impulsní generátory, generátory s přesně definovaným kmitočtem. Funkční generátory, generátory programovatelných průběhů. Kmitočtové syntezátory. 11. Číslicové měření kmitočtu a časových intervalů. Princip, zapojení a vlastnosti univerzálních čítačů. 12. Spektrální analýza periodických signálů. Princip a vlastnosti spektrálních analyzátorů. Příklady frekvenčních spekter nejčastěji se vyskytujících signálů. Cvičení: 1. Cvičení na téma: Vyjádření relativní a absolutní chyby analogových a číslicových přístrojů. Stanovení nejistot měření. Nepřímá měření. Chyba metody měření. Metodika měření a zpracování naměřených hodnot. Metoda nejmenších čtverců. 2. Laboratoře: Měření na napěťovém děliči. Vyhodnocení změny odporu ve větvi Wheatstonova můstku. Kmitočtová závislost střídavých voltmetrů. Vliv tvaru křivky na údaj měřicího přístroje. Práce s analogovým osciloskopem a s osciloskopem s číslicovou pamětí. Měření elektrického výkonu. Měření na elektronických obvodech měřicích přístrojů. Měření základních vlastností měřicích zesilovačů. Měření vlastností A-Č převodníků. Měření na komparátorech. Měření na stabilizovaných zdrojích napětí a proudu. Vnitřní odpor zdroje a činitel stabilizace, generátory funkcí. Metody identifikace parametrů piezoelektrických rezonátorů. Obvody s oscilátory, čítače. 3. Cvičení prohlubující přednášenou problematiku, opakování.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování), Demonstrace, Projektová výuka, Laboratorní praktika
  • Semestrální práce - 24 hodin za semestr
  • Příprava na zkoušku - 40 hodin za semestr
  • Účast na výuce - 56 hodin za semestr
Výstupy z učení
Předmět je úvodem do problematiky technického měření. Studenti se seznámí se základními měřicími metodami, získají vědomosti o konstrukci elektrických a elektronických měřicích přístrojů a naučí se pomocí těchto přístrojů měřit elektrické veličiny.
Student získá přehled o problematice technických měření. Student je seznámen se základními měřicími metodami, získá vědomosti o konstrukci elektrických a elektronických měřicích přístrojů a naučí se pomocí těchto přístrojů měřit elektrické veličiny.
Předpoklady
Předpokladem jsou dobré znalosti z matematiky, fyziky, mechaniky, elektrotechniky a elektroniky.

Hodnoticí metody a kritéria
Analýza výkonů studenta, Praktická demonstrace získaných dovedností

Aktivní účast na cvičeních, vypracování protokolů o měření ze všech úloh, získání zápočtu.
Doporučená literatura
  • Fajt V. a kol. Elektrická měření..
  • Fajt V. Haasz V. Sedláček M. Elektrická měření..
  • Haasz, V., Sedláček,M.:. Elektrická měření (Přístroje a metody). ČVUT, Praha, 2003.
  • Hejtmanová D. Draxler K. Kašpar P. Šimůnek M. Elektrická měření - laboratorní cvičení..
  • Ripka, P., Ďaďo, S.,Kreidl, M., Novák, J. Senzory a převodníky. ČVUT, Praha, 2005. ISBN 80-01-0123-3.
  • Šindelář V., Tůma Z. Metrologie, její vývoj a současnost..
  • Vedral J. Elektronické obvody měřicích přístrojů..
  • Vedral J. Fischer J. Elektronické obvody pro měřicí techniku..


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr
Fakulta: Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Studijní plán (Verze): Elektronické informační a řídicí systémy (2012) Kategorie: Elektrotechnika, telekomunikační a výpočetní technika 2 Doporučený ročník:2, Doporučený semestr: Letní
Fakulta: Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Studijní plán (Verze): Aplikované vědy v inženýrství (2016) Kategorie: Speciální a interdisciplinární obory 1 Doporučený ročník:1, Doporučený semestr: Letní
Fakulta: Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Studijní plán (Verze): Elektronické informační a řídicí systémy (2012) Kategorie: Elektrotechnika, telekomunikační a výpočetní technika 2 Doporučený ročník:2, Doporučený semestr: Letní