Detail předmětu

Měření a experiment

FSI-ZEMAk. rok: 2016/2017

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

Garant předmětu

doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav konstruování (ÚK)

Výsledky učení předmětu

Přehled o soudobých možnostech experimentálního vyšetřování vybraných mechanických veličin potřebných pro posuzování provozních stavů strojů a jejich dílců. Základní praktické znalosti a zkušenosti z problematiky měření neelektrických fyzikálních veličin. Poznání moderní měřicí techniky a metod analýzy experimentálně získaných dat.

Prerekvizity

Předpokládají se základní znalosti z oblasti matematiky, numerické matematiky, statistiky a pravděpodobnosti, fyziky, mechaniky a elektrotechniky.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky udělení zápočtu: aktivní účast na laboratorních cvičeních, vypracování zpráv z experimentů.
Zkouška: předmět je zakončen testem v 5. týdnu. Test prověřuje osvojení znalostí získaných na přednáškách, je orientován především na aplikaci těchto znalostí na měření a přístrojovou techniku.

Učební cíle

Cílem kurzu je seznámit studenty se soudobými metodami, přístrojovou a výpočetní technikou pro měření základních fyzikálních veličin. Tyto veličiny jsou vstupními údaji potřebnými 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 zpracováním získaných výsledků s využitím metod CAT/CAME (computer aided testing/computer assisted measurement and evaluation).

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Účast na přednáškách je doporučená, účast na laboratorních cvičeních je povinná a kontrolovaná vyučujícím. Jednorázová neúčast může být nahrazena cvičením s jinou skupinou ve stejném týdnu nebo vypracováním náhradní úlohy. V případě dlouhodobé nepřítomnosti je náhrada zameškané výuky v kompetenci vedoucího cvičení – vypracování zvláštního zadání.

Doporučená literatura

BERNARD, Jaroslav, 1999. Technický experiment. Praha: Vydavatelství ČVUT. ISBN 80-010-1901-2. (CS)
TŮMA, Jiří, 1997. Zpracování signálů získaných z mechanických systémů užitím FFT. Praha: Sdělovací technika. ISBN 80-901-9361-7. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2I-P magisterský navazující

    obor M-KSI , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

16 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc.

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.
• Technické parametry senzorů.
• Snímače teploty, bezdotykové pyrometry.
• Mikromechanické iMEMS akcelerometry a gyroskopy.
3. Digitální signály.
• Rozdělení spojitých a diskrétních signálů.
• Vzorkování, vzorkovací věta, problematika aliasingu.
• Diskrétní Fourierova transformace, FFT.
• Aliasing ve frekvenčním spektru.
4. Signál v časové rovině.
• Střední hodnota, rozptyl, efektivní hodnota .
• Součinitel výkmitu (crest faktor).
• Trendová analýza.
• Digitální filtrace, synchronní detekce.
5. Signál ve frekvenční rovině.
• Fourierova transformace s převzorkováním.
• Využití multispektra .
• Souběhová filtrace, řádová analýza.
• Cepstrální analýza.
6. Zvuk a jeho měření.
• Volné, blízké, difuzní pole.
• Měřené veličiny, váhové filtry ISO.
• Identifikace zdrojů hluku.
• Mapování akustických polí.
7. Počítačem řízené měření.
• Struktura měřícího řetězce.
• Zásuvné karty (AD, DA, DIO, Count)
• Global Positioning System.
• Způsob určení polohy, chyba měření času přijímače.
8. Základy modální analýzy.
• Analýza signálu, analýza systému.
• Mechanický a analytický model.
• Rozdělení excitační techniky.
• Metodika zjišťování parametrů vidů kmitání.