Detail předmětu

Measurement in Electrical Engineering

FEKT-BPA-MVAAk. rok: 2021/2022

Předmět je zaměřen na problematiku měření elektrických, magnetických a neelektrických veličin. V první části semestru jsou studenti seznámeni se základy metrologie, 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 pro měření napětí, proudu, kmitočtu, časového intervalu, fáze, výkonu, odporu, 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

angličtina

Počet kreditů

Garant předmětu

doc. Ing. Jan Mikulka, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav teoretické a experimentální elektrotechniky (UTEE)

Nabízen zahraničním studentům

Všech fakult

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.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka poučeného“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky doplněné prezentacemi a laboratoře. Předmět využívá e-learning. Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

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 odporu, 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

GESCHEIDTOVÁ, E. Measuring in electrical engineering. (EN)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPA-ELE bakalářský

    specializace BPA-ECT , 2 ročník, zimní semestr, povinný
    specializace BPA-PSA , 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Eva Gescheidtová, CSc.

Osnova

1. Principles of correct measurement, standards of measuring electrical quantities.
2. Evaluation of the accuracy of analogue and digital instruments.
3. Uncertainties of direct and indirect measuring methods.
4. Measuring amplifier, its characteristic and use in measuring technology, converters for the realization of mathematical operations.
5. Analogue measuring instruments.
6. Digital measuring instruments, sampling, A/D converters, characteristics.
7. D/A converters.
8. Oscilloscopes.
9. Basic methods for measuring voltage, current, frequency, time interval, phase, and resonance frequency.
10. Basic methods for measuring power.
11. Basic methods for measuring resistance, capacitance, and inductance.
12. Magnetic measurement.
13. Measurement of non-electrical quantities. Automated measurement.

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Eva Gescheidtová, CSc.

Osnova

1. Accuracy of measuring instruments, uncertainty of indirect measurement of electrical power.
2. Measurement of resistance.
3. Measurement of low resistance and impedance.
4. Measurement of non-harmonic signals and power of non-harmonic current.
5. Automatic measurement of properties of a measuring amplifier .
6. Principles of sampling.
7. Principles of A/D and D/A converters .
8. Measurement using oscilloscope and counter.
9. Measurement of technical coil properties by wattmeter and determination of coil impedance depending on frequency.
10. Automated measurement.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz