Rok akademicki: 2030/2031 Kod: EEL s Punkty ECTS: 4. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Transkrypt

1 Nazwa modułu: Systemy pomiarowe Rok akademicki: 2030/2031 Kod: EEL s Punkty ECTS: 4 Wydział: Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej Kierunek: Elektrotechnika Specjalność: - Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: - Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 6 Strona www: Osoba odpowiedzialna: dr hab. inż. Sroka Ryszard (rysieks@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: dr inż. Piwowar Piotr (ppiwowar@agh.edu.pl) dr inż. Żegleń Tadeusz (tezet@agh.edu.pl) Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń) Wiedza M_W001 Zna i rozumie podstawowe pojęcia dotyczące systemów pomiarowych, zna ich strukturę i obszary zastosowań. EL1A_W16 M_W002 Ma uporządkowaną wiedzę dotyczącą budowy wybranych czujników i ich właściwości statycznych i dynamicznych. EL1A_W12 M_W003 Zna i rozumie zasady działania podstawowych elementów analogowych i cyfrowych stosowanych w systemach pomiarowych. EL1A_W09 M_W004 Zna i rozumie zasady przetwarzania A/C i C/A, źródła i skutki zakłóceń w systemach pomiarowych oraz metody ich eliminacji. EL1A_W08, EL1A_W12, EL1A_W16 Umiejętności M_U001 Potrafi dobrać czujniki i przetworniki o właściwościach odpowiednich do postawionego zadania pomiarowego. EL1A_U12 laboratoryjnych, Zaliczenie laboratorium 1 / 6

2 M_U002 Potrafi zaprojektować prosty system pomiarowy, zbudować model wybranego elementu takiego systemu i przeprowadzić jego badania symulacyjne, a także zbudować i samodzielnie go uruchomić oraz opracować jego dokumentację. EL1A_U07, EL1A_U08, EL1A_U09, EL1A_U15 laboratoryjnych M_U003 Potrafi przeprowadzić pomiary z wykorzystaniem karty pomiarowej oraz sprawnie i świadomie posługiwać się systemami "przyrządowymi", jak np. multimetr i oscyloskop cyfrowy oraz komunikować się z nimi przez interfejs. EL1A_U12 laboratoryjnych, Zaliczenie laboratorium M_U004 Potrafi zaplanować pracę zespołu i sprawnie oraz bezpiecznie w tym zespole pracować. EL1A_U02, EL1A_U21 laboratoryjnych Kompetencje społeczne M_K001 Ma świadomość szybko zmieniających się możliwości technicznych i technologicznych w zakresie współczesnych systemów pomiarowych oraz rozumie konieczność ciągłego dokształcania się. EL1A_K01, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych M_K002 Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną i zespołu, w którym pracuje i jest gotowy podporządkować się zasadom pracy zespołowej. EL1A_K04 laboratoryjnych Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład Ćwiczenia audytoryjne Ćwiczenia laboratoryjne Ćwiczenia projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne Inne terenowe E-learning Wiedza M_W001 M_W002 M_W003 M_W004 Zna i rozumie podstawowe pojęcia dotyczące systemów pomiarowych, zna ich strukturę i obszary zastosowań. Ma uporządkowaną wiedzę dotyczącą budowy wybranych czujników i ich właściwości statycznych i dynamicznych. Zna i rozumie zasady działania podstawowych elementów analogowych i cyfrowych stosowanych w systemach pomiarowych. Zna i rozumie zasady przetwarzania A/C i C/A, źródła i skutki zakłóceń w systemach pomiarowych oraz metody ich eliminacji. 2 / 6

3 Umiejętności M_U001 M_U002 M_U003 M_U004 Potrafi dobrać czujniki i przetworniki o właściwościach odpowiednich do postawionego zadania pomiarowego. Potrafi zaprojektować prosty system pomiarowy, zbudować model wybranego elementu takiego systemu i przeprowadzić jego badania symulacyjne, a także zbudować i samodzielnie go uruchomić oraz opracować jego dokumentację. Potrafi przeprowadzić pomiary z wykorzystaniem karty pomiarowej oraz sprawnie i świadomie posługiwać się systemami "przyrządowymi", jak np. multimetr i oscyloskop cyfrowy oraz komunikować się z nimi przez interfejs. Potrafi zaplanować pracę zespołu i sprawnie oraz bezpiecznie w tym zespole pracować. Kompetencje społeczne M_K001 M_K002 Ma świadomość szybko zmieniających się możliwości technicznych i technologicznych w zakresie współczesnych systemów pomiarowych oraz rozumie konieczność ciągłego dokształcania się. Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną i zespołu, w którym pracuje i jest gotowy podporządkować się zasadom pracy zespołowej Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład Pojęcia podstawowe Układ i system pomiarowy, funkcje, podział, obszary zastosowań i metody projektowania systemów pomiarowych, struktura i jednostki funkcjonalne systemu, przykładowe rozwiązania struktur systemów pomiarowych (systemy przyrządowe, modułowe, karta pomiarowa, rejestratory cyfrowe itp.). Czujniki i przetworniki pomiarowe Podstawowe informacje o czujnikach i przetwornikach pomiarowych, właściwości statyczne i dynamiczne przetworników, charakterystyki częstotliwościowe, przetwarzanie niezniekształacające, błędy przetworników pomiarowych. 3 / 6

4 Analogowe elementy systemów pomiarowych Wzmacniacz operacyjny, jego właściwości i układy pracy, filtry analogowe i metody ich projektowania, układy modulacji, multipleksery analogowe. Elementy techniki cyfrowej w torach pomiarowych Podstawy algebry Boole a, układy kombinacyjne i sekwencyjne, podstawowe funktory (bramki) oraz ich właściwości statyczne i dynamiczne, przerzutniki, liczniki i rejestry, transkodery i dekodery, multipleksery cyfrowe, metody separacji optycznej. Podstawy przetwarzania A/C i C/A Etapy przetwarzania A/C: próbkowanie, kwantowanie, kodowanie; twierdzenie o próbkowaniu, jego założenia i ograniczenia; zjawisko aliasingu i metody zapobiegania temu zjawisku; budowa i zasady działania przetworników C/A i A/C oraz ich podstawowe właściwości. Cyfrowe pomiary wielkości elektrycznych Metody cyfrowego pomiaru napięć, prądów, mocy, energii, czasu, częstotliwości i kąta przesunięcia fazowego. Błędy i ograniczenia pomiarów cyfrowych. Interfejsy stosowane w pomiarach Interfejs, system interfejsu, interfejsy szeregowe i równoległe, protokoły i warstwa sprzętowa; RS232, RS485, USB, IEEE488 (IEC625), systemy magistralowe VME (VXI), PXI. Karty pomiarowe, oscyloskop cyfrowy, rejestratory cyfrowe Budowa i podstawowe właściwości kart pomiarowych i rejestratorów cyfrowych, sposób ich doboru do konkretnego zadania pomiarowego, oscyloskop cyfrowy, budowa, właściwości, parametry, stosowane metody wyzwalania i próbkowania w oscyloskopach cyfrowych, problem przeinaczania właściwego i percepcyjnego. Zakłócenia w systemach pomiarowych Źródła zakłóceń, zakłócenia szeregowe i równoległe, miary zakłóceń, metody ochrony przed zakłóceniami (ekranowanie, skręcania przewodów, filtracja, symetryzacja układów, izolacja galwaniczna), budowa i właściwości separatorów galwanicznych. Oprogramowanie do integracji systemów pomiarowych Przykłady oprogramowania do integracji systemów: LabView, Dasylab itp.; możliwości wykorzystania, sterowniki, podstawowe funkcje itp. Ćwiczenia laboratoryjne Wprowadzenie i sprawy formalne np. BHP (1 godz.) Analiza właściwości filtrów dolnoprzepustowych Analiza właściwości filtrów pasmowoprzepustowych Badanie właściwości multipleksera analogowego Zakłócenia równoległe i metody ich minimalizacji System pomiarowy z uniwersalnym multimetrem (interfejs RS232) Badanie właściwości toru pomiarowego z modulacją amplitudy Programowalne układy cyfrowe Programowalne układy analogowe Integracja prostego systemu pomiarowego 4 / 6

