Jste zde

17PBBEM - Elektrická měření

Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
17PBBEM Z,ZK 4 2+2 česky
Předmět lze klasifikovat až po klasifikaci předmětů:
Fyzika II (17PBBFY2)
Předmět je ekvivalentem v KFS pro:
17KBBEM
Přednášející:
Peter Kneppo (gar.), Roman Matějka, Jakub Ráfl, Jan Vrba
Cvičící:
Jan Štrobl, David Vrba, Jan Vrba
Předmět zajišťuje:
katedra biomedicínské techniky
Anotace:

Měření elektrických veličin, principy, použití, vlastnosti. Analogové měřicí převodníky. Elektromechanické měřicí přístroje. Měření proudu a napětí. Měření kmitočtu, fázového posunu. Měření práce, výkonu: stejnosměrný, jednofázový střídavý a trojfázový střídavý proud. Měření odporu, impedancí. Magnetická měření. Analogové osciloskopy. Digitalizace, číslicové zpracování signálu, rekonstrukce signálu. Elektronické měřicí přístroje: multimetr, osciloskop. Optoelektronické měřicí metody.

Požadavky:

Podmínky zápočtu:

Je přípustná jedna absence; v případě dlouhodobé nemoci je třeba domluvit náhradu s vedoucím cvičení.

Vedení laboratorního deníku formátu A4 pro úhledné zdokumentování všech laboratorních úloh a jeho schválení v zápočtovém týdnu.

Před začátkem každé laboratorní úlohy bude mít každý student k dané úloze v laboratorním deníku rukou psanou domácí přípravu. Domácí příprava bude zahrnovat teoretický úvod, schéma zapojení a tabulky pro zápis naměřených dat. Na vyžádání cvičícího je každý student povinen laboratorní deník kdykoliv předložit a absence domácí přípravy v laboratorním deníku může být důvodem k vykázání studenta cvičícím z laboratoře.

Odevzdání jednoho protokolu z laboratorních cvičení v požadovaném formátu a jeho schválení. Za bezchybný protokol získá student 15 bodů.

Posledních 40 minut přednášky v 7. týdnu semestru proběhne semestrální test zahrnující látku probranou na předchozích přednáškách a cvičení. Maximální počet bodů za semestrální test činí 35 bodů.

Podmínkou pro získání nároku na zápočet je kromě docházky a deníku zisk minimálně 25 bodů ze semestru.

Podmínky zkoušky:

Zkouška je tvořena písemnou částí v délce 60 minut a na ni navazující dobrovolné ústní částí. Obsah zkoušky tvoří náplň přednášek včetně souvisejících kapitol v doporučené literatuře, náplň cvičení a zadaného samostatného studia. Není dovoleno při zkoušce používat literaturu.

Podíl bodů ze cvičení a zkoušky na celkovém hodnocení:

Protokol: maximálně 15 bodů, při odevzdání v 13. týdnu, 5 bodů v případě odevzdání později

Semestrální test z látky probrané na přednáškách 1 - 6 : 35 bodů

Písemná část závěrečné zkoušky: 50 bodů

Ústní část závěrečné zkoušky: -15 až 15 bodů

Osnova přednášek:

1. Úvod do měření, metrologické vlastnosti měřicích přístrojů. Chyba a nejistota měření.

2. Elektromechanické měřicí přístroje - měřící soustava magnetoelektrická, elektromagnetická, elektrodynamická, indukční, vibrační, elektrostatická - princip, použití, vlastnosti.

3. Nejistota měření, přímá a nepřímá měření, vzájemná korelace - příklady.

4. Analogové měřicí převodníky - operační zesilovač, měřicí zesilovače, měřicí usměrňovač - princip, vlastnosti, použití.

5. Měření stejnosměrného proudu a napětí - etalony, volba a zapojení měřicích přístrojů do obvodu, změna rozsahu.

6. Měření odporu stejnosměrným proudem - měřicí metody, přístroje.

7. Měření impedancí - měřicí metody a přístroje, teorie obecného můstku.

8. Měření střídavého proudu a napětí - etalony, volba a zapojení měřících přístrojů do obvodu, změna rozsahu.

9. Měření výkonu a práce stejnosměrného a jednofázového střídavého proudu - měřicí metody, přístroje. Měření výkonu a práce trojfázového střídavého proudu - měřicí metody, přístroje.

