Detail předmětu

Experimentální metody

FSI-QEMAk. rok: 2019/2020

Předmět "Experimentální metody" seznamuje studenty s postupy a metodami používanými při experimentálním řešení úkolů v oboru dopravní a manipulační technika tak, aby byli schopni je aplikovat v praxi.
Vysvětluje základy moderních metod měření mechanických veličin a definuje strukturu měřícího a řídícího přístrojového řetězce. Náplní kurzu je rovněž analýza spojitých a diskrétních signálů v časové a frekvenční oblasti, stejně jako měření kinematických veličin, sil, momentů, tlaku a hluku. Jsou vysvětleny základní pojmy a kategorie technické diagnostiky.
Zvláštní význam je kladen na tribodiagnostiku a vibroakustickou diagnostiku, zejména na metody zpracování diagnostického signálu.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav konstruování (ÚK)

Výsledky učení předmětu

Absolvent kursu získá teoretické znalosti a praktické zkušenosti
s experimentální prací s důrazem na využití počítačů při měření
i zpracování experimentu, je schopen pro jednodušší problémy
zvolit postup řešení a orientovat se při výběru vhodné
měřící techniky.

Prerekvizity

Základní znalosti z 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 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, 20% hodnocení tvoří klasifikace laboratorních cvičení

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit posluchače s metodami měření a přístupy
při experimentálním řešení problémů se zaměřením na spalovací
motory a motorová vozidla. Podstatné je získání základní představy
o složitosti experimentálních prací a současných technických
možnostech při jejich řešení.

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.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2I-P magisterský navazující

    obor M-ADI , 1 ročník, letní semestr, povinný
    obor M-ADI , 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc.
Ing. Jaroslav Kašpárek, Ph.D.

Osnova

1) Základy teorie experimentu
• proces řešení problému
• technický experiment jako zdroj poznatků
• teorie experimentu
• vyhodnocení měření, chyby a jejich korekce, nejistoty v měření
2) Měření neelektrických veličin
• měřící řetězec, kategorie měřených fyzikálních veličin
• snímače kinematických veličin, kmitočtová charakteristika
• elektrické vlastnosti snímače, vnitřní odpor, stabilita, teplotní drift
• normalizace signálu, rozsah, offset
3) Tenzometry (ing. Kašpárek)
• drátkové a fóliové tenzometry
• polovodičové tenzometry
• metody vyhodnocení signálu tenzometrů
• aplikace tenzometrů na snímače síly a tlaku
4) Zpracování snímaného signálu
• rozdělení spojitých a diskrétních signálů
• definice spojitého LTI systému
• vzorkování, vzorkovací věta
• Fourierova transformace
5) Analýza signálu v časové a frekvenční oblasti
• střední hodnota, rozptyl, efektivní hodnota, crest faktor
• trendová analýza, modulace signálu, synchronní filtrace
• Fourierova transformace neperiodických, period. a náhodných signálů
• rychlá Fourierova transformace (FFT)
6) Počítačem řízený experiment + GPS
• struktura měřícího řetězce
• zásuvné karty (AD, DA, DIO, Count)
• Global Positioning System
• způsob určení polohy, chyba měření času přijímače
7) Spolehlivost automobilních systémů
• spolehlivost prvku, spolehlivost systému
• význam technické diagnostiky
• diagnostické prostředky, diagnostický systém
• technický stav objektu, diagnostická veličina
8) Aplikace metod TD na podvozky motorových vozidel
• bezdemontážní diagnostika závěsů kol MV
• rezonanční adhezní systémy (EUSAMA)
• rezonanční amplitudové systémy
• pasivní dokmitové systémy
9) Palubní diagnostika dopravních prostředků
• vývoj řídících systémů skupin automobilů
• Electronic Control Unit
• datové sítě automobilu, On Board Diagnostic
• komunikace na bázi sběrnice CAN
10) Měření tlaku a průtoku kapalin (ing. Kašpárek)
• hydrostatické a deformační tlakoměry
• piezoelektrické a kapacitní snímače tlaku
• rotametry, turbínkové a lopatkové průtokoměry
• indukční a ultrazvukové průtokoměry
11) Akustická měření při vývoji a provozu automobilů
• volné, blízké, difuzní pole
• měřené veličiny, váhové filtry ISO
• identifikace zdrojů hluku
• mapování akustických polí, beamforming, SONAH
12) Úvod do experimentální modální analýzy
• analýza signálu, analýza systému
• vliv šumu na interpretaci výsledku (koherence)
• rozdělení excitační techniky
• metodika zjišťování parametrů vidů kmitání

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jakub Roupec, Ph.D.
Ing. Jaroslav Kašpárek, Ph.D.
Ing. Filip Jeniš, Ph.D.

Osnova

1. Bezpečnost práce v laboratoři, exkurze do laboratoře technické diagnostiky, seznámení s aktuálně řešenou problematikou na pracovišti
2. Crash test – vypočtení nárazové rychlosti, experimentální ověření různých deformačních zón
3. Měřicí řetězec, ukázka principů a kalibrace vybraných snímačů
4. Korelační měření rychlost
5. Modální analýza, FFT
6. Datalogging v automobilové technice
7. Programové měřicí prostředky – Labview, Dewesoft
8. Lokalizace dopravních prostředků – dekódování NMEA vět
9. Bezdemontážní diagnostika závěsu kola
10. Akustická měření
11. OBD - Palubní diagnostika
12. Udělování zápočtů

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz