Detail předmětu

Teorie měření a regulace

FAST-CW056Ak. rok: 2018/2019

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

Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb (TST)

Výsledky učení předmětu

Zvládnutím předmětu Teorie měření a regulace získají studenti základní znalosti z teorie i praxe měření fyzikálních veličin a příslušné měřicí techniky. Získají znalosti potřebné pro přípravu, projekci i praxi v oboru měření i pro odbornou komunikaci. Seznámí se s fyzikálními principy snímačů neelektrických a elektrických fyzikálních veličin. Poznají teorii chyb a důvody jejich vzniku při měřeních. Seznámí se s pravidly pro návrh měřicích zařízení a měřicích řetězců. Dále získají znalosti o principech a příčinách průmyslového rušení. Studenti získají základní informace z oblasti základů automatické regulace a řízení technologických procesů. Výstupem je aktivní účast při řešení praktických úloh v rámci cvičení a prokázání vědomostí při zkoušce.

Prerekvizity

Základní informace o měření fyzikálních veličin na úrovni vysokoškolské fyziky.

Korekvizity

Matematika pro výpočty chyb a nejistot při měření, statistika. Technologie stavebních hmot a dílců.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka probíhá formou přednášek, cvičení a samostudia. Mimo knižní literaturu jsou k dispozici elektronické studijní opory a jednotlivé prezentace. Účast na přednáškách je doporučená, na cvičeních povinná.

Způsob a kritéria hodnocení

Pro úspěšné absolvování předmětu se předpokládá průběžné studium a účast na přednáškách i cvičeních. Student prokáže znalosti při odpovědích během zkoušky. Zápočet pro uzavření cvičení je podmíněn pravidelnou a aktivní účastí a správným řešením úloh.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

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.

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.

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-P-E-SI (N) magisterský navazující

    obor M , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný

  • Program N-K-C-SI (N) magisterský navazující

    obor M , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný

  • Program N-P-C-SI (N) magisterský navazující

    obor M , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

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

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

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.