English

Katalog předmětů

Identifikace

KódCW056
NázevTeorie měření a regulace
Course nameTheory of Measurement and Control

Zařazení

Zařazení ve studijních programech

Rozsah výuky

Přednášky2 [hodiny/týden], nepovinná
Cvičení2 [hodiny/týden], povinná

Zabezpečení výuky

ÚstavÚstav technologie, mechanizace a řízení staveb
GarantVáclav Rada

Obsahové informace

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.
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.

Harmonogram přednášky

  • 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.

Harmonogram cvičení

  • 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.
Základní informace o měření fyzikálních veličin na úrovni vysokoškolské fyziky.

Základní literatura předmětu

LOCHARD, P.: Measurement, Belknap Press, 2014
NĚMEČEK, P.: Nejistoty měření, Česká společnost pro jakost, Praha, 2008

Doporučená literatura ke studiu předmětu

YURISH, S.,Y.: Digital Sensors and Sensor Systems: Practical Design, IFSA Publishing, 2011
RIPKA, P., TIPEK, A.: Master Book on Sensors - Part A + Part B, BEN - technická literatura, 2008