Student Ondřej Ondříšek se ve své práci zabýval konstrukcí analogového měřícího převodníku potenciostatu pro měření pomocí osciloskopů s funkcí Bode plot. Práce krátce porovnává komerčně dostupné produkty se záměrem využít osciloskop a taktéž seznamuje s použitými (předpokládanými) typy osciloskopů rodiny Keysight DSO X. Student prozkoumal několik známých řešení elektronické části analogového potenciostatu využívajících operační zesilovače. Princip vybrané topologie potenciostatického převodníku je podrobně rozebrán a vede k návrhu výsledného řešení. Následně pak obvod ověřil simulacemi, navrhl DPS a zařízení otestoval měřením rezistorů několika hodnot v rámci několika dekád i měřením jednoduchých kapalin (voda, líh). Výsledky i jejich odchylky od referenčního měření analyzátorem Keysight 4990A odpovídají očekáváním. Poměrně pečlivě jsou stanoveny kmitočtově-modulové rozsahy měřených impedancí v různých podmínkách názornými nomogramy. Je divné, že kapitola o měření v časové oblasti neukazuje žádnou závislost parametrů na čase (zmatená formulace názvu kapitoly).

Nejsem si jistý správností měření relativní permitivity vzorku vody, protože v tom případě je nutné vycházet čistě pouze z části průběhu modulu impedance odpovídající kapacitnímu charakteru na vysokých kmitočtech, ne z extrakce hodnot modelu EIS, kde může být kapacita Cp fitovací funkcí v Matlabu značně ovlivněna. Může mít vliv zmíněná a zdokumentovaná degradace povrchu elektrod, může být významná jakákoliv nepřesnost v určení kontaktní plochy elektrod, která je značně malá oproti profesionálním fixturám na měření kapalin. Formální stránka je poměrně kvalitní. Doporučil bych používat logaritmickou osu modulu impedance.

Závěrem lze říci, že navržené zařízení plní očekávanou funkci. Student navíc vytvořil pro pohodlnější spolupráci s osciloskopem i ovládací a zobrazovací program v Matlabu, což je nad rámec zadání.

Navrhuji hodnocení B/88b. Points proposed by supervisor: 88

Práce pana Ondříška se zabývá konstrukcí a testováním tříelektrodového potenciostatu pro měření impedance kapalin v definovaném frekvenčním spektru. Zařízení je uvažováno jako modul pro osciloskopy s funkcí FRA pro automatické vykreslování Bodeho charakteristik. Práce je bezesporu vypracována na vysoké úrovni vzhledemk tomu, že se jedná o bakalářskou práci.
V práci jsou detailně a věcně komentovány všechny aspekty návrhu použitých převodníků a jsou přiznané všechny jejich omezení. Velice dobře uchopitelné jsou nomografy na Obrázcích 3.1, 3.2 a 3.3 ze kterých jsou zřejmá omezení měření v podobě oblastí, kdy relativní chyba stoupne nad hladinu 1 %, 2 %, 5 %, 10 % apod. Volba operačních zesilovačů je opřena o relevantní úvahy, které jsou podloženy výpočty a stanovení minimálních kritických parametrů požadovaných od operačního zesilovače. Dále oceňuji úvahu všech dějů a aspektů, které zhoršují přesnost a případně zamezují opakovatelnost měření impedance. Student graficky prezentuje, jak se liší průběhy naměřených impedančních spekter, pokud se nedodrží stejná hloubka ponoru elektrody, jak se projeví vliv budícího napětí, jak se projeví vliv stejnosměrné složky signálu. Dále popisuje vliv degradace elektrod oxidací. U Obrázku 3.12 bych očekával nějaký podrobnější popis experimentu, třeba s jakým časovým odstupem se projevila oxidace. Podmínky daného experimentu by mohly být lépe formulovány. Teorie je přehledně a smysluplně popsaná, dělení textu považuji také za vhodné.
Co se týká prezentovaných výsledků, otevřel bych zejména pár otázek. V části věnované EIS postrádám přísnější validaci linearity a stacionarity systému. Použitá amplituda budícího signálu je z hlediska metodiky již poměrně vysoká. V metodických poznámkách Gamry Instruments (které jsou citovány) je zmíněno, že v praxi se volí aplituda kolem 1 až 10 mV za účelem docílení pseudolinearity. Elektrochemický systém totiž není lineární a je vhodné volit dostatečně nízké rozkmity budícího signálu, ve kterých se systém dá za, lidsky řečeno, lineární prohlásit. Pan Ondříšek prováděl měření potenciostatem při amplitudě 500 mVpp, což už se mi zdá mnoho na to, že jsou pak deklarovány relativní odchylky přesnosti měření převodníky do 1 %. Je to zřejmé například z Obrázku 3.5, kdy při zvyšování amplitudy budícího signálu modul impedance destilované vody klesá, respektive konkrétně na obrázku klesne při změně z 1 mV na 1 V o cca 3 %. Je zřejmé, že měření je nad 100 mV již zatíženo nelinearitou. Navíc, při ověřovacím měření impedančním analyzátorem byl použit rozkmit právě 1 V. Srovnávací měření pomocí impedančního analyzátoru E4990A je přínosné, ale bylo by vhodné přesněji interpretovat výsledky jako jakýsi kvalitativní benchmark a více zdůraznit, že nejde o plnohodnotné metrologické ověření přesnosti navrženého měřícícho obvodu. Nejen, že nebyly použity stejné amplitudy budících signálů a frekvenční rozsah, ale i konfigurace je odlišná (3-elektrodové vs 2-elektrodové připojení). V případě získávání náhradního obvodového modelu student použil algoritmus založený na PSO a zvolil náhradní obvodový model z Obrázku 1.4, přičemž docílil velmi malé průměrné chyby modulu a fáze, nicméně bez porovnání s dalšími alternativními obvodovými modely a určením intervalů spolehlivosti extrahovaných parametrů nelze tak jednoznačně považovat za správnou fyzikální interpretaci. Velký rozdíl mezi změřenou a deklarovanou permitivitou tomu může nasvědčovat a bylo by vhodné tyto aspekty detailněji vymezit.
Nutno podotknout, že zmíněné záležitosti nikterak nesnižují úroveň bakalářské práce a je možno se inspirovat, kdyby se student tématem chtěl zabývat i dále v rámci navazujícícho studia. Pan Ondříšek odvedl velké množství práce i experimentů, navíc nad rámec zadání naprogramoval SW s GUI pro ovládání osciloskopu SCPI příkazy. Z formálního hlediska je práce také na velmi dobré úrovni. Co se týká umístění objektů v textu (jako obrázky a tabulky), nechal bych to celé na sázecím nástroji LaTeX, poněvadž je to jeho silná stránka. Nedovolí pak vysázení takto osamocených obrázků jako třeba na straně 35 a 36. Nerozumím, co bylo myšleno měřením v časové doméně, jak napovídá poněkud zavádějící název kapitoly 3.2, poněvadž žádná měření v časové doméně nejsou prezentována. Formální úroveň trochu snižujeVyskytuje se několik gramatických chyb.
Práci doporučuji k obhajobě s hodnocením B/86 bodů. Topics for thesis defence:

1. Zkoušel jste zjišťovat, jak se při opakovaných experimentech projevovala změna impedance v závislosti na teplotě měřeného média?
2. Proč jste volil v případě ověřovacího měření impedančním analyzátorem dvousvorkové připojení namísto čtyřsvorkového? Které poskytne přesnější výsledky?
3. Jakými dalšími vhodnými náhradními modely byste zkusil fitovat získané impedanční průběhy?

Points proposed by reviewer: 86