Detail předmětu

Experimentální metody

FSI-QEMAk. rok: 2020/2021

Předmět "Experimentální metody" seznamuje studenty s postupy a metodami používanými při experimentálním řešení úkolů v programu automobilní a dopravní inženýrství, aby byli schopni je aplikovat v praxi. Vysvětluje základy moderních metod měření mechanických veličin a definuje strukturu měřícího a řídícího přístrojového řetězce. Měření kinematických veličin, sil, momentů, tlaku, teplot a hluku.

Garant předmětu

prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automobilního a dopravního inženýrství (ÚADI)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu získá teoretické znalosti a praktické zkušenosti s experimentální prací s důrazem na využití počítačů při měření i zpracování experimentu, je schopen pro jednodušší problémy zvolit postup řešení a orientovat se při výběru vhodné měřící techniky.

Prerekvizity

Základní znalosti z matematiky, fyziky, mechaniky a elektrotechniky na úrovní bakalářského vzdělání v oblasti strojírenství.

Doporučená nebo povinná literatura

KUTZ, Myer. Handbook of measurement in science and engineering. Hoboken, New Jersey: Wiley, 2013. ISBN 978-0-470-40477-5. (EN)
VENKATESHAN, S. P. Mechanical Measurements. 2. London: John Wiley&Sons, 2015. ISBN 978-11-1911-556-4. (EN)
TŮMA, Jiří. Vehicle gearbox noise and vibration: measurement, signal analysis, signal processing and noise reduction measures. Chichster: Wiley, 2014, xiv, 243 s. : il. ISBN 978-1-118-35941-9. (EN)
MCBEATH, Simon. Competition car data logging. 2nd ed. Newbury Park, Calif.: Haynes North America, 2008. ISBN 978-184-4255-658. (EN)
CROCKER, Malcolm J. Handbook of noise and vibration control. Hoboken: Wiley, 2007, xxiv, 1569 s. : il. ISBN 978-0-471-39599-7. (EN)
PAVELEK, Milan a Josef ŠTĚTINA. Experimentální metody v technice prostředí. 3. vyd. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2007, 215 s. ISBN 978-80-214-3426-4. (CS)
MIŠUN, Vojtěch. Vibrace a hluk. Vyd. 2. / v Akademickém nakladatelství CERM 1. vyd. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2005, 177 s. : il. ISBN 80-214-3060-5. (CS)
MARTYR, A. J. a M. A. PLINT. Engine Testing Theory and Practice. 3. Oxford: Elsevier, 2007. ISBN 978-0-7506-8439-2. (EN)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorními a počítačovými cvičeními.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky udělení zápočtu: aktivní účast na cvičení, vypracování elaborátů a složení zápočtového testu. Zkouška: zkouška prověřuje osvojení znalostí získaných na přednáškách, je orientována především na aplikaci těchto znalostí na měření a přístrojovou techniku, zkouška je písemná formou testu a možností ústního ověření znalostí, až 30% hodnocení tvoří klasifikace laboratorních cvičení.

Jazyk výuky

čeština

Cíl

Cílem předmětu je seznámit posluchače s metodami měření a přístupy při experimentálním řešení problémů se zaměřením na spalovací motory a motorová vozidla. Podstatné je získání základní představy o složitosti experimentálních prací a současných technických možnostech při jejich řešení.

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

Účast na cvičení je povinná. Neúčast je řešena s vyučujícím zadáním náhradního zadání.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-ADI-P magisterský navazující, 1. ročník, letní semestr, 6 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jaroslav Kašpárek, Ph.D.
doc. Ing. Pavel Novotný, Ph.D.
Ing. David Svída, Ph.D.
prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D.
Ing. Jan Vančura, Ph.D.
Ing. Lubor Zháňal, Ph.D.

Osnova

1. Základy teorie experimentu, pojmy a metody práce. Předpisy pro měření. Zpracování výsledků měření, Chyby a nejistoty měření.
2. Měření elektrických a neelektrických veličin. Měřicí řetězec. Snímače a jejich charakteristiky. Počítačové měřicí systémy. Digitalizace, vzorkovací frekvence. Měřicí karty, moduly a přístroje.
3. Měřicí software, LabVIEW, MATLAB.
4. Měření teplot, tlaků, průtoku a tepelných toků.
5. Tenzometry, metody vyhodnocení signálu tenzometrů, aplikace tenzometrů na snímače síly a tlaku.
6. Měření hluku, vibrací a otáček. Akustická měření při vývoji a provozu automobilů. Identifikace zdrojů hluku.
7. Úvod do experimentální modální analýzy.
8. Problematika měření spalovacích motorů na motorových zkušebnách. 9. Problematika měření na válcových zkušebnách zkušebnách, měření emisí.
10. Palubní diagnostika dopravních prostředků, datové sítě automobilu, On Board Diagnostic, komunikace na bázi sběrnice CAN.
11. Problematika měření na vozidle, Global Positioning Systém (GPS).
12. Jízdní zkoušky.
13. Měření a diagnostika vozidla, brzdy, tlumiče a geometrie.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Martin Beran
Ing. David Hloušek
Ing. Jaroslav Kašpárek, Ph.D.
Ing. Aleš Prokop, Ph.D.
Ing. Kamil Řehák, Ph.D.
Ing. Jan Vančura, Ph.D.
Ing. Lubor Zháňal, Ph.D.

Osnova

1. Bezpečnost práce v laboratoři, zpracování výsledků měření v MATLABu.
2. Základy práce v prostředí LabVIEW.
3. Měřicí řetězec, ukázka principů a kalibrace vybraných snímačů.
4. Měření teplot, tlaků, průtoku na spalovacím motoru.
5. Měření sil, otáček, motorový a válcový dynamometr.
6. Modální analýza, FFT.
7. Analýza mechanického kmitání motoru v závislosti na provozních otáčkách.
8. Akustická měření. Měření akustického výkonu zdroje hluku.
9. Měření hluku z dopravy.
10. Jízdní zkoušky, GPS.
11. OBD - Palubní diagnostika. Datalogging v automobilové technice. 12. Měření brzd, tlumičů a geometrie.
13. Zápočtový test, vyhodnocení protokolů.

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz