Detail předmětu

Měření v elektrotechnice

FEKT-BMVAAk. rok: 2018/2019

Předmět je zaměřen na problematiku měření elektrických, magnetických a neelektrických veličin. V první části semestru jsou studenti seznámeni se základy metrologie, tak aby byli schopni zhodnotit přesnost měřicí metody a měřicích přístrojů analogových i číslicových. V dalších částech jsou vysvětleny principy, konstrukce a charakteristiky měřicích přístrojů, vzorkovaní, A/D a D/A převodníků, osciloskopů a čítačů. Téměř polovina semestru je věnována měřicím metodám měření napětí, proudu, kmitočtu, časového intervalu, fáze, výkonu, odporů, kapacity, indukčnosti a rezonančního kmitočtu, magnetických veličin, neelektrických veličin.
V laboratorním cvičení si studenti v praxi ověřují znalosti získané na přednáškách: realizaci měřicí metody, výběr vhodných měřicích prostředků, vlastní měření a vyhodnocení přesnosti formou vyjádření nejistot.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Ing. Karel Bartušek, DrSc.

Zajišťuje ústav

Ústav teoretické a experimentální elektrotechniky (UTEE)

Výsledky učení předmětu

Po absolvování předmětu je student schopen:
- Vyhodnotit přesnost měřicí metody a měřicích přístrojů.
- Vysvětlit konstrukci a vlastnosti etalonů elektrických veličin.
- Orientovat se při výběru vhodné měřicí techniky a metody, realizovat měřicí úlohu a vyhodnotit přesnost měření.
- Obsluhovat základní typy měřicích přístrojů, osciloskopů a čítačů.
- Vysvětlit principy převodníků realizujících matematické operace, A/D a D/A převodníků.
- Vysvětlit principy měřicích analogových a číslicových přístrojů, vyhodnotit výhody a nevýhody jednotlivých typů přístrojů.
- Orientovat se při výběru vhodné měřicí metody pro měření aktivních a pasivních elektrických veličin, zhodnotit výhody a nevýhody metod.
- Orientovat se ve výběru vhodné měřicí metody pro měření magnetických a neelektrických veličin.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia a povinných předmětů, které student absolvoval v prvním roce studia na FEKT. Důraz je kladen na znalosti základních statistických metod, teoretickou elektrotechniku, zpracování signálů a analogovou techniku.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning.

Způsob a kritéria hodnocení

Student může získat:
- až 20 bodů za řádně vypracované a v čas odevzdané úlohy,
- až 10 bodů za kontrolní laboratorní měření,
- až 70 bodů za zkoušku.
Zkouška je zaměřena na ověření orientace studentů v problematice přesnosti, konstrukce, vlastností měřicích přístrojů a metod.

Osnovy výuky

1. Zásady správného měření, etalony elektrických veličin.
2. Vyhodnocení přesnosti analogových a číslicových měřicích přístrojů
3. Nejistoty přímých a nepřímých měřicích metod.
4. Měřicí zesilovač, vlastnosti a užití v měřicí technice, převodníky pro realizaci matematických operací.
5. Analogové měřicí přístroje.
6. Číslicové měřicí přístroje, vzorkování, A/D převodníky, charakteristiky.
7. D/A převodníky.
8. Osciloskopy.
9. Základní metody měření napětí, proudu, kmitočtu, časového intervalu, fáze, rezonančního kmitočtu.
10. Základní metody měření výkonu.
11. Základní metody měření odporů, kapacity, indukčnosti.
12. Magnetická měření.
13. Měření neelektrických veličin. Automatizovaná měření.

Učební cíle

Cílem předmětu je poskytnou studentům informace o způsobech vyhodnocení přesnosti přístrojů a měřicích metod, měřicích přístrojích a metodách měření elektrických aktivních i pasivních veličin, měření magnetických a neelektrických veličin.

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

Laboratorní cvičení jsou povinná, řádně omluvené zmeškané laboratorní cvičení lze po domluvě s učitelem nahradit (obvykle v posledním týdnu semestru).

Základní literatura

BARTUŠEK, K.; GESCHEIDTOVÁ, E.; KUBÁSEK, R.; MIKULKA, J.; REZ, J.; STEINBAUER, M. Měření v elektrotechnice. Měření v elelektrotechnice. Brno: VUTIM, 2010. ISBN: 978-80-214-4160- 6.
BARTUŠEK, K.; GESCHEIDTOVÁ, E.; REZ, J.; STEINBAUER, M. Měření v elektrotechnice - návody k laboratorním cvičením. Brno: Ing. Zdeněk Novotný, CSc., Ondráčkova 105, 628 00 Brno, 2006. s. 1-118. ISBN: 80-214-3265-9.
Měření pro teleinformatiku pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-B bakalářský

    obor B-TLI , 2 ročník, zimní semestr, povinný
    obor B-EST , 2 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Marcoň, Ph.D.
doc. Ing. Jan Mikulka, Ph.D.

Osnova

Úvod do problematiky, zásady správného měření
Analogová měřicí ústrojí
Přístroje pro měření aktivních elektrický veličin, měření napětí.
Záznamníky a analogové osciloskopy.
Číslicové osciloskopy a spektrální analyzátory. Měření časového intervalu , frekvence a fáze
Přístroje pro měření proudu a výkonu.
Přístroje pro měření pasivních elektrických veličin - odporu, kapacity, indukčnosti.
Měření charakteristik součástek, obvodů a soustav.
Měření magnetických a neelektrických veličin.

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Zoltán Szabó, Ph.D.
prof. Ing. Eva Gescheidtová, CSc.
Ing. Zdeněk Roubal, Ph.D.
Ing. Jan Dušek, Ph.D.

Osnova

Úvodní cvičení, bezpečnost práce
Ověření přesnosti měřicího přístroje
Stanovení nejistot při nepřímém měření výkonu
Měření odporů středních hodnot
Měření odporů malých hodnot
Měření impedancí
Měření napětí neharmonických signálů
Měření výkonu neharmonického proudu
Automatizované měření vlastností měřicího zesilovače napětí
Měřicí převodníky s operačním zesilovačem
Principy vzorkování
Principy převodníků A/Č a Č/A
Měření statické hysterezní smyčky
Stínění střídavého magnetického pole
Práce s osciloskopem
Práce s čítačem
Měření impedance cívky wattmetrem
Měření kmitočtové závislosti impedance cívky
Automatizovaná měření