450-2027/01 – Elektronická měření a přístroje (EMP)

Garantující katedraKatedra kybernetiky a biomedicínského inženýrstvíKredity6
Garant předmětuIng. Radovan Hájovský, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Radovan Hájovský, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník3Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
HAJ74 Ing. Radovan Hájovský, Ph.D.
VEL0069 Ing. Jan Velička
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 2+12

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je seznámení studentů se základní strukturou měřicího řetězce z hlediska jeho vlastností a minimalizace chyb. Jsou zde vysvětleny základní bloky měřicího řetězce se zaměřením na jeho statické a dynamické vlastnosti. Dalším cílem je také seznámení studentů a získání dovedností v používání moderních metod měření s využitím speciálních funkcí měřicích přístrojů např. v oblasti dekódování sériových sběrnic, technické diagnostiky, analýzy frekvenčního spektra apod. Studenti jsou také seznámení s aktuálními trendy v oblasti přenosu a zpracování dat. Jsou zde také prezentovány základní informace o problematice elektromagnetické kompatibility s praktickými příklady ukázek měření. Po absolvování předmětu jsou studenti schopni správně sestavit a použít měřicí řetězec pro měření dané veličiny, jsou schopni používat moderní měřicí techniku a správně zpracovat a vyhodnotit naměřená data.

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Předmět je zaměřen na problematiku elektronických měření s použitím moderních měřicích přístrojů a využití jejich speciálních funkcí. Jsou zde detailně popsány základní bloky měřicího systému s ohledem na jejich statické a dynamické vlastnosti a také s ohledem na minimalizaci chyb měření. Na praktických úlohách jsou zde vysvětleny a demonstrovány metody měření základních veličin od návrhu správných senzorů po zpracování a vyhodnocení dat. Studenti jsou seznámení jak s klasickými měřicími přístroji tak především s moderními funkcemi těchto přístrojů, které umožňují v reálném čase např. dekódování sériových sběrnic, provádět FFT analýzu apod. V rámci přednášek a cvičení jsou studenti také seznámení s oblastí Industry 4.0 a IoT z hlediska realizace měřicího řetězce s ohledem na minimalizaci energetické náročnosti a volby metod bezdrátového přenosu a zpracování dat. Jsou zde uvedeny a demonstrovány základní používané technologie jako jsou LoRa, SigFox, IQRF. Studenti jsou také seznámení se základními pojmy z oblasti elektromagnetické kompatibility a je demonstrováno moderní přístrojové vybavení včetně ukázek metod měření vyzařovaného rušení.

Povinná literatura:

HAASZ, Vladimír a Miloš SEDLÁČEK. Elektrická měření: přístroje a metody. Praha: České vysoké učení technické, 1998. ISBN 80-01-01717-6. CARR, Joseph J. Elements of electronic instrumentation and measurement. 3rd ed. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice Hall, c1996. ISBN 0-13-341686-0. HÁJOVSKÝ, Radovan, POKORNÝ, Miroslav. Elektronická měření a přístroje. Studijní materiály pro studijní obor Měřicí a řídicí technika Fakulty elektrotechniky a informatiky. Operační program Vzdělávání pro konkurenceschopnost: Inovace oboru Měřicí a řídicí technika na FEI, VŠB - TU Ostrava, CZ.1.07/2.2.00/15.0113

Doporučená literatura:

VEDRAL, Josef a Jan FISCHER. Elektronické obvody pro měřící techniku. Vyd. 2. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2004. ISBN 80-01-02966-2. KOVÁČ, Dobroslav, Irena KOVÁČOVÁ a Ján KAŇUCH. EMC z hlediska teorie a aplikace. Praha: BEN - technická literatura, 2006. ISBN 80-7300-202-7. VACULÍK, Emil a Polina VACULÍKOVÁ. Elektronická kompaktibilita elektrotechnických systémů: praktický průvodce techniky omezení elektromagnetického vf rušení : ČSN-ČSN EN-ČSN IEC-ČSN CISPR-ČSN ETS. Praha: Grada, 1998. ISBN 80-7169-568-8.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola studia: Průběžná kontrola je prováděna na základě účasti studenta v laboratorních cvičeních. Podmínky udělení zápočtu: Student může dosáhnout 40 bodů za elaboráty laboratorních cvičení. Minimální počet dosažených bodů pro udělení zápočtu je 10. Pro absolvování předmětu musí student obdržet zápočet a složit závěrečnou zkoušku. Závěrečná zkouška má dvě části: písemnou se ziskem 5-40 bodů a ústní se ziskem 5-20 bodů. K absolvování předmětu musí student absolvovat obě části zkoušky.

E-learning

Další požadavky na studenta

Žádné další požadavky na studenta nejsou kladeny

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Měřicí informační systémy - definice, rozdělení. Vývoj autonmatizovaných systémů pro sběr a zpracování dat. Hybridní měřicí řetězec, chyby bloků a jejich skládání. Měřicí signál, parametry náhodných měřicích signálů, spektrální vlastnosti měřicího signálu. Měřicí zesilovače a filtry v měřicím řetězci Šum měřicího zesilovače, šum v měřící smyčce. Kriteria kvality měřicího signálu, poměr signál/šum Multiplexory a přepínání měřicích kanálů. A/Č konverze měřených dat, vzorkování signálu. Kvantování a kódování signálu v převodnících. A/D a D/A převodníky, rekonstrukce měřicího signálu Chyby obvodů pro konverzi signálu Metodologie měření s osciloskopem Metodologie měření se spektrálním analyzátorem. EMC, význam a metody měření Architektura měřicích informačních systémů. Laboratoře: 1. Měření na signálovém řetězci - šumové poměry a chyby jednotlivých jeho členů. 2. Měření přechodové charakteristiky RC článku. 3. Měření na signálním vedení. Výpočty příkladů. Výpočet rušení v signálním vedení elektromagnetickými a galvanickými vazbami. 4. Měření vlastností operačních zesilovačů. 5. Metodika návrhu filtrů. Měření na pasivním filtru. Měření na aktivním filtru. 6. Měření teploty s odporovým čidlem a termočlánkem. 7. Měření vzdálenosti pomocí ultrazvukových snímačů. 8. Měření charakteristik stabilizátorů. 9. AM, FM modulace, měření a demonstrace jejich parametrů. 10. Měření na spektrálním analyzátoru, spektrum modulovaného signálu. 11. EMC, demonstrační měření rušivých signálů. 12. Metodika měření vibrací, demonstrační měření vibrací na fyzikálním modelu. 13. Metodika přenosu dat, měření přenosu dat pomocí RF modulů. 14. Zápočet Projekty: * Každý student dostane na začátku semestru jeden rozsáhlý projekt, který zpracuje s využitím měřicí a výpočetní techniky. Časová náročnost řešení zadaného projektu je cca 20 hodin. Název projektu: Návrh a realizace systému pro měření zadané veličiny na platformě Arduino. Ověření dynamických vlastností systému. Návrh a realizace vizualizace měření s využitím OPC a SCADA/HMI Reliance.

Podmínky absolvování předmětu

Podmínky absolvování jsou definovány pouze pro konkrétní verzi předmětu a formu studia

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku