Detail předmětu

Technická měření

FSI-VTMAk. rok: 2020/2021

Předmět je zaměřen na základy metrologie a teorie měření v technické praxi a základní principy měřicích přístrojů používaných v systémech automatického řízení. Studenti jsou seznámeni s metodami měření, měřicími veličinami a jejich jednotkami. Jsou probírány vlastnosti měřicích přístrojů v oblasti statických, dynamických, informačních a ostatních vlastností. Speciální pozornost je věnována problematice chyb a nejistot měření, jejich analýze a korekcím. Podrobněji je řešeno měření technických veličin v každodenní praxi strojního inženýrství a jeho automatizace. Základní principy a přístroje pro měření jednotlivých veličin jsou ukázány především v aplikacích pro automatizaci a řízení, regulační obvod a automatizované měřicí systémy. Pozornost je soustředěna na teplotu, tlak a sílu, délku, průtok, vlhkost, množství tepla, analýzu kapalin a plynů a řadu dalších technických veličin. V současné době jsou uváděny i souvislosti měření s koncepty Průmysl 4.0, SMART systémy a pod.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

Ing. František Vdoleček, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a informatiky (ÚAI)

Výsledky učení předmětu

Všeobecný přehled v měření, měřicích metodách a principech měření technických veličin včetně použití získaných znalostí pro řešení konkrétní aplikace, schopnost navrhnout, realizovat a vyhodnotit aplikaci měření.

Prerekvizity

Základní znalosti z fyziky, matematiky, statistiky a mechaniky, úvod z teorie řízení.

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

Zápočet: účast na laboratorních cvičeních a prezentace vybraných výsledků měření. Výsledné hodnocení až 15 bodů se započítává do výsledku zkoušky, podmínkou zápočtu je získání alespoň 8 bodů.
Zkouška: písemný test z celé problematiky předmětu (0 – 15 bodů), ústní zkouška s písemnou přípravou (0 – 20 bodů). Celkově získává student až 50 bodů, podmínka složení zkoušky minimálně 25 bodů. Klasifikace: výborně (46-50 bodů), velmi dobře (41-45 bodů), dobře (36-40 bodů), uspokojivě (31-35 bodů), dostatečně (25-30 bodů), nevyhovující (0-24 bodů).

Učební cíle

Studenti získají přehled o metodách a prostředcích pro měření technických veličin a jejich praktickém použití včetně vyhodnocení výsledných nejistot.

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

Účast na laboratorních cvičeních je sledovaná; jednorázovou neúčast je možno nahradit cvičením s jinou studijní skupinou; další neúčast je nahrazována řešením individuální úlohy.

Základní literatura

BOHÁČEK, Jaroslav. Metrologie: 1. vydání Praha. Nakladatelství ČVUT. Praha. 2019. 130 s. ISBN 978-80-01-06612-6. (CS)
FRADEN, Jacob. Handbook of Modern Sensors: Physics, Designs and Applications. Fifth Edition. Springer International Publishing Switzerland, 2016. 758 p. ISBN 978-3-319-19302-1. (EN)
HUDSON, Sarah., The Metrology Handbook : US: States Academic Press. 2021. 254 s. ISBN-13  97816398955205. (EN)
CHUDÝ, V.; Palenčár, R.; Kureková, E.; Halaj, M.; Meranie technických veličín : 1.vydání Bratislava : Vydavatelstvo STU, 1999. 688s. ISBN 80-227-1275-2. (SK)

Doporučená literatura

ČECH, Jaroslav a kolektiv. Strojírenská metrologie. 4. přepracované vydání: Nakladatelství CERM,s.r.o. BRNO, 2005. 176 s. ISBN 80-214-3070-2. (CS)
DAĎO, S., Kreidl, M., Senzory a měřicí obvody : 1. vydání Praha : Vydavatelství ČVUT v Praze 1996. 315 s. ISBN 80-01-02057-6. (CS)
KADLEC, K. a kol.: Měření a řízení chemických, potravinářských a biotechnologických procesů. – Díl I. Provozní měření. 1. vydání . Ostrava. Key Publishing s.r.o. Ostrava. 2017. 600 s. ISBN 978-80-7418-284-6. (CS)
NĚMEČEK, Pavel. Nejistoty měření. 1. vyd. Praha: Česká společnost pro jakost, 2008. 98 s. ISBN 978-80-02-02089-9. (CS)
NOVÁK, Martin. Technická měření. 1. vydání Praha: Česká technika - nakladatelství ČVUT, Praha, 2018. 236 s. ISBN 978-80-01-06388-0. (CS)
VEDRAL, Josef a SVATOŠ, Jakub. Zpracování a digitalizace signálů v měřící technice.1. vydání Praha: Česká technika - nakladatelství ČVUT Praha, 2018.268 s. ISBN  978-80-01-06424-5. (CS)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B3S-P bakalářský

    obor B-AIŘ , 3 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. František Vdoleček, CSc.

Osnova

1. Historie a úvod do měření, terminologie, metrologie, soustavy veličin a jednotek, mezinárodní metrologická spolupráce
2. Vyhodnocení měření, chyby měření a jejich korekce, nejistoty měření
3. Metody měření a měřicí přístroje a charakteristiky měřicích přístrojů
4. Kalibrace a ověřování měřicí techniky, nové definice jednotek SI 2019
5. Měření tlaku
6. Měření teploty
7. Měření průtoku a množství tepla
8. Měření vlhkosti, výšky hladiny, geometrických a silových veličin
9. Základy analýzy kapalin a plynů
10. Základy automatizovaného měření
11. HW pro automatizaci měření, DAQ karty, SMART a MEMS snímače atd.
12. SW pro automatizaci měření
13. Měření v moderních systémech I 4.0, IoT ...

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. František Vdoleček, CSc.

Osnova

1. Příprava, provedení a vyhodnocení měření, protokol o měření
2. Analýza chyb a nejistot měření
3. Statické a dynamické charakteristiky
4. Měření teploty
5. Bezkontaktní měření teploty
6. Měření tlaku.
7. Měření výšky hladiny
8. Měření průtoku
9. Převodníky
10. Kalibrace snímačů
11. Software pro měření
12. Automatické měření s PC
13. Závěrečné cvičení, prezentace výsledků měření

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz