Detail předmětu

Elektronické měřicí systémy

FEKT-MPC-EMSAk. rok: 2020/2021

Předmět se zabývá technickými prostředky pro automatizaci měření. Jsou vysvětleny základní řešení měřicích systémů sestavených jak ze specializovaných měřicích přístrojů, tak i z univerzálních komponent. Pozornost je věnována zejména návrhu systému splňujícího zadané požadavky, výběru vhodných komponent a problematice softwarové implementace.

Výsledky učení předmětu

Absolvent zná:
- terminologii měřicích systémů,
- základní stavebnicové systémy pro automatizaci měření a odpovídající standardy.
Absolvent je schopen:
- provést teoretický návrh měřicího systému,
- stanovit zdroje nejistot v měřicím systému,
- sestavit jednoduchý měřicí systém včetně softwarové implementace (NI LabVIEW),
- stanovit požadavky na robustnost systému a jeho ovládání.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia a základní znalost platformy NI LabVIEW. Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka znalého pro samostatnou činnost“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Doporučená nebo povinná literatura

ČEJKA, M. Elektronické měřicí systémy. VUT-FEKT, 2002. Elektronická skripta - VUT v Brně (CS)
KOCOUREK, P. Číslicové měřicí systémy. Vydavatelství ČVUT. (CS)
MATYÁŠ, V. Automatizace měření. SNTL Praha, 1998. (CS)
Normy IEEE, ČSN, firemní literatura Keysight, National Instruments. (CS)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Metody vyučování zahrnují přednášky a laboratorní cvičení.

Způsob a kritéria hodnocení

Až 30 bodů za práci v laboratoři:
- teoretický test - až 8 bodů (společně pro obory EEN, EKT a KAM),
- 2 projekty (pouze pro obory EEN, EKT) nebo 3 praktické testy (pouze pro obor KAM) - až 22 bodů.
Zápočet je podmíněn odevzdáním hodnotitelného výstupu v každém projektu/testu a minimálním bodovým ziskem z hodnocených aktivit alespoň 10 bodů.
Až 70 bodů za závěrečnou písemnou zkoušku, zkouška se skládá z teoretické části (30 bodů) a z příkladové části (40 bodů), přičemž pro úspěšné ukončení předmětu zapotřebí získat alespoň 50% bodů z každé části zkoušky.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

Přednášky:
1. Úvod, seznámení s obsahem předmětu, návrh měřicího systému, opakování problematiky nejistot měření.
2. Konstrukce kvalifikovaných odhadů zdrojů nejistot v měřicích systémech, příklady jejich tvorby v oblasti měřicích prostředků a snímačů neelektrických veličin.
3. Teoretické základy automatizace měření - typická struktura měřicího řetězce, obvody pro úpravu signálu v měřicím řetězci, vzorkování a jeho vazba na strukturu měřicího řetězce, stanovení fázového posuvu v měřicím systému, aliasing efekt a jeho vliv na měřicí řetězec včetně možnosti jeho potlačení, měřicí ústředny.
4. Sběrnice používané pro automatizaci měření (RS-232, RS-422/423, EIA-485, USB, GPIB, Ethernet, PCI a PCIe).
5. Specializované přístroje pro použití v měřicích řetězcích a jejich typické vlastnosti sledované při návrhu měřicího systému, možnosti jejich zapojení do automatizovaných měřicích systémů, jazyk SCPI a model komunikace.
6. Softwarové prostředky pro automatizaci měření, virtuální instrumentace a její filozofie, jednoduchý měřicí hardware NI USB, práce se specifikacemi, použití driverů DAQmx.
7. Spohlehlivost, elektromagnetická kompatibilita.
8. Modulární měřicí systémy, základní historický přehled, systémy PXI, cDAQ.
9. Proprietální systém NI cRIO, základní struktura a vlastnosti systému, hw model systému a typy datové komunikace, digitální linky v měřicích systémech obecně, vlastnosti a konstrukce přepínačů signálů.
10. Pokročilé programování a algoritmizace v systémech NI cRIO.
11. Metrologie a normy související s automatickými měřicími přístroji a systémy (ČSN EN 60359), aplikace automatizovaných měřicích systémů ve zkušebnictví.

Cíl

Cílem předmětu je seznámit studenty s postupem návrhu a realizace měřicích systémů. Student se naučí pracovat s měřicími systémy a orientovat se v problematice automatizace měření. Student je schopen zvolit vhodnou koncepci měřicího systému, sestavit jej a stanovit nejistotu měření. Zná způsob obecného popisu vlastností a struktury měřicího systému.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Účast v laboratorních cvičeních je kromě účasti na testech nepovinná, základem pro hodnocení jsou odevzdané projekty či testy v určených cvičeních během semestru.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-EKT magisterský navazující, 1. ročník, letní semestr, 7 kreditů, povinně volitelný
  • Program MPC-KAM magisterský navazující, 1. ročník, letní semestr, 7 kreditů, povinný
  • Program MPC-EEN magisterský navazující, 2. ročník, letní semestr, 7 kreditů, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

eLearning