Popis předmětu - BD5B38EMA

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
BD5B38EMA Elektrická měření Rozsah výuky:14P+6L
Garanti:Haasz V. Role:P Jazyk výuky:CS
Vyučující:Haasz V. Zakončení:KZ
Zodpovědná katedra:13138 Kreditů:5 Semestr:L

Anotace:

Osnovou pro přípravu na přednášky jsou podklady přednášek pro denní studium doplněné o odkazy na zdroj informací [výčet stran] v monografii: Haasz, V. - Sedláček, M.: Elektrická měření. Přístroje a metody. Monografie ČVUT, Praha 2003 Studenti přichází na přednášku (konzultaci) s připravenými materiály (k dispozici na Moodle), během přednášky jsou vyjasněny základní principy a zodpovězeny dotazy studentů. Po každé přednášce dostanou studenti přes Moodle zadané příklady k samostatnému řešení. Vypracované příklady jsou obodovány a získané body jsou součástí hodnocení pro klasifikovaný zápočet. Jejich zvládnutí je rovněž dobrým základem pro úspěšné absolvování závěrečného komplexního testu. Typické příklady k tématům jsou uvedeny za osnovami jednotlivých přednášek.

Cíle studia:

Předmět seznamuje studenty se základními metodami používanými v elektrických a magnetických měřeních a s vyhodnocením přesnosti měření pomocí nejistot. Důraz je kladen na minimalizaci metodických chyb vhodnou volbou metody a použité měřicí techniky. U jednotlivých metod měření elektrických veličin jsou ukázány principy senzorů, které tyto veličiny využívají. Ve vybraných laboratorních úlohách se studenti naučí správně používat běžné moderní měřicí přistroje a získají dovednosti při samostatném zapojování měřicích obvodů.

Osnovy přednášek:

OBSAH TEMAT z předmětu ELEKTRICKÁ MĚŘENÍ podklady pro předmět BD5B38EMA
1. ÚVOD, PŘESNOST MĚŘENÍ
Význam měření pro výrobu a její automatizaci, měřicí řetězec Přesnost měření, nejistota měření, nejistota typu A a typu B, kombinovaná nejistota Nejistoty měření ukazovacími (analogovými) a číslicovými měřicími přístroji Nejistota při nepřímých měřeních Chyba metody a její korekce
2. PŘÍSTROJE PRO MĚŘENÍ NAPĚTÍ A PROUDU
Analogové měřicí přístroje - základní princip, číslicové multimetry - základní struktura Přístroje pro měření stejnosměrného napětí: princip magnetoelektrického ústrojí, voltmetr s magnetoelektrickým ústrojím, multimetr v režimu měření stejnosměrného napětí Přístroje pro měření stejnosměrného proudu: ampérmetr s magnetoelektrickým ústrojím, multimetr v režimu měření stejnosměrného proudu Přístroje pro měření střídavého napětí a proudu měřící střední hodnotu: magnetoelektrický multimetr s usměrňovačem, levný číslicový multimetr v režimu měření střídavého napětí nebo proudu Přístroje pro měření střídavého napětí a proudu měřící efektivní hodnotu: elektromagnetický voltmetr / ampérmetr, kvalitní číslicový multimetr v režimu měření střídavého napětí nebo proudu
3. MĚŘICÍ PŘEVODNÍKY ELEKTRICKÝCH VELIČIN (1)
Měřicí zesilovače: požadavky na měřicí zesilovače, záporná zpětná vazba, ideální operační zesilovač, základní zapojení měřicích zesilovačů s OZ Měření malých napětí a proudů s využitím OZ, určení nejistoty měření (včetně vlivu vstupní napěťové nesymetrie a vstupních klidových proudů), Převodníky střední hodnoty: aktivní - neřízené (operační usměrňovače),
4. MĚŘENÍ KMITOČTU A FÁZOVÉHO ROZDÍLU
Měření kmitočtu: zdroje etalonového kmitočtu, přímé měření osciloskopem, čítače (přímé měření f - možnost vzniku falešného údaje, měření T - průměrování), elektronické analogové kmitoměry Měření fázového rozdílu osciloskopem a čítačem, další možnosti měření (přehled)
5. MĚŘENÍ PROUDU, NAPĚTÍ a VÝKONU EL. PROUDU
Měření proudu a napětí Etalony, referenční a kalibrační zdroje (včetně principu pulsně-šířkové modulace) Měření stejnosměrného napětí: přehled možností s ohledem na velikost měřeného napětí, princip kompenzační metody (kde se využívá), měření velmi malých napětí, vliv vstupní napěťové nesymetrie skutečného OZ, automaticky nulovaný zesilovač, modulační zesilovač (principy), měření teploty termočlánky Měření stejnosměrného proudu: přehled možností s ohledem na velikost měřeného proudu, metody pro měření velkých proudů Měření střídavého napětí a proudu: přehled použitelných přístrojů a jakou hodnotu měří, měření střídavého proudu (přehled) Měřicí transformátory (U i I, náhradní schéma, zapojení, použití, chyby) Měření výkonu el. proudu: Výkon stejnosměrného proudu (V-metrem a A-metrem, chyby metody) Definice P, Q, S - měření výkonu v jednofázových sítích (P, Q, chyba metody) Číslicový W-metr (širokopásmové převodníky I U, kmitočtově kompenzované děliče) Měření spotřeby el. energie - indukční a elektronický elektroměr
6. , 7. ANALOGOVĚ - ČÍSLICOVÉ A ČÍSLICOVĚ - ANALOGOVÉ PŘEVODNÍKY ČÍSLICOVÉ MULTIMETRY
Princip vzorkování a kvantování (vzorkovací teorém, vzorkovač, udávané parametry) Č-A převodníky - základní princip Integrační AČP (dvojí integrace, potlačení střídavého rušení, převod U ?f, ??) Kompenzační AČP (postupná aproximace, použití, parametry) Komparační AČP (princip, použití, parametry) Číslicové multimetry - blokové schéma, souhlasné rušení, vstupní svorky, potlačení souhlasného rušení, princip autokalibrace a softwarové kalibrace
8. MĚŘENÍ ODPORU
Etalony odporu Měření odporu V-metrem a A-metrem (chyby metody, měření malých a velkých odporů, rušivé vlivy a jejich odstranění) Sériová srovnávací metoda (přesnost, užití, rušivé vlivy) Převodník R U Wheatstoneův můstek - podmínka rovnováhy - nevyvážený Wheatstoneův můstek (napájení ze zdroje U a zdroje I, linearizace) Odporové senzory (potenciometrické snímače polohy, odporové teploměry, tenzometry)
9. MĚŘICÍ PŘEVODNÍKY EL. VELIČIN (2)
Převodníky ef. hodnoty (s teplotně závislými prvky, implicitní) Převodníky pro měření součinu (logaritmické, řízený R, s Hallovou sondou, amplitudově-šířková modulace) Řízené usměrňovače - princip, vlastnosti, měření fázoru napětí
10. MĚŘENÍ IMPEDANCÍ A ADMITANCÍ (R-L, C-G)
Náhradní schémata, etalony Číslicové měření impedancí a admitancí (fázorový princip) Další metody měření impedancí a admitancí Střídavé můstky (princip, podmínky rovnováhy) Kapacitní a indukčnostní senzory, LVDT
11. MAGNETICKÁ MĚŘENÍ
Měření magnetické indukce a intenzity magnetického pole Stejnosměrné pole - Hallova a feromagnetická sonda, anizotropní magnetorezistor Střídavé pole - měřicí cívka Měření charakteristik feromagnetických materiálů Stejnosměrné magnetování (uzavřený vzorek - hysterezní smyčka, odvození vztahů, měřítka os; otevřený vzorek - měření H, způsoby magnetování) Střídavé magnetování (zobrazení dynamické hysterezní smyčky na osciloskopu, určení měřítek os - odvození, měření amplitudové a vratné permeability) Měření ztrát ve feromagnetiku (technické i nf kmitočty [z dynamické smyčky, wattmetrem - kmitočtová omezení], Epsteinův přístroj)
12. DALŠÍ MĚŘICÍ PŘÍSTROJE (1)
analogový osciloskop (základní parametry, blokové schéma, spouštěná časová základna - princip synchronizace, pasivní sonda k osciloskopu, dvoukanálový osciloskop - blokové schéma, dva režimy činnosti a jejich použití) osciloskop s číslicovou pamětí - (princip, blokové schéma, způsob zobrazení, stroboskopická metoda, možnosti spouštění)
13. DALŠÍ MĚŘICÍ PŘÍSTROJE (2), OPTOELEKTRICKÉ SENZORY
Nízkofr ekvenční generátory měřicích signálů - generátory harmonických signálů, funkční generátory, generátory programovatelných průběhů Číslicové přístroje řízené procesorem - využití P pro: vlastní měření, testování, předzpracování naměřených hodnot, autokalibraci a softwarovou kalibraci, pomocné funkce Optoelektrické senzory - inkrementální čidla, kódové kotouče, CCD a PSD snímače
14. MĚŘICÍ SYSTÉMY
Přehled - základní principy, použití, uživatelské vlastnosti Měřicí systém GP-IB (IEEE 488, IEC625 a další) - popis, princip komunikace, přenos zpráv a vícevodičových příkazů, princip přerušovacího systému a jeho význam, norma IEEE 488.2 (co definuje navíc), standardní systém příkazů SCPI Měřicí systémy na bázi zásuvných měřicích karet do PC, multifunkční karta (blok. schéma, uživatelské vlastnosti) Možnosti programování

