450-0320/01 – Design Methodology of Measurements Systems (MNIMS)

Gurantor departmentDepartment of Cybernetics and Biomedical EngineeringCredits4
Subject guarantordoc. Ing. Daniel Kaminský, CSc.Subject version guarantordoc. Ing. Daniel Kaminský, CSc.
Study levelpostgraduateRequirementChoice-compulsory
Year2Semesterwinter
Study languageCzech
Year of introduction2003/2004Year of cancellation2009/2010
Intended for the facultiesFEIIntended for study typesFollow-up Master
Instruction secured by
LoginNameTuitorTeacher giving lectures
KAM25 doc. Ing. Daniel Kaminský, CSc.
SIM25 Ing. Jan Šíma
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Credit and Examination 2+2
Combined Credit and Examination 0+12

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 to students during the courses.

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

Další požadavky na studenta

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

Full-time form (validity from: 1960/1961 Summer semester, validity until: 2012/2013 Summer semester)
Task nameType of taskMax. number of points
(act. for subtasks)
Min. number of points
Exercises evaluation and Examination Credit and Examination 100 (100) 51
        Exercises evaluation Credit 40 (40) 0
                Project Project 40  0
        Examination Examination 60 (60) 0
                Written examination Written examination 60  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.FormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2009/2010 (N2649) Electrical Engineering (2601T004) Measurement and Control Engineering P Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2009/2010 (N2649) Electrical Engineering (2612T015) Electronics P Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2009/2010 (N2649) Electrical Engineering (2601T004) Measurement and Control Engineering K Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2009/2010 (N2649) Electrical Engineering (2612T015) Electronics K Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2008/2009 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T018) Electronics and Communication Technology P Czech Ostrava Optional study plan
2008/2009 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2642T004) Electrical Machines Apparatus and Drives P Czech Ostrava Optional study plan
2008/2009 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (3907T001) Electrical Power Engineering P Czech Ostrava Optional study plan
2008/2009 (N2646) Information Technology (2612T025) Computer Science and Technology P Czech Ostrava Optional study plan
2008/2009 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T018) Electronics and Communication Technology K Czech Ostrava Optional study plan
2008/2009 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2642T004) Electrical Machines Apparatus and Drives K Czech Ostrava Optional study plan
2008/2009 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (3907T001) Electrical Power Engineering K Czech Ostrava Optional study plan
2008/2009 (N2646) Information Technology (2612T025) Computer Science and Technology K Czech Ostrava Optional study plan
2008/2009 (N2649) Electrical Engineering (2601T004) Measurement and Control Engineering P Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2008/2009 (N2649) Electrical Engineering (2601T004) Measurement and Control Engineering K Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2008/2009 (N2649) Electrical Engineering (2612T015) Electronics P Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2008/2009 (N2649) Electrical Engineering (2612T015) Electronics K Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems P Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems K Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T018) Electronics and Communication Technology P Czech Ostrava Optional study plan
2007/2008 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems P Czech Ostrava Optional study plan
2007/2008 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2642T004) Electrical Machines Apparatus and Drives P Czech Ostrava Optional study plan
2007/2008 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (3907T001) Electrical Power Engineering P Czech Ostrava Optional study plan
2007/2008 (N2646) Information Technology (2612T025) Computer Science and Technology P Czech Ostrava Optional study plan
2007/2008 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T018) Electronics and Communication Technology K Czech Ostrava Optional study plan
2007/2008 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems K Czech Ostrava Optional study plan
2007/2008 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2642T004) Electrical Machines Apparatus and Drives K Czech Ostrava Optional study plan
2007/2008 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (3907T001) Electrical Power Engineering K Czech Ostrava Optional study plan
2007/2008 (N2646) Information Technology (2612T025) Computer Science and Technology K Czech Ostrava Optional study plan
2007/2008 (N2649) Electrical Engineering (2601T004) Measurement and Control Engineering P Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (N2649) Electrical Engineering (2601T004) Measurement and Control Engineering K Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (N2649) Electrical Engineering (2612T015) Electronics P Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (N2649) Electrical Engineering (2612T015) Electronics K Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems P Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems K Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T018) Electronics and Communication Technology P Czech Ostrava Optional study plan
