Detail předmětu

Měření v elektrotechnice

FEKT-BPC-MVAAk. rok: 2022/2023

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

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Jan Mikulka, Ph.D.

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.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, 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.

Pro získání zápočtu je nutné odevzdat v řádném/opravném termínu všechny protokoly z laboratorních cvičení. Pro absolvování předmětu musí být souhrnný počet bodů získaných během semestru + ze zkoušky minimálně 50 bodů.

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

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

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-EKT bakalářský 2 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program BPC-TLI bakalářský 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

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

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Zoltán Szabó, Ph.D.
doc. Ing. Jan Mikulka, Ph.D.
prof. Ing. Eva Gescheidtová, CSc.

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 a proudů obecných signálů
Automatizované měření vlastností měřicího zesilovače
Měřicí převodníky s operačním zesilovačem
Principy vzorkování
Principy převodníků A/Č a Č/A
Mapování magnetického pole nad permanentním magnetem
Stínění střídavého magnetického pole
Měření číslicovým osciloskopem
Měření čítačem
Měření parametrů technické cívky wattmetrem
Automatizovaná měření neelektrických veličin

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz