Detail předmětu
Technická měření
FSI-VTM Ak. rok: 2022/2023 Zimní semestr
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
Zajišťuje ústav
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.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program B-STR-P: Strojírenství, bakalářský
specializace AIŘ: Aplikovaná informatika a řízení, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
39 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
- Technická měření (metrologie), úvod do problematiky. Chyby měření, rozdělení chyb, nejistoty měření, standardní nejistota typu A, typu B, standardní kombinovaná nejistota, rozšířená nejistota
- Měřicí přístroje, jejich vlastnosti, blokové schéma měřicího řetězce, blokové schéma číslicového měřicího přístroje, proces měření řízen mikroprocesorem, bezdrátová komunikace, virtuální instrumentace
- 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
- Měření deformace, tenzometry, odporové tenzometry, použití tenzometrů, měření tlaku, deformační tlakoměry, elektrické tlakoměry, měření síly, měření kroutícího momentu, měření zrychlení
- Měření výšky hladiny, hladinoměry, měření průtoku, průtokoměry, měření vlhkosti
- Měření teploty dotykové a bezdotykové, termokamery a jejich vlastnosti
- Měření hmotnosti, množství tepla, koncentrace, hustoty, měření viskozity, elektrolytické vodivosti
- Měření elektrických veličin, základní měřicí soustavy a metody, elektronické měřicí přístroje, číslicové měřicí přístroje, čítač, osciloskop, měřicí převodníky
- Měření a sběr dat pomocí počítače, komunikace v informačních i průmyslových sítích
- Sběrnice osobního počítače, sběrnice pro průmyslovou automatizaci, průmyslový Enthernet, proudová smyčka, komunikační protokol HART, komunikační standard IO-link, převodníky mezi sběrnicemi
- Multifunkční systémy pro sběr dat, měřicí karty DAQ, multifunkční karty, modulární systémy pro sběr dat
- 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
Osnova
- Úvod, organizační zajištění, bezpečnost práce
- Chyby měření, nejistoty měření, standardní nejistota typu A
- Standardní nejistota typu B, standardní kombinovaná nejistota, rozšířená nejistota
- Seznámení s měřicími přístroji a jejich vlastnostmi
- Měření délek, měřidla pro absolutní měření, posuvná měřítka, mikrometrická měřidla
- Měření deformace, tenzometry
- Měření vybraných mechanických veličin
- Seznámení a práce s elektronickými přístroji
- Čítač, osciloskop, měřicí převodníky, obsluha a měření
- Měření elektrických veličin
- Software pro sběr a zpracování dat, práce s programem Matlab, použití pro řešení konkrétních úloh
- Využití programovacího jazyka LabView v metrologii, použití pro řešení konkrétních úloh