Detail předmětu

Technická měření

FSI-VTMAk. rok: 2022/2023

Předmět je zaměřen nejprve na objasnění pojmu a obsahu technických měření (metrologie). Dále je pozornost zaměřena na měřicí přístroje, jejich vlastnosti, blokové schéma měřicího řetězce a jeho rozbor, blokové schéma číslicového měřicího přístroje, na objasnění procesu měření řízeného mikroprocesorem, bezdrátovou komunikaci a virtuální instrumentaci. Následně jsou rozebrány metody a přístroje pro měření délek, úhlů, závitů, deformace, tlaku, síly, kroutícího momentu, zrychlení, výšky hladiny, průtoku, vlhkosti, teploty a vybraných elektrických veličin. Zvláštní důraz je kladen na měření a sběr dat pomocí počítače, z hlediska měření na komunikaci v informačních a průmyslových sítích, na multifunkční systémy, měřicí karty, multifunkční karty i modulární systémy pro sběr dat, a to včetně softwaru a vývojových prostředí.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

7

Garant předmětu

doc. Ing. Miloš Hammer, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a informatiky (ÚAI)

Výsledky učení předmětu

Výstupem studia předmětu "Technická měření" je pochopení základních skutečností z uvedené oblasti a také objasnění souvislostí potřebných pro technickou praxí. Student získá na poměrně vysoké úrovni kompetence z oblasti technických měření (metrologie).

Prerekvizity

Předpokládají se základní znalosti z fyziky, matematiky, statistiky, mechaniky, elektrotechniky a automatizace, to na úrovni absolvovaných předmětů v rámci dřívějšího středoškolského studia, případně doposud absolvovaných předmětů studia vysokoškolského.

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, kde se prakticky ověřují získané teoretické znalosti z přednášek. Dle možností budou pro studenty organizovány přednášky odborníků z praxe a exkurze do firem zabývajících se činnostmi souvisejícími s obsahem předmětu.

Způsob a kritéria hodnocení

Laboratorní cvičení je ukončeno zápočtem (je udělován ve 13. výukovém týdnu). K jeho získání se požaduje 100% účast na cvičení, aktivita na cvičení a vypracování, odevzdání a učitelem uznání protokolů (zpráv) ze všech předepsaných laboratorních cvičení. Další podrobnosti jsou studentům sděleny a vysvětleny na začátku semestru. Získání zápočtu je nutnou podmínkou k účasti na zkoušce. Zkouška se skládá z písemné části a následně ústního pohovoru. V písemné části student zpracuje pět zadaných otázek. V ústní části je prověřována orientace ve studované problematice. Hodnocení písemné části, ústní části i celkové hodnocení zkoušky je dáno klasifikační stupnicí dle ECTS.

 

Pracovní stáže

Nepředpokládá se realizace pracovních stáží.

Učební cíle

Studenti jsou komplexně seznámeni s moderní problematikou technických měření. Získají přehled o přístrojích, používaných metodách, přesnosti měření, sběru dat, komunikaci v informačních a komunikačních sítích, multifunkčních systémech i softwarech pro sběr a vyhodnocení dat. Cílem uvedeného je naučit studenty aplikovat získané vědomosti z metrologie při řešení různých technických problémů v průmyslové praxi.

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

Výuka je kontrolována ve cvičeních z hlediska účasti a aktivity. Předpokládá se 100% účast na cvičeních, v případě nepřítomnosti je student povinen výuku nahradit, způsob náhrady určí vyučující.

Doporučené volitelné složky programu

V případě možnosti je možné doplnit výuku exkurzí do vybraných průmyslových firem nebo přednáškou pozvaných odborníků z praxe.

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)
SEDLÁČEK, Miloš a Šmíd, Radislav. MATLAB v měření. 3. přepracované vydání Praha: Česká technika-nakladatelství ČVUT Praha, 2012. 232 s. ISBN 978-80-01-05121-4. (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 B-STR-P bakalářský

    specializace AIŘ , 3 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program CŽV celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    obor CZV , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Miloš Hammer, CSc.

Osnova

  1. Technická měření (metrologie), úvod do problematiky. Chyby měření, rozdělení chyb, nejistoty měření, standardní nejistota typu A, typu B, standardní kombinovaná nejistota, rozšířená nejistota
  2. Měřicí přístroje, jejich vlastnosti, blokové schéma měřicího řetězce, blokové schéma číslicového měřicího přístroje, proces měření řízen mikroprocesorem, bezdrátová komunikace, virtuální instrumentace
  3. Měření délek, rozdělení délkových měřidel, koncové měrky, měřidla pro absolutní měření délek, posuvná měřítka, mikrometrická měřidla, kontrola úhlů, úhlové míry, úhloměrné přístroje, kontrola závitů, kontrola ozubených kol
  4. Měření deformace, tenzometry, odporové tenzometry, použití tenzometrů, měření tlaku, deformační tlakoměry, elektrické tlakoměry, měření síly, měření kroutícího momentu, měření zrychlení
  5. Měření výšky hladiny, hladinoměry, měření průtoku, průtokoměry, měření vlhkosti
  6. Měření teploty dotykové a bezdotykové, termokamery a jejich vlastnosti
  7. Měření hmotnosti, množství tepla, koncentrace, hustoty, měření viskozity, elektrolytické vodivosti
  8. Měření elektrických veličin, základní měřicí soustavy a metody, elektronické měřicí přístroje, číslicové měřicí přístroje, čítač, osciloskop, měřicí převodníky
  9. Měření a sběr dat pomocí počítače, komunikace v informačních i průmyslových sítích
  10. Sběrnice osobního počítače, sběrnice pro průmyslovou automatizaci, průmyslový Enthernet, proudová smyčka, komunikační protokol HART, komunikační standard IO-link, převodníky mezi sběrnicemi
  11. Multifunkční systémy pro sběr dat, měřicí karty DAQ, multifunkční karty, modulární systémy pro sběr dat
  12. Software pro sběr a zpracování dat, operační systémy, ovladače a software, vývojová prostředí, nižší a vyšší programovací jazyky, textové programovací jazyky (C++, Java, Python, MATLAB), vizuální-grafické programovací jazyky (jazyk G, LabVIEW, Function Block Diagram)

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Miloš Hammer, CSc.
Ing. et Ing. Alena Hájková
Ing. et Ing. Antonín Konečný

Osnova

  1. Úvod, organizační zajištění, bezpečnost práce
  2. Chyby měření, nejistoty měření, standardní nejistota typu A
  3. Standardní nejistota typu B, standardní kombinovaná nejistota, rozšířená nejistota
  4. Seznámení s měřicími přístroji a jejich vlastnostmi
  5. Měření délek, měřidla pro absolutní měření, posuvná měřítka, mikrometrická měřidla
  6. Měření deformace, tenzometry
  7. Měření vybraných mechanických veličin
  8. Seznámení a práce s elektronickými přístroji
  9. Čítač, osciloskop, měřicí převodníky, obsluha a měření
  10. Měření elektrických veličin
  11. Software pro sběr a zpracování dat, práce s programem Matlab, použití pro řešení konkrétních úloh
  12. Využití programovacího jazyka LabView v metrologii, použití pro řešení konkrétních úloh

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz