450-2027/02 – Elektronická měření a přístroje (EMP)
| Garantující katedra | Katedra kybernetiky a biomedicínského inženýrství | Kredity | 6 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Radovan Hájovský, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Radovan Hájovský, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný |
| Ročník | 3 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
| Rok zavedení | 2015/2016 | Rok zrušení | 2020/2021 |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | bakalářské |
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:
Doporučená literatura:
Další studijní materiály
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.