450-2018/01 – Elektrická měření (EM)
| Garantující katedra | Katedra kybernetiky a biomedicínského inženýrství | Kredity | 6 |
| Garant předmětu | Ing. Richard Velička, Ph.D. | Garant verze předmětu | Ing. Richard Velička, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2010/2011 | Rok zrušení | 2021/2022 |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Studenti se naučí používat elektrické měřicí přístroje, měřit základní elektrické veličiny a pasivní prvky.
Nedílnou součástí kompetencí studenta je také znalost vyčíslení odchylky a nejistoty výsledku měření.
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Experimentální práce v laboratoři
Projekt
Výuka odborníka z praxe (přednáška nebo cvičení)
Anotace
Studenti se naučí používat všechny typy měřicích přístrojů od analogových přes číslicové až po virtuální, které si zkusí i vytvářet. Různými metodami budou umět měřit základní elektrické veličiny a pasivní prvky.
Nedílnou součástí každého měření je také znalost vyčíslení odchylky (chyby), nejistoty výsledku měření.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Průběžná kontrola studia:
Průběžné odevzdávání protokolů a psaní testů.
Podmínky udělení zápočtu:
Absolvování testů a samostatného měření. Spolu s odevzdáním protokolů je nutno získat alespoň 25 bodů.
Podmínky udělení zkoušky:
Zkouška obsahuje test o 20 otázkách za celkem 55 bodů.
Distanční (on-line) forma studia:
Při distanční formě studia jsou protokoly a testy nahrazeny zpracováním Teoretických úloh hodnocených 2 body, samostatné měření je nahrazeno testem 25 otáze po 1 bodu. Zkooškový test je zachován a obsahuje 20 otázek za celkem 55 bodů.
E-learning
Studijní materiály, včetně zadání úloh a pokynů pro vypracování jsou k dispozici v LMS.
Další požadavky na studenta
Žádné další požadavky na studenta nejsou kladeny.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
1.Přesnost měření.
-Chyba měření, chyby přístrojů analogových a číslicových přístrojů, chyby přímých a nepřímých měření, nahodilé chyby, celková chyba měření.
-Neharmonické průběhy elektrických veličin.
-Vyjádření periodických průběhů Fourierovou řadou; činitelé tvaru, výkyvu, harmonického zkreslení; nároky na měřicí přístroje a další prvky měřicích obvodů a hodnocení vhodnosti pro měření neharmonických průběhů.
2.Měřicí převodníky.
-MTI, MTU; měřicí zesilovače; převodníky pro měření střední, efektivní, maximální hodnoty; převodníky pro měření součinu; převodníky pro měření součtu a rozdílu; převodník pro měření časového integrálu elektrických veličin.
3.Analogové měřicí přístroje (AMP).
-Statické a dynamické vlastnosti, vznik pohybového momentu; magnetoelektrický, elektromagnetický, elektrodynamický
- měřená veličina, dosažitelná přesnost, spotřeba, frekvenční rozsah.
4.Číslicové měřicí přístroje (ČMP).
-Kvantizační chyby, základní obvody ČMP - spínací, porovnávací, klopné obvody, integrátory, zdroje přesného napětí a kmitočtu; analogově číslicové převodníky - metody kompenzační, komparační, metoda dvojí integrace; číslicové voltmetry; rušivé vlivy a jejich potlačení (SMRR, CMRR).
5.Analogové osciloskopy.
-Základní schéma analogového osciloskopu, ovládání spouštění časové základny, dvoukanálový osciloskop, připojení měřeného signálu k osciloskopu.
6.Číslicové osciloskopy.
-Základní schéma číslicového osciloskopu, rozdíly mezi AO a ČO, vzorkování, kvantování; připojení osciloskopu k měřenému obvodu.
7.Zapisovače.
-Servomechanické zapisovače, souřadnicové zapisovače.
8.Kmitočtové analyzátory.
9.Virtuální měřicí přístroje.
-Řízení měřicích přístrojů a sběr naměřených dat v automatizovaných měřicích soustavách - číslicová rozhraní GPIB, RS 232, USB, Ethernet, VXI/ PXI měřicí systémy, virtuální měřicí přístroje na bázi zásuvných karet; softwarové prostředky pro oblast sběru, zpracování a analýzy naměřených dat; vývojové prostředí LabVIEW.
10.Metody měření aktivních elektrických veličin.
-Měření napětí a proudu výchylkovou metodou, stejnosměrné a střídavé kompenzátory, měření stejnosměrného, jednofázového a třífázového výkonu činného, jalového, zdánlivého, měření časových intervalů, kmitočtu a fáze.
11. Metody měření pasivních elektrických veličin.
-Etalony odporu, měření odporů výchylkovými metodami, ohmmetry analogové, číslicové, etalony kapacity, měření kondenzátorů výchylkovou metodou, měřiče kapacity analogové, číslicové, etalony indukčnosti vlastní a vzájemné, měření indukčnosti vlastní a vzájemné výchylkovými metodami, měření odporů nulovými metodami - Wheatstone můstek vyvážený, Thomsonův můstek, měření impedancí výchylkovými metodami, měřiče impedance analogové, číslicové, měření impedance nulovými metodami - střídavé můstky Wheatstone typu, transformátorového typu.
12.Magnetická měření.
-Měření B a H stejnosměrného magnetického pole ve vzduchu - integrační měření, měření sondami, měření střídavého magnetického pole ve vzduchu, měření stejnosměrných charakteristik feromagnetik, měření magnetizačních charakteristik na uzavřených a otevřených vzorcích, měření střídavých charakteristik feromagnetických materiálů - zobrazení dynamické hysterezní smyčky osciloskopem, měření amplitudových charakteristik, ztráty ve feromagnetiku při střídavém magnetování.
13.Rušivé vlivy a jejich omezení.
-Termoelektrická napětí, přechodové odpory, magnetická pole, elektrická pole, stínění, zemnění, EMC.
Laboratoře:
-Úvodní teoretická příprava, bezpečnost v laboratoři.
-Měření napětí a proudu.
-Měření pasivních veličin.
-Vliv kmitočtu a tvaru elektrického signálu na údaj měřicího přístroje.
-Analogový osciloskop.
-Měření jednofázového výkonu.
-Měření výkonů nesouměrné třífázové zátěže.
-Měření frekvence a fázového posuvu.
-Měření charakteristik feromagnetických materiálů.
-Virtuální měřicí přístroje, LabView.
-Řízení měřicích přístrojů přes sběrnici GPIB.
-Samostatné měření.
Projekty:
10 protokolů z měření dle laboratorních cvičení.
Testy:
10 testovacích otázek - v každém cvičení 1.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky