Tematické okruhy otázek ke státní doktorské zkoušce

MĚRICÍ TECHNIKA

Teorie měření

Základní pojmy reprezentační a informační teorie měření: měřicí škály a jejich typy, zbytková entropie veličiny po měření, entropická hodnota chyby měření.

Chyby měření: chyby systematické a náhodné, možnosti zmenšování systematických chyb, možnosti zmenšování náhodných chyb, chyby dynamických měření a možnost jejich korekce, chyby číslicových měření.

Vyhodnocování nejistot měření: nejistoty typu A, nejistoty typu B, celkové a rozšířené nejistoty.

Fyzikální principy využívané při realizaci primárních etalonů elektrických veličin:Josephsonův jev, kvantový Hallův jev.

Plánování experimentu, analýza ovlivňujících jevů, klasifikace a porovnání metod měření.

Měřicí a přístrojová technika

Digitalizace a rekonstrukce signálu: základní pojmy a jevy - vzorkovací teorém, statistické vlastnosti, kvantovací chyby, jev překládání spektra a způsoby jeho potlačení; rekonstrukce signálu ze vzorků - interpolace; architektura a obvodová řešení vzorkovacích obvodů a převodníků A/Č a Č/A; převodníky pro velmi rychlé signály a převodníky optimalizované z hlediska přesnosti, zlepšování metrologických parametrů digitalizátorů přídavným signálem.

Měřicí přístroje: číslicové multimetry (včetně převodníků parametrů střídavých signálů); číslicové měření odporu a impedancí; měření časových intervalů, kmitočtu a fáze; číslicové osciloskopy a záznamníky signálů - typické uspořádání, problematika vstupních obvodů, paměťová část, adaptivní vzorkování; generátory - přímá kmitočtová syntéza; referenční zdroje napětí a proudu; lock-in zesilovače.

Elektronické obvody měřicích přístrojů: měřicí zesilovače (nízkošumové, s galvanickým oddělením, vysokofrekvenční), měřicí převodníky, filtry, integrátory, zdroje referenčních napětí, spínané zdroje.

Zpracování signálu v měřicí technice: základní pojmy a vztahy Fourierovy transformace, rychlá Fourierova transformace, význam okénkových funkcí; kepstrální analýza, analytický signál; základní typy přístrojové realizace číslicových analyzátorů; číslicové filtry; metody zpracování signálu používané v technické diagnostice.

Senzory a převodníky

Senzory a převodníky pro měření tepelných veličin: odporové a polovodičové teploměry, termočlánky, pyrometrie; linearizace a analýza chyb; perspektivní měřicí obvody.

Metody a senzory pro měření tlaku, průtoku a hladiny: základní typy tlakoměrů a průtokoměrů; ultrazvukové principy, vírové senzory, Coriolisovy průtokoměry.

Senzory a převodníky pro měření mechanických a geometrických veličin: senzory vibrací a síly; magnetické, optoelektronické, kapacitní a ultrazvukové senzory polohy a rozměrů; senzory lineární a úhlové rychlosti a zrychlení; senzory pro měření síly a kroutícího momentu; taktilní senzory.

Senzory pro analýzu látek a měření jaderného záření: chemické senzory, biosenzory, chromatografie, spektroskopie; senzory pro jaderné záření, zejména polovodičové.

Senzory elektrických a magnetických veličin: měření magnetického pole . polovodičové senzory, fluxgate, rezonanční senzory, feromagnetické magnetorezistory, SQUID; bezkontaktní měření elektrického proudu a napětí.

Senzorové technologie a aplikace: nové materiály a technologie v senzorové technice, inteligentní senzory, aplikace senzorů v diagnostice.

Systémy pro měření, sběr a zpracování dat

Laboratorní systémy složené ze samostatných přístrojů: standardní rozhraní umožňující připojení měřicích přístrojů k počítači - základní vlastnosti a parametry; princip komunikace; systém stavových registrů; způsoby programování.

Měřicí systémy na bázi PC: měřicí moduly se standardním rozhraním - struktura, možnosti přenosu dat do paměti počítače, dosažitelná rychlost přenosu, dynamické vlastnosti AČ a ČA modulů; programování měřicích systémů na bázi PC; obvody pro analogové předzpracování signálu.

Průmyslové modulární systémy: používané standardizované sběrnice - základní parametry a vlastnosti, programování průmyslových modulárních systémů.

Distribuované měřicí systémy: základní rozdělení průmyslových sběrnic; fyzická vrstva - používaná přenosová media.

Přenos naměřených dat: přenosový kanál - druh, přenosová kapacita, kódování, zabezpečení.

Elektromagnetická kompatibilita systémů pro měření a sběr dat