516-0808/01 – Measurement of Physical Quantities (MFV)

Gurantor departmentInstitute of PhysicsCredits7
Subject guarantorFiktivní UživatelSubject version guarantorFiktivní Uživatel
Study levelundergraduate or graduateRequirementCompulsory
Year3Semesterwinter
Study languageCzech
Year of introduction1990/1991Year of cancellation2005/2006
Intended for the facultiesHGFIntended for study typesMaster
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Credit and Examination 3+4

Subject aims expressed by acquired skills and competences

Bude doplněno

Teaching methods

Summary

The course provides an overview of methods and techniques of measurement of physical quantities. It includes the preparation and measurement of mechanical and electrical quantities. Students will deepen their knowledge of processing measured values by uncertainties, including graphical processing.

Compulsory literature:

Dokuments CSN ISO and EAL.

Recommended literature:

Way of continuous check of knowledge in the course of semester

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerequisities

Subject has no prerequisities.

Co-requisities

Subject has no co-requisities.

Subject syllabus:

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.

Conditions for subject completion

Full-time form (validity from: 1960/1961 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 33 (33) 0
                Laboratory work Laboratory work 25  0
                Project Project 8  0
        Examination Examination 67 (67) 0
                Written examination Written examination 37  0
                Oral Oral examination 30  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.FormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2004/2005 (M2102) Mineral Raw Materials (3911T001) Applied Physics of Materials P Czech Ostrava 3 Compulsory study plan
2003/2004 (M2102) Mineral Raw Materials (3911T001) Applied Physics of Materials P Czech Ostrava 3 Compulsory study plan
2002/2003 (M2102) Mineral Raw Materials (3911T001) Applied Physics of Materials P Czech Ostrava 3 Compulsory study plan
2001/2002 (M2102) Mineral Raw Materials (3911T001) Applied Physics of Materials P Czech Ostrava 3 Compulsory study plan
2000/2001 (M2102) Mineral Raw Materials (3911T001) Applied Physics of Materials P Czech Ostrava 3 Compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner