450-0520/01 – Design Methodology of Measurements Systems (NMS)
Gurantor department | Department of Cybernetics and Biomedical Engineering | Credits | 4 |
Subject guarantor | doc. Ing. Daniel Kaminský, CSc. | Subject version guarantor | doc. Ing. Daniel Kaminský, CSc. |
Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Optional |
Year | 3 | Semester | winter |
| | Study language | Czech |
Year of introduction | 2001/2002 | Year of cancellation | 2009/2010 |
Intended for the faculties | FEI | Intended for study types | Bachelor |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
The goal of the course is to get students familiar with the methodology of automated measurement systems design.
Students will become familiar with particular phases of automated system design and will also get familiar with the tools used for such activities.
Teaching methods
Lectures
Seminars
Individual consultations
Project work
Summary
Design Methodology of Measurement Systems is focused into the following teaching blocks: D/A and DSP system block diagram amd architecture if its parts, plug-in DAQ cards parameters and methods of their measurements and evaluations according with IEEE standards, Methodology of design of automated measurements and testing systems, project leading and managing, Systems of industrial vision
Compulsory literature:
Johnson,W., G.: LabVIEW - Graphical Programming - Practical Applications in instrumentation
Nachtigal, L., Ch.:Instrumentation and Control - Fundamentals and Applications, John Wiley & Sons Inc., New York, 1990
Lenk, J., D.: Electronic Testing Handbook, Procedures and Technologies, McGraw Hill, New York 1993
Recommended literature:
Studying materials provided during the course
Way of continuous check of knowledge in the course of semester
Podmínky udělení zápočtu:
Aktivní účast na alespoň 75% cvičení.
Úspěšné vypracování zadaného semestrálního programu.
E-learning
Other requirements
Prerequisities
Subject has no prerequisities.
Co-requisities
Subject has no co-requisities.
Subject syllabus:
Přednášky:
Struktura měřícího řetězce. Návrh základní struktury měřícího řetězce automatizovaného měřícího systému, součinnost a předávání výsledků mezi bloky, používaná rozhraní a jejich vlastnosti, koncepty úpravy měřené veličiny, vyhodnocení chyby měření, diskuse parametrů, zabezpečení a ochrana systému
Chyby měření, klasická teorie chyb, příklady výpočtu.
Nejistoty měření, typy nejistot, způsob výpočtu, příklady výpočtu.
Zásuvné měřící karty. Použití zásuvných multifunkčních karet pro realizaci digitalizace měřených veličin, diskuse principů a parametrů těchto karet, propustnost sběrnic, Flex ADC technologie, automatizovaný návrh standardních řešení s využitím zásuvné měřící karty, simulace měřicího systému, vyhodnocení chyby měření.
Statické metody testování multifunkčních převodníkových karet, funkční metrologické parametry - integrální nelinearita, diferenciální nelinearita, číselné metrologické parametry - hystereze, chybějicí kód, celkový šum, náhodný šum, harmonické zkreslení, SINAD, efektivní počet bitů, chyba offsetu, chyba zisku.
Dynamické metody testování multifunkčních převodníkových karet, metoda nejlépe proložené sinusovky, testování histogramem, testování DFT procedurou.
Fáze projektu, jejich vymezení, činnosti prováděneé v jednotlivých fázích, defice požadavků, jejich zdroje, druhy a způsoby dokumentace.
UML a jeho aplikace v popisu navrhovaného systému, use case a jeho rozpracování, příklady použití na vybraných case studies.
Sequence diagram, aktivity diagram, stavovový diagram, převod zdrojů požadavků na požadavky, SW nástroje pro zpracování požadavků.
Evidence komponent navrhovaného systému, "Model based design", architektura systémů - logická a fyzická architektura systémů.
Základní koncept rámce aplikace pro realizaci automatického testování produkce. Struktura řešení základního rámce umožňujícího definovat, editovat testovací posloupnosti, hotová řešení z této oblasti, testovatelnost produkce, metody testování.
Číslicové zpracování obrazu, číslicová reprezentace obrazu, rozlišení, jasové úrovně, černobílý a barevný obraz, reprezentace barvy v počítači, souborové formáty pro ukládání obrazu, jas, kontrast, zesílení, histogram, barevné palety, geometrické korekce obrazu.
Meření jasu, filtrace obrazu, "tresholding", binární morfologie obrazu, detekce hran, hledání vzorů, měření rozměrů, vyhodnocení barvy v obraze, shrnutí používaných metod zpracování obrazu.
LabVIEW RT a LabVIEW FPGA - moderní technologie grafického programování v systémech reálného času a programování hradlových polí. Příklady aplikací.
Případová studie průmyslového testeru. Struktura aplikace, HW řešení, archivace a statistické zpracování měřených dat, napojení na databázi naměřených dat, prostředky řízení SW projektu. Nové trendy a prostředky v návrhu automatizovaných testovacích prostředků.
Počítačové laboratoře:
Grafické vývojové prostředí LabVIEW, metodologie práce při návrhu DAQ systému, NI-MAX, kofigurace zásuvných multifunkčních karet - řešení praktického příkladu.
Řešení příkladů výpočtu chyb měření, dle klasické teorie chyb.
Řešení příkladů výpočtu nejistoty měření.
NI-DAQmx a grafický programovací jazyk. Řešení vybraných algoritmických úloh s multifunčními kartami pro PC.
Simulace chyb mutifunkčních měřicích karet pro PC a jejich vyhodnocení.
CASE study projektu v oblasti automatizovaného testovacího systému, zadání a systémový návrh.
Zadání semestrálního programu.
Řešení a konzultace zadaného semestrálního programu.
NI-VISION assistant a NI-VISION Builder, definice testovací sekvence, generování aplikace pro vývojový systém LabVIEW.
NI-IMAQ knihovna pro LabVIEW - příklady aplikací.
Řešení a konzultace zadaného semestrálního programu.
Exkurze - příklady vývovojových projektů z oblasti automatizovaných testovacích systémů.
Zápočtové cvičení - předložení řešení zadaného semestrálního programu, udělení zápočtů.
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction