Detail předmětu
Teorie měření a regulace
Akademický rok 2023/24
CW056 předmět zařazen v 1 studijním plánu
N-P-C-SI (N) / M letní semestr 1. ročník
Teoretické i praktické znalosti potřebné při získávání informací z výrobních procesů pomocí měření fyzikálních veličin. Znalosti potřebné pro odbornou komunikaci v oboru měření. Základy teorie měření a přenosu informací. Vznik, příčiny a výpočty chyb. Fyzikální principy snímačů. Praktické použití snímačů fyzikálních veličin. Možnosti využití počítačů při získávání a následném zpracování informací, programové vybavení. Principy vzniku průmyslového rušení a jeho odstranění. Bezpečnost práce s elektrickými zařízeními. Základy řídicí a regulační techniky.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Cíl
Seznámit studenty se základy teorie měření, regulace a systémů. Měřicí řetězce a jejich prvky. Využití výpočetní techniky při sběru a zpracování dat. Řízení a ovládání technologických linek. Průmyslové rušení a odstraňování jeho negativního vlivu.
Znalosti
Zvládnutím cílů předmětu Teorie měření a regulace získají studenti základní znalosti z teorie i praxe měření a měřicí techniky. Seznámí se s pravidly pro zadání skladby měřicích řetězců, s fyzikálními principy čidel. Dále z oblasti základů regulace a řízení technologických procesů a linek. Výstupem jsou i znalosti o principech a příčinách průmyslového rušení.
Osnova
1. Základy teorie měření a principy měření fyzikálních veličin. Názvosloví. Teorie informace. Informační a měřicí data. Etalony.
2. Základní vlastnosti snímačů a čidel. Přehled fyzikálních principů, základní využití v praxi. Odporové, kapacitní a tenzometrické snímače.
3. Piezoelektrické snímače, snímače s Hallovým jevem, optické, polovodičové a mikroelektronické snímače.
4. indukčnostní, indukční a magnetické snímače.
5. Snímače se CCD prvky, termoemisivní a bezkontaktní snímače.
6. Snímače chemické, laserové, ultrazvukové, taktilní a nanosnímače.
7. Teorie a praxe vzniku chyb – výpočet hodnoty. Neurčitosti a nejistota při měření.
8. Hodnocení nejistot při měření. Přesnost, spolehlivost, opakovatelnost a korektnost měření. Kalibrace.
9. Měření teploty, tlaku, rychlosti, zrychlení, vibrací.
10. Měření taktilními snímači. Měření průtoku, rychlosti, vzdálenosti, objemu, hladiny a elektrických veličin.
11. Převod neelektrických veličin na elektrické. Převodníky. Spolehlivost a inteligence snímačů. Měřicí řetězce a jejich prvky. Analytické měřicí soustavy.
12. Využití výpočetní techniky. Propojovací systémy a jejich protokoly. Programové prostředky pro měření.
13. Základy automatizační a regulační techniky. Teorie řízení. Lineární, nelineární, extremální systémy. Systémy s fuzzy a se selskou logikou. Prvky řízení a ovládání technologických linek.
2. Základní vlastnosti snímačů a čidel. Přehled fyzikálních principů, základní využití v praxi. Odporové, kapacitní a tenzometrické snímače.
3. Piezoelektrické snímače, snímače s Hallovým jevem, optické, polovodičové a mikroelektronické snímače.
4. indukčnostní, indukční a magnetické snímače.
5. Snímače se CCD prvky, termoemisivní a bezkontaktní snímače.
6. Snímače chemické, laserové, ultrazvukové, taktilní a nanosnímače.
7. Teorie a praxe vzniku chyb – výpočet hodnoty. Neurčitosti a nejistota při měření.
8. Hodnocení nejistot při měření. Přesnost, spolehlivost, opakovatelnost a korektnost měření. Kalibrace.
9. Měření teploty, tlaku, rychlosti, zrychlení, vibrací.
10. Měření taktilními snímači. Měření průtoku, rychlosti, vzdálenosti, objemu, hladiny a elektrických veličin.
11. Převod neelektrických veličin na elektrické. Převodníky. Spolehlivost a inteligence snímačů. Měřicí řetězce a jejich prvky. Analytické měřicí soustavy.
12. Využití výpočetní techniky. Propojovací systémy a jejich protokoly. Programové prostředky pro měření.
13. Základy automatizační a regulační techniky. Teorie řízení. Lineární, nelineární, extremální systémy. Systémy s fuzzy a se selskou logikou. Prvky řízení a ovládání technologických linek.
Prerekvizity
Základní informace o měření fyzikálních veličin na úrovni vysokoškolské fyziky.
Jazyk studia
čeština
Kredity
5 kreditů
semestr
letní
Způsob a kritéria hodnocení
zápočet a zkouška
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.
Nabízet zahraničním studentům
Nenabízet
Předmět na webu VUT
Přednáška
13 týdnů, 2 hod./týden, nepovinné
Osnova
1. Základy teorie měření a principy měření fyzikálních veličin. Názvosloví. Teorie informace. Informační a měřicí data. Etalony.
2. Základní vlastnosti snímačů a čidel. Přehled fyzikálních principů, základní využití v praxi. Odporové, kapacitní a tenzometrické snímače.
3. Piezoelektrické snímače, snímače s Hallovým jevem, optické, polovodičové a mikroelektronické snímače.
4. indukčnostní, indukční a magnetické snímače.
5. Snímače se CCD prvky, termoemisivní a bezkontaktní snímače.
6. Snímače chemické, laserové, ultrazvukové, taktilní a nanosnímače.
7. Teorie a praxe vzniku chyb – výpočet hodnoty. Neurčitosti a nejistota při měření.
8. Hodnocení nejistot při měření. Přesnost, spolehlivost, opakovatelnost a korektnost měření. Kalibrace.
9. Měření teploty, tlaku, rychlosti, zrychlení, vibrací.
10. Měření taktilními snímači. Měření průtoku, rychlosti, vzdálenosti, objemu, hladiny a elektrických veličin.
11. Převod neelektrických veličin na elektrické. Převodníky. Spolehlivost a inteligence snímačů. Měřicí řetězce a jejich prvky. Analytické měřicí soustavy.
12. Využití výpočetní techniky. Propojovací systémy a jejich protokoly. Programové prostředky pro měření.
13. Základy automatizační a regulační techniky. Teorie řízení. Lineární, nelineární, extremální systémy. Systémy s fuzzy a se selskou logikou. Prvky řízení a ovládání technologických linek.
Cvičení
13 týdnů, 2 hod./týden, povinné
Osnova
1. Bezpečnost práce s elektrickými zařízením – úrazy elektrickým proudem.
2. Průmyslové rušení, příčiny, následky, omezení škodlivého vlivu.
3. Analogový a digitální signál – digitalizace, převodníky.
4. Rozdělení snímačů. Cejchování. Speciality konstrukcí snímačů. Spolehlivost a inteligence snímačů.
5. – 6. Rozbor chyb a jejich výpočty.
7. Rozbor nejistot při měření a základy jejich výpočtu.
8. Měřicí řetězce. Propojovací systémy a jejich protokoly.
9. – 10. Využití výpočetní techniky. Vybrané ukázky programových prostředků pro měření.
11. Praktické ukázky použití výpočetní techniky při zpracování a vyhodnocování výsledků měření.
12. Prvky řízení a ovládání technologických linek.
13. Modelování a simulace systémů řízení a ovládání technologických linek.