Osnovy cvičení:

V šestihodinovém soustředění studenti ve 2 až 3 členných skupinách absolvují 8 laboratorních úloh. 6 úloh je společných bez ohledu na další "zaměření" (Kmitočtová závislost střídavých voltmetrů, Měřicí zesilovače, Vliv tvaru křivky na údaj měřicího přístroje, Měření výkonu jednofázové zátěže, Měření kmitočtu a doby periody čítačem, Měření rozptylového magnetického pole transformátoru), pro průchod "silno" dále úlohy: Měření malých odporů, 3 fáz výkony, pro průchod "slabo" úlohy: Měření malých proudů, Číslicový měřič impedancí a admitancí

Literatura:

[1] Haasz, V. - Sedláček, M.: Elektrická měření. Přístroje a metody (2. vydání). Monografie ČVUT, Praha 2003
doporučená:
[2] Placko D. : Fundamentals of Instrumentation and Measurement, ISTE 2007, ISBN 1 905209 39 8
[3] Northrop R.B.: Introduction to Instrumentation and Measurements, CRC 2005, 0-8493-3773-9
[4] Kolektiv: Elektrická měření. Návody k laboratorním cvičením. Skripta FEL ČVUT, Praha 2007
Studenti dále dostávají k dispozici osnovu slidu ke konzultacim. Volně rovněž dostanou v elektronické formě skripta [4] Předmět je podporován v prostředí moodle https://moodle.fel.cvut.cz/course/view.php?id=718

Požadavky:

Webová stránka:

https://moodle.fel.cvut.cz/course/view.php?id=718

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
BKEEK_2016 Před zařazením do oboru P 4


Stránka vytvořena 13.12.2019 17:50:30, semestry: Z,L/2020-1, L/2018-9, Z,L/2019-20, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)
Za obsah odpovídá: doc. Ing. Ivan Jelínek, CSc.