Detail předmětu

Teorie měření a regulace

FAST-NWB030Ak. rok: 2022/2023

Teoretické i praktické znalosti potřebné při získávání informací z výrobních procesů pomocí měření fyzikálních veličin. Znalosti potřebné pro odbornou komunikaci v oboru měření. Základy teorie měření a přenosu informací. Vznik, příčiny a výpočty chyb. Fyzikální principy snímačů. Praktické použití snímačů fyzikálních veličin. Možnosti využití počítačů při získávání a následném zpracování informací, programové vybavení. Principy vzniku průmyslového rušení a jeho odstranění. Bezpečnost práce s elektrickými zařízeními. Základy řídicí a regulační techniky.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

Ing. Martin Mohapl, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb (TST)

Výsledky učení předmětu

Zvládnutím cílů předmětu Teorie měření a regulace získají studenti základní znalosti z teorie i praxe měření a měřicí techniky. Seznámí se s pravidly pro zadání skladby měřicích řetězců, s fyzikálními principy čidel. Dále z oblasti základů regulace a řízení technologických procesů a linek. Výstupem jsou i znalosti o principech a příčinách průmyslového rušení.

Prerekvizity

Základní informace o měření fyzikálních veličin na úrovni vysokoškolské fyziky.

Osnovy výuky

1. Základy teorie měření a principy měření fyzikálních veličin. Názvosloví. Teorie informace. Informační a měřicí data. Etalony.
2. Základní vlastnosti snímačů a čidel. Přehled fyzikálních principů, základní využití v praxi. Odporové, kapacitní a tenzometrické snímače.
3. Piezoelektrické snímače, snímače s Hallovým jevem, optické, polovodičové a mikroelektronické snímače.
4. indukčnostní, indukční a magnetické snímače.
5. Snímače se CCD prvky, termoemisivní a bezkontaktní snímače.
6. Snímače chemické, laserové, ultrazvukové, taktilní a nanosnímače.
7. Teorie a praxe vzniku chyb – výpočet hodnoty. Neurčitosti a nejistota při měření.
8. Hodnocení nejistot při měření. Přesnost, spolehlivost, opakovatelnost a korektnost měření. Kalibrace.
9. Měření teploty, tlaku, rychlosti, zrychlení, vibrací.
10. Měření taktilními snímači. Měření průtoku, rychlosti, vzdálenosti, objemu, hladiny a elektrických veličin.
11. Převod neelektrických veličin na elektrické. Převodníky. Spolehlivost a inteligence snímačů. Měřicí řetězce a jejich prvky. Analytické měřicí soustavy.
12. Využití výpočetní techniky. Propojovací systémy a jejich protokoly. Programové prostředky pro měření.
13. Základy automatizační a regulační techniky. Teorie řízení. Lineární, nelineární, extremální systémy. Systémy s fuzzy a se selskou logikou. Prvky řízení a ovládání technologických linek.

Učební cíle

Seznámit studenty se základy teorie měření, regulace a systémů. Měřicí řetězce a jejich prvky. Využití výpočetní techniky při sběru a zpracování dat. Řízení a ovládání technologických linek. Průmyslové rušení a odstraňování jeho negativního vlivu.

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

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

LOCHARD, P.. Measurement. Belknap Press, 2014. ISBN 978-0-67428-438-8 (EN)
NĚMEČEK, P.. Nejistoty měření. Česká společnost pro jakost, Praha, 2008. ISBN 978-80-02-02089-9 (CS)
PEŠTA, Jan. Diagnostika staveb : hydroizolace, termografie, blower door test, akustika. Praha: DEK a.s., 2017. 978-80-906119-1-7 (CS)
RIPKA, P., TIPEK, A.. Master Book on Sensors - Part A + Part B. BEN - technická literatura, 2008. ISBN 80-7300-129-2 (EN)
YURISH, S.,Y.. Digital Sensors and Sensor Systems: Practical Design. IFSA Publishing, 2011. ISBN 978-84-616-0652-8 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPC-SIM magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Martin Mohapl, Ph.D.

Osnova

1. Základy teorie měření a principy měření fyzikálních veličin. Názvosloví. Teorie informace. Informační a měřicí data. Etalony. 2. Základní vlastnosti snímačů a čidel. Přehled fyzikálních principů, základní využití v praxi. Odporové, kapacitní a tenzometrické snímače. 3. Piezoelektrické snímače, snímače s Hallovým jevem, optické, polovodičové a mikroelektronické snímače. 4. indukčnostní, indukční a magnetické snímače. 5. Snímače se CCD prvky, termoemisivní a bezkontaktní snímače. 6. Snímače chemické, laserové, ultrazvukové, taktilní a nanosnímače. 7. Teorie a praxe vzniku chyb – výpočet hodnoty. Neurčitosti a nejistota při měření. 8. Hodnocení nejistot při měření. Přesnost, spolehlivost, opakovatelnost a korektnost měření. Kalibrace. 9. Měření teploty, tlaku, rychlosti, zrychlení, vibrací. 10. Měření taktilními snímači. Měření průtoku, rychlosti, vzdálenosti, objemu, hladiny a elektrických veličin. 11. Převod neelektrických veličin na elektrické. Převodníky. Spolehlivost a inteligence snímačů. Měřicí řetězce a jejich prvky. Analytické měřicí soustavy. 12. Využití výpočetní techniky. Propojovací systémy a jejich protokoly. Programové prostředky pro měření. 13. Základy automatizační a regulační techniky. Teorie řízení. Lineární, nelineární, extremální systémy. Systémy s fuzzy a se selskou logikou. Prvky řízení a ovládání technologických linek.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Martin Mohapl, Ph.D.

Osnova

1. Bezpečnost práce s elektrickými zařízením – úrazy elektrickým proudem. 2. Průmyslové rušení, příčiny, následky, omezení škodlivého vlivu. 3. Analogový a digitální signál – digitalizace, převodníky. 4. Rozdělení snímačů. Cejchování. Speciality konstrukcí snímačů. Spolehlivost a inteligence snímačů. 5.–6. Rozbor chyb a jejich výpočty. 7. Rozbor nejistot při měření a základy jejich výpočtu. 8. Měřicí řetězce. Propojovací systémy a jejich protokoly. 9.–10. Využití výpočetní techniky. Vybrané ukázky programových prostředků pro měření. 11. Praktické ukázky použití výpočetní techniky při zpracování a vyhodnocování výsledků měření. 12. Prvky řízení a ovládání technologických linek. 13. Modelování a simulace systémů řízení a ovládání technologických linek.