2006/2007 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems P Czech Ostrava Optional study plan
2006/2007 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2642T004) Electrical Machines Apparatus and Drives P Czech Ostrava Optional study plan
2006/2007 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (3907T001) Electrical Power Engineering P Czech Ostrava Optional study plan
2006/2007 (N2646) Information Technology (2612T025) Computer Science and Technology P Czech Ostrava Optional study plan
2006/2007 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T018) Electronics and Communication Technology K Czech Ostrava Optional study plan
2006/2007 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems K Czech Ostrava Optional study plan
2006/2007 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2642T004) Electrical Machines Apparatus and Drives K Czech Ostrava Optional study plan
2006/2007 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (3907T001) Electrical Power Engineering K Czech Ostrava Optional study plan
2006/2007 (N2646) Information Technology (2612T025) Computer Science and Technology K Czech Ostrava Optional study plan
2006/2007 (N2649) Electrical Engineering (2601T004) Measurement and Control Engineering P Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (N2649) Electrical Engineering (2601T004) Measurement and Control Engineering K Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (N2649) Electrical Engineering (2612T015) Electronics P Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (N2649) Electrical Engineering (2612T015) Electronics K Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2005/2006 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems P Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan
2005/2006 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems K Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan
2005/2006 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T018) Electronics and Communication Technology P Czech Ostrava Optional study plan
2005/2006 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems P Czech Ostrava Optional study plan
2005/2006 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2642T004) Electrical Machines Apparatus and Drives P Czech Ostrava Optional study plan
2005/2006 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (3907T001) Electrical Power Engineering P Czech Ostrava Optional study plan
2005/2006 (N2646) Information Technology (1103T021) Computational Mathematics P Czech Ostrava Optional study plan
2005/2006 (N2646) Information Technology (2612T025) Computer Science and Technology P Czech Ostrava Optional study plan
2005/2006 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T018) Electronics and Communication Technology K Czech Ostrava Optional study plan
2005/2006 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems K Czech Ostrava Optional study plan
2005/2006 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2642T004) Electrical Machines Apparatus and Drives K Czech Ostrava Optional study plan
2005/2006 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (3907T001) Electrical Power Engineering K Czech Ostrava Optional study plan
2005/2006 (N2646) Information Technology (1103T021) Computational Mathematics K Czech Ostrava Optional study plan
2005/2006 (N2646) Information Technology (2612T025) Computer Science and Technology K Czech Ostrava Optional study plan
2004/2005 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems P Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan
2004/2005 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems K Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan
2004/2005 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T018) Electronics and Communication Technology P Czech Ostrava Optional study plan
2004/2005 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems P Czech Ostrava Optional study plan
2004/2005 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2642T004) Electrical Machines Apparatus and Drives P Czech Ostrava Optional study plan
2004/2005 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (3907T001) Electrical Power Engineering P Czech Ostrava Optional study plan
2004/2005 (N2646) Information Technology (1103T021) Computational Mathematics P Czech Ostrava Optional study plan
2004/2005 (N2646) Information Technology (2612T025) Computer Science and Technology P Czech Ostrava Optional study plan
2004/2005 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T018) Electronics and Communication Technology K Czech Ostrava Optional study plan
2004/2005 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems K Czech Ostrava Optional study plan
2004/2005 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2642T004) Electrical Machines Apparatus and Drives K Czech Ostrava Optional study plan
2004/2005 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (3907T001) Electrical Power Engineering K Czech Ostrava Optional study plan
2004/2005 (N2646) Information Technology (1103T021) Computational Mathematics K Czech Ostrava Optional study plan
2004/2005 (N2646) Information Technology (2612T025) Computer Science and Technology K Czech Ostrava Optional study plan
2003/2004 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems P Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan
2003/2004 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems K Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner