Detail předmětu
Elektronika a měření
FSI-ZEMAk. rok: 2010/2011
Postavení a zásady technického experimentu v práci strojního inženýra. Základy moderních metod měření mechanických veličin. Struktura měřícího a řídícího přístrojového řetězce. Analýza spojitých a diskrétních signálů v časové a frekvenční oblasti. Měření kinematických veličin, sil, momentů, tlaku a hluku. Akustická měření ve strojírenství. Úvod do experimentální modální analýzy. Sledování technického stavu strojů. Životnostní zkoušky složitých strojních celků.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
2
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Přehled o soudobých možnostech experimentálního vyšetřování vybraných mechanických veličin potřebných pro posuzování bezporuchovosti strojů a jejich dílců. Základní praktické znalosti a zkušenosti z této problematiky. Schopnost formulovat reálné požadavky na tyto činnosti u specializovaných pracovišť a kvalifikovaně zhodnotit a interpretovat jejich výsledky.
Prerekvizity
Základní znalosti z matematiky, numerické matematiky, statistiky a pravděpodobnosti, fyziky, mechaniky a elektrotechniky.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.
Způsob a kritéria hodnocení
Podmínky udělení zápočtu: aktivní účast na cvičení,
vypracování zpráv z experimentů
Zkouška: zkouška prověřuje osvojení znalostí získaných na
přednáškách, je orientována především na aplikaci těchto
znalostí na měření a přístrojovou techniku, zkouška
je písemná a ústní
vypracování zpráv z experimentů
Zkouška: zkouška prověřuje osvojení znalostí získaných na
přednáškách, je orientována především na aplikaci těchto
znalostí na měření a přístrojovou techniku, zkouška
je písemná a ústní
Učební cíle
Seznámit studenty se soudobými metodami, přístrojovou a výpočetní technikou pro zjišťování vstupních údajů potřebných pro výpočtové modelování strojů a jejich dílců a verifikací jeho výsledků. Kurs se zaměřuje především na způsoby vyšetřování kinematických veličin, sil, momentů, tlaků a hluku a zpracování získaných výsledků s využitím systémů CAT/CAME.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Účast na cvičení je povinná. Jednorázová neúčast může být nahrazena cvičením s jinou skupinou ve stejném týdnu nebo vypracováním náhradní úlohy. Delší nepřítomnost se nahrazuje zvláštním zadáním podle pokynů cvičícího.
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1) Technický experiment
· proces řešení problému
· technický experiment jako zdroj poznatků
· teorie experimentu, teorie měřících metod
· struktura měřícího řetězce
2) Senzory mechanických veličin
· měřených fyzikálních veličin, rozdělení senzorů
· elektrické vlastnosti snímače, vnitřní odpor
· technické parametry senzorů
· frekvenční charakteristiky
3) Smart senzory, iMEMS
· snímače teploty, bezdotykové pyrometry
· smart senzor, funkční schéma
· iMEMS akcelerometry
· iMEMS elektronické gyroskopy
4) Digitální signály
· rozdělení spojitých a diskrétních signálů
· definice a vlastnosti LTI systému
· vzorkování, vzorkovací věta
· problematika aliasingu
5) Fourierova transformace
· frekvenční obraz signálu
· diskrétní Fourierova transformace, FFT
· demonstrace aliasingu ve frekvenční spektru
· demonstrace významu váhové funkce při DFT
6) Analogově digitální převodník
· funkce DA převodníku
· aproximační AD převodník
· AD převodník s delta modulací
· využití signálového procesoru při převodu
7) Signál v časové rovině
· střední hodnota, rozptyl, efektivní hodnota
· součinitel výkmitu (crest faktor)
· trendová analýza
· digitální filtrace, synchronní detekce
8) Signál ve frekvenční rovině
· Fourierova transformace s převzorkováním
· využití multispektra
· souběhová filtrace, řádová analýza
· cepstrální analýza
9) Zvuk a jeho měření
· volné, blízké, difuzní pole
· měřené veličiny, váhové filtry ISO
· akustický výkon strojů
· intenzita zvuku
10) Analýza hlukové emise
· širokopásmové posuzování hlukové emise
· hluk jako diagnostický signál
· identifikace zdrojů hluku
· mapování akustických polí
11) Počítačem řízené měření
· struktura měřícího řetězce
· zásuvné karty (AD, DA, DIO, Count)
· měřící systém IEEE 488, sběrnice USB
· mikroprocesory, signálový procesor
12) Programové vybavení měřících systémů
· uzavřené programové systémy
· monitorovací databázové systémy
· otevřené programové systémy
· programování úlohy v LabView
13) Základy modální analýzy
· analýza signálu, analýza systému
· mechanický a analytický model
· rozdělení excitační techniky
· metodika zjišťování parametrů vidů kmitání
· proces řešení problému
· technický experiment jako zdroj poznatků
· teorie experimentu, teorie měřících metod
· struktura měřícího řetězce
2) Senzory mechanických veličin
· měřených fyzikálních veličin, rozdělení senzorů
· elektrické vlastnosti snímače, vnitřní odpor
· technické parametry senzorů
· frekvenční charakteristiky
3) Smart senzory, iMEMS
· snímače teploty, bezdotykové pyrometry
· smart senzor, funkční schéma
· iMEMS akcelerometry
· iMEMS elektronické gyroskopy
4) Digitální signály
· rozdělení spojitých a diskrétních signálů
· definice a vlastnosti LTI systému
· vzorkování, vzorkovací věta
· problematika aliasingu
5) Fourierova transformace
· frekvenční obraz signálu
· diskrétní Fourierova transformace, FFT
· demonstrace aliasingu ve frekvenční spektru
· demonstrace významu váhové funkce při DFT
6) Analogově digitální převodník
· funkce DA převodníku
· aproximační AD převodník
· AD převodník s delta modulací
· využití signálového procesoru při převodu
7) Signál v časové rovině
· střední hodnota, rozptyl, efektivní hodnota
· součinitel výkmitu (crest faktor)
· trendová analýza
· digitální filtrace, synchronní detekce
8) Signál ve frekvenční rovině
· Fourierova transformace s převzorkováním
· využití multispektra
· souběhová filtrace, řádová analýza
· cepstrální analýza
9) Zvuk a jeho měření
· volné, blízké, difuzní pole
· měřené veličiny, váhové filtry ISO
· akustický výkon strojů
· intenzita zvuku
10) Analýza hlukové emise
· širokopásmové posuzování hlukové emise
· hluk jako diagnostický signál
· identifikace zdrojů hluku
· mapování akustických polí
11) Počítačem řízené měření
· struktura měřícího řetězce
· zásuvné karty (AD, DA, DIO, Count)
· měřící systém IEEE 488, sběrnice USB
· mikroprocesory, signálový procesor
12) Programové vybavení měřících systémů
· uzavřené programové systémy
· monitorovací databázové systémy
· otevřené programové systémy
· programování úlohy v LabView
13) Základy modální analýzy
· analýza signálu, analýza systému
· mechanický a analytický model
· rozdělení excitační techniky
· metodika zjišťování parametrů vidů kmitání