Detail předmětu

Technická měření

FSI-VTMAk. rok: 2023/2024

Předmět je nejprve zaměřen na základní skutečnosti z oblasti metrologie. Vzhledem k tomu, že metrologie je značně rozsáhlou oblastí, jsou v tomto předmětu uvedeny jenom elementární a úvodní informace. Pro širší pochopení souvislostí je třeba vyjít z doporučené literatury. Následně jsou studenti seznámeni se základními vlastnostmi měřicích přístrojů a přípravků, které jsou využívány při měření dále popisovaných technických veličin. Přehled těchto veličin vyplývá ze seznamu přednášek. Výuka tohoto předmětu je doplněna laboratorním cvičením na vybraná témata, jejich seznam je uveden v přehledu laboratorních cvičení.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

7

Garant předmětu

doc. Ing. Miloš Hammer, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a informatiky (ÚAI)

Vstupní znalosti

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

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

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.

 


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.

Učební cíle

Studenti jsou seznámeni s moderní problematikou technických měření. Jsou zmíněny i některé širší skutečnosti, spadající do teorie metrologie. Je předložen přehled o základech technických měření, základních pojmech, veličinách, jednotkách, zákonech a normách. Jsou zmíněny kategorie metrologie, metrická konvence, je rozebrán národní metrologický systém ČR a podrobněji pojednáno o měřidlech. Zvláštní pozornost je věnována chybám měření a především nejistotám. Nejistoty jsou podrobně popsány, a to i z hlediska jejich výpočtu. Zvláštní důraz je kladen na seznámení se s metodami měření jednotlivých technických veličin a měřicích přístrojů a přípravků, se kterými se student setká při výuce na FSI a především budoucí technické praxi. Uvedené se také týká získání vědomostí o sběru dat, jejich zpracování i s využitím moderní hardwarové a softwarové techniky.

Cílem předmětu je naučit studenty aplikovat získané vědomosti z měření a v kontextu i z metrologie při řešení různých technických problémů v průmyslové praxi.

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)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-STR-P bakalářský

    specializace AIŘ , 3 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Miloš Hammer, CSc.

Osnova

  1. Technická měření (metrologie), základní pojmy, veličiny, jednotky, zákony, normy, kategorie metrologie, metrická konvence, národní metrologický systém, instituce, měřidla. 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, LabVIEW.
  3. Měření délek, rozdělení délkových měřidel, posuvné měřidlo, mikrometrická měřidla, kalibr, úchylkoměry, koncové měrky, metrologie rovinného úhlu, úhelníky, úhloměry, úhlové měrky, vodováhy, profilprojektor
  4. Měření deformace, tenzometry, odporové tenzometry, použití tenzometrů, měření tlaku, deformační tlakoměry, elektrické tlakoměry
  5. Měření síly, momentu, polohy, rychlosti, zrychlení
  6. Měření výšky hladiny, hladinoměry
  7. Měření průtoku, průtokoměry, měření vlhkosti
  8. Měření teploty, dotykové měření teploty
  9. Bezdotykové měření teploty, termokamery a jejich vlastnosti, moderní způsoby měření teploty
  10. Měření hmotnosti, množství tepla, koncentrace, hustoty, viskozity, elektrolytické vodivosti
  11. Měření elektrických veličin, základní měřicí soustavy a metody
  12. Elektronické měřicí přístroje, číslicové měřicí přístroje, čítač, osciloskop, měřicí převodníky
  13. Měření a sběr dat pomocí počítače, komunikační protokoly (HART), komunikační standard IO-link, software pro sběr a zpracování dat

 

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

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

Osnova

  1. Úvod, organizační zajištění, bezpečnost práce v laboratoři.
  2. Chyby měření, nejistoty měření, standardní nejistota typu A.
  3. Standardní nejistota typu B, standardní kombinovaná nejistota, rozšířená nejistota.
  4. Měření délek, posuvná měřidla, mikrometrická měřidla.
  5. Měření teploty kontaktním a bezkontaktním měřidlem. Termokamera-vlastnosti, měření, obsluha.
  6. Měření tlaku, průtoku a výšky hladiny.
  7. Tenzometry a jejich využití, praktické měření.
  8. Měření základních elektrických veličin. Analogové a číslicové přístroje. Chyby měření. Metody a metodika měření.
  9. Osciloskop, čítač – obsluha, měření.
  10. LabView úvod-seznámení s programem, ukázka demonstračních příkladů.
  11. LabView – vytvoření úlohy na zadané téma.
  12. Matlab, Matlab Simulink a jejich využití v oboru.
  13. Zhodnocení laboratorního cvičení, zápočet.