10. Měření kmitočtu a fázového posunu - měřicí metody, přístroje.

11. Digitalizace, číslicové zpracování a rekonstrukce měřeného signálu - vzorkování signálu a vzorkovače, A/Č a Č/A převodníky.

12. Základní elektronické měřicí přístroje - číslicové multimetry. Analogové a digitální osciloskopy, zapisovače - princip, vlastnosti, použití.

13. Měřicí systémy - rozdělení, struktura, standardizované sběrnice a měřicí systémy. Labview.

14.Magnetická měření - měřicí metody, přístroje.

Osnova cvičení:

1. Úvod, bezpečnostní předpisy pro práci v elektrolaboratoři, laboratorní řád, seznámení s laboratoří, s měřicími přístroji a jejich zapojením, zdroje energie a regulace napětí a proudu v laboratoři. Chyby a nejistoty měření.

2. Měření stejnosměrných a střídavých proudů a napětí, digitální multimetr.

3. Měření odporů: metoda substituční, ohmova metoda pro malé a velké odpory.

4. Měření výkonu.

5. Osciloskopy: analogové a digitální, měření kmitočtu a fázového posunu.

6. Měření impedancí 1: indukčnost, LC metr.

7. Měření impedancí 2: kapacita, vyvážený můstek.

8. A/D a D/A převodníky.

9. Automatizovaná měření, měřicí systémy, LabView: aplikace v biomedicínských úlohách.

10. Chyby a nejistoty měření - příklady.

11. Charakteristika vícebranů.

12. Měření VA charakteristik polovodičů.

13. RC článek, přenosové vlastnosti.

14. Zápočet, konzultace k testům, rezerva.

Cíle studia:

Cílem výuky předmětu elektrická měření na FBMI je získat potřebné znalosti a dovednosti měření elektrických veličin a pochopit principy a vlastnosti nejužívanějších měřících přístrojů. Výuka je zaměřena na získání praktických dovedností pro uživatele měřících přístrojů a systémů, nikoliv pro jejich konstruktéry. Proto je také teoretická část věnovaná měřicím přístrojům omezena na nejnutnější pasáže, potřebné pro pochopení principu a funkce, které jsou nutné pro správnou volbu měřících přístrojů s ohledem na požadovanou přesnost měření.

Studijní materiály:

[1] Haasz V., Sedláček M.: Elektrická měření. Přístroje a metody. Praha: Vydavatelství ČVUT, 200. 337 s.

[2] Elektrotechnická měření. Praha: BEN, 2002. 255 s.

[3] Hejtmanová D., et al. Elektrická měření: Návody k laboratorním cvičením. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2005. 122 s.

[4] Ďaďo S., Vedral J. Číslicové měření: přístroje a metody. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2002. 232 s.

[5] Sedláček M., Haasz V. Uncertainties in electrical measurement. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2004. 33s.

[6] Literatura k nejistotám:

http://www.odbornecasopisy.cz/elektro/casopis/tema/jak-pochopit-vyjadrovani-nejistoty-mereni-spojene-s-metrologii-elektrickych-velicin--9881

http://www.odbornecasopisy.cz/elektro/casopis/tema/digitalni-multimetry-a-nejistota-mereni--9605

http://www.odbornecasopisy.cz/elektro/casopis/tema/vyjadrovani-vysledku-mereni--10770

Poznámka:
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Materiály ke stažení:

Přednášky: 
PřílohaVelikost
PDF icon EM_012.22 MB
PDF icon EM_022.52 MB
PDF icon EM_032.04 MB
PDF icon EM_05136.05 KB
PDF icon EM_06111.62 KB
PDF icon EM_07 (měření odporu)400.61 KB
PDF icon EM_08199.88 KB
PDF icon EM_09110.56 KB
PDF icon EM_11113.22 KB
PDF icon EM_12115.22 KB
PDF icon EM_14112.76 KB
PDF icon Nejistoty měření - příklady184.81 KB
PDF icon Měřicí systémy - RPAPS2016971 KB

Přednášky - odkaz: 

Další materiály dostupné na https://predmety.fbmi.cvut.cz/17bbem

Metodická příručka nebo studijní opora: 
PřílohaVelikost
Soubor Metodická příručka 2016/201741.17 KB