516-0808/01 – Měření fyzikálních veličin (MFV)
| Garantující katedra | Institut fyziky | Kredity | 7 |
| Garant předmětu | Fiktivní Uživatel | Garant verze předmětu | Fiktivní Uživatel |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 3 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 1990/1991 | Rok zrušení | 2005/2006 |
| Určeno pro fakulty | HGF | Určeno pro typy studia | magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Bude doplněno
Vyučovací metody
Anotace
VERZE 01:
Předmět se zabývá teorií měření fyzikálních veličin. Obecně je diskutována
problematika experimentální práce – logické schéma experimentální práce, dále
základy metrologie (zákonné normy, základní metrologické pojmy). Shrnuje
základy teorie pravděpodobnosti a matematické statistiky potřebné pro teorii
vyhodnocování měření fyzikálních veličin. Stěžejními pojmy, které jsou v
teorii
měření fyzikálních veličin rozvíjeny, jsou pojmy chyby měření a nejistoty
měření.
Součástí předmětu je praktikum, ve kterém je teorie měření a zpracování
výsledků měření prakticky používána při měření mechanických a tepelných
veličin
(v zimním semestru výuky předmětu) a při měření elektrických veličin (v letním
semestru, kdy předmět pokračuje v rozsahu 0+2). Získané poznatky jsou pak
rozvíjeny v dalších Praktikách ve 4. a 5. ročníku studia.
VERZE 02:
Praktikum, ve kterém je teorie měření a zpracování výsledků měření prakticky
používána při měření elektrických veličin. Získané poznatky jsou pak rozvíjeny
v dalších praktikách ve 4. a 5. ročníku studia.
Povinná literatura:
VERZE 01:
Kopečný, J., Mádr, V., Pištora, J., Fojtek, A., Foukal, J.: Fyzikální měření.
VŠB-TUO, Ostrava 1999
Mlčoch, J.: Úvod do fyzikálního měření. UP Olomouc, Olomouc 1997
Brož, J.: Základy fyzikálních měření I. SPN, Praha 1967
Fajt, V.: Elektrická měření. SNTL, Praha 1987
TPM 0051-93 Stanovenie neistot při meraniach, 1. diel. SMÚ, Bratislava 1993
Normy ČSN ISO a dokumenty EAL.
VERZE 02:
Kopečný, J., Mádr, V., Pištora, J., Fojtek, A., Foukal, J.: Fyzikální měření.
VŠB-TUO, Ostrava 1999
Brož, J.: Základy fyzikálních měření I. SPN, Praha 1967
Fajt, V.: Elektrická měření. SNTL, Praha 1987
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
E-learning
Další požadavky na studenta
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Logické schéma experimentální práce
Význam experimentu ve vědě a technice, měření a experiment. Fáze experimentální
práce – projekt experimentu, realizace experimentu, vyhodnocení experimentu.
Podmínky měření. Záznam (protokol) z měření.
2. Základní metrologické pojmy
Pojem metrologie, rozdělení metrologie, organizace metrologie v ČR. Měřicí
prostředky – měřidla, měřicí zařízení. Měření – princip měření, měřicí metoda,
měřicí postup. Měřená a ovlivňující veličina. Měřicí metody. Hodnota veličiny –
pravá a konvenčně pravá. Výsledek měření, hodnocení výsledku měření.
3. Matematická statistika ve zpracování výsledků měření
Náhodný jev, pravděpodobnost náhodného jevu, podmíněná pravděpodobnost. Náhodná
veličina, rozdělení pravděpodobnosti náhodné veličiny – distribuční funkce,
pravděpodobnostní funkce a hustota pravděpodobnosti. Číselné charakteristiky
náhodné veličiny – střední hodnota, rozptyl, směrodatná odchylka, momenty,
kvantily, kritické hodnoty. Některá rozdělení pravděpodobnosti diskrétních
náhodných veličin – alternativní rozdělení, binomické rozdělení, Poissonovo
rozdělení, diskrétní rovnoměrné rozdělení. Některá rozdělení spojitých
náhodných veličin – rovnoměrné rozdělení, trojúhelníkové rozdělení,
exponenciální rozdělení, normální (Gaussovo) rozdělení, normované normální
rozdělení, Weibullovo rozdělení.
Náhodný výběr a jeho charakteristiky. Náhodný výběr z normálního rozdělení.
Výběrové rozdělení pravděpodobnosti – rozdělení t (Studentovo). Odhad
číselných charakteristik základního souboru – bodové odhady, intervalové
odhady, interval spolehlivosti.
Podmínky pro vznik statisticky zpracovatelného souboru naměřených hodnot
fyzikální veličiny.
4. Chyba měření a nejistota měření
Definice chyby měření, důsledky definice. Definice nejistoty měření, důsledky
definice. Klasifikace chyb a nejistot měření. Hrubé chyby. Soustavná chyba
měření, korekce. Soustavná nejistota měření (nejistota typu B). Náhodná chyba
a náhodná nejistota měření (nejistota typu A). Současný výskyt soustavných
a náhodných nejistot měření – kombinovaná nejistota. Standardní nejistota
a rozšířená nejistota.
5. Postupy při určování nejistot
Postup určení standardní nejistoty typu A při přímém měření jedné veličiny.
Možnosti určení standardní nejistoty typu B při přímém měření jedné veličiny.
Výpočet střední hodnoty veličiny získané nepřímým měřením. Určování
standardních nejistot veličiny, která se počítá z hodnoty přímo měřených
veličin a konstant. Zákon šíření nejistot (Gaussův). Výpočet s použitím
relativních nejistot. Využití Gaussova zákona šíření nejistot k optimalizaci
měření.
Určování rozšířených nejistot měření.
Udávání nejistot – obsah a rozsah údajů o nejistotách měření, obecné zásady pro
udávání nejistot, informace doprovázející údaje o nejistotách.
6. Některé fyzikálně-matematické měřicí metody
Měření funkční závislosti – metoda nejmenších čtverců, reziduální součet
čtverců, odhad rozptylu jednotlivých měření, výpočet lineární aproximační
funkce.
Měření pravidelně se opakujících hodnot veličin – měření několikanásobku měřené
veličiny, postupná metoda, omezovací metoda.
7. Grafické metody pro zpracování měření
Základní problémy, vlastnosti grafického zobrazení, hlavní zásady konstrukce
grafů.
8. Některé pojmy vztahující se k měřicím prostředkům
Přesnost měření a citlivost měřidel. Rozsah stupnice, měřicí rozsah, měřicí
rozpětí, největší hodnota měřicího rozsahu. Nulová poloha, mechanická nula.
Pracovní podmínky pro provoz měřicích přístrojů, ovlivňující veličiny, vztažné
podmínky. Třídy přesnosti, třídy přesnosti u měřidel elektrických veličin.
Výpočet nejistoty z třídy přesnosti u analogových měřidel elektrických
veličin. Určování nejistot u digitálních měřidel – různé algoritmy výpočtu
absolutní nejistoty. Předběžná rozvaha o nejistotě měřidla počítané z třídy
přesnosti. Zatížitelnost elektrických přístrojů, elektrická pevnost.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.