5 Sprawdzanie wiadomości Sposób obliczania oceny końcowej 1. Aby uzyskać pozytywną ocenę końcową niezbędne jest uzyskanie pozytywnej oceny z laboratorium oraz egzaminu. 2. Obliczana jest średnia ważona ocen z laboratorium (50%) i egzaminu (50%) 3. Ocenę końcową ustala się zgodnie z regulaminem studiów, po uwzględnieniu współczynników wagowych zależnych od terminu uzyskania zaliczenia i zdania egzaminu (I termin 1; II termin 0.8; III termin 0.7). Wymagania wstępne i dodatkowe Znajomość podstaw teorii obwodów, podstaw metrologii i elektroniki. Zalecana literatura i pomoce naukowe 1. Stabrowski M.: Miernictwo elektryczne cyfrowa technik pomiarowa. PWN, Warszawa 2002, 2. Gajda J., Szyper M.: Modelowanie i badania symulacyjne systemów pomiarowych. Wyd. Jartek, Kraków 1998, 3. Nawrocki W.: Komputerowe systemy pomiarowe. WKŁ, Warszawa 2002, 4. Nawrocki W.: Rozproszone systemy pomiarowe. WKŁ, Warszawa 2006, 5. Kulka z., Libura A., Nadachowski M.: Przetworniki A/C i C/A. WKŁ, Warszawa 1987, 6. Nowakowski W.: Systemy interfejsu w miernictwie. WKŁ, Warszawa Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu 1. Sroka R., Gajda J., Burnos P., Piwowar P.: Information fusion in Weigh in Motion Systems. Proceedings of IEEE Sensors Applications Symposium, Zadar 2015, pp Janusz Gajda, Ryszard Sroka, Marek Stencel, Tadeusz Żegleń, Piotr Piwowar, Piotr Burnos, Zbigniew Marszałek: Design and accuracy assessment of the multi-sensor weigh-in-motion system. Proceedings of I2MTC IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference, May 11 14, 2015, Pisa, Italy, pp Gajda J., Sroka R., Stencel M., Żegleń T., Piwowar P., Burnos P.: Pomiary parametrów ruchu drogowego. Wydawnictwa AGH, Kraków Gajda J., Piwowar P., Sroka R., Stencel M., Żegleń T.: Application of inductive loops as wheel detectors. Transportation Research Part C, Vol. 21, 2012, pp Gajda J., Sroka R., Stencel M., Żegleń T., Piwowar P., Burnos P.: Analysis of the Temperature Influences on the Metrological Properties of Polymer Piezoelectric Load Sensors Applied in Weigh-in- Motion Systems. Proceedings of IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference. Graz Marszałek Z., Sroka R., Stencel M.: A new method of inductive sensors impedance measurement applied to the identification of vehicle parameters. Metrology & Measurement Systems, Vol. XVIII (2011), No. 1, pp Sroka R.: Application of Sensitivity Analysis to the Correction of Static Characteristics of a Phase Angle Modulator. Metrology & Measurement Systems, Vol. XVIII (2011), No. 2, pp Informacje dodatkowe Brak 5 / 6

6 Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. lub kolokwium zaliczeniowe Przygotowanie do zajęć Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 28 godz 28 godz 20 godz 20 godz 2 godz 20 godz 118 godz 4 ECTS 6 / 6