Detail předmětu

Elektronika a měření

FSI-ZEMAk. rok: 2010/2011

Postavení a zásady technického experimentu v práci strojního inženýra. Základy moderních metod měření mechanických veličin. Struktura měřícího a řídícího přístrojového řetězce. Analýza spojitých a diskrétních signálů v časové a frekvenční oblasti. Měření kinematických veličin, sil, momentů, tlaku a hluku. Akustická měření ve strojírenství. Úvod do experimentální modální analýzy. Sledování technického stavu strojů. Životnostní zkoušky složitých strojních celků.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

2

Garant předmětu

doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav konstruování (ÚK)

Výsledky učení předmětu

Přehled o soudobých možnostech experimentálního vyšetřování vybraných mechanických veličin potřebných pro posuzování bezporuchovosti strojů a jejich dílců. Základní praktické znalosti a zkušenosti z této problematiky. Schopnost formulovat reálné požadavky na tyto činnosti u specializovaných pracovišť a kvalifikovaně zhodnotit a interpretovat jejich výsledky.

Prerekvizity

Základní znalosti z matematiky, numerické matematiky, statistiky a pravděpodobnosti, fyziky, mechaniky a elektrotechniky.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky udělení zápočtu: aktivní účast na cvičení,
vypracování zpráv z experimentů
Zkouška: zkouška prověřuje osvojení znalostí získaných na
přednáškách, je orientována především na aplikaci těchto
znalostí na měření a přístrojovou techniku, zkouška
je písemná a ústní

Učební cíle

Seznámit studenty se soudobými metodami, přístrojovou a výpočetní technikou pro zjišťování vstupních údajů potřebných pro výpočtové modelování strojů a jejich dílců a verifikací jeho výsledků. Kurs se zaměřuje především na způsoby vyšetřování kinematických veličin, sil, momentů, tlaků a hluku a zpracování získaných výsledků s využitím systémů CAT/CAME.

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

Účast na cvičení je povinná. Jednorázová neúčast může být nahrazena cvičením s jinou skupinou ve stejném týdnu nebo vypracováním náhradní úlohy. Delší nepřítomnost se nahrazuje zvláštním zadáním podle pokynů cvičícího.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2I-P magisterský navazující

    obor M-KSI , 1. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc.

Osnova

1) Technický experiment
· proces řešení problému
· technický experiment jako zdroj poznatků
· teorie experimentu, teorie měřících metod
· struktura měřícího řetězce
2) Senzory mechanických veličin
· měřených fyzikálních veličin, rozdělení senzorů
· elektrické vlastnosti snímače, vnitřní odpor
· technické parametry senzorů
· frekvenční charakteristiky
3) Smart senzory, iMEMS
· snímače teploty, bezdotykové pyrometry
· smart senzor, funkční schéma
· iMEMS akcelerometry
· iMEMS elektronické gyroskopy
4) Digitální signály
· rozdělení spojitých a diskrétních signálů
· definice a vlastnosti LTI systému
· vzorkování, vzorkovací věta
· problematika aliasingu
5) Fourierova transformace
· frekvenční obraz signálu
· diskrétní Fourierova transformace, FFT
· demonstrace aliasingu ve frekvenční spektru
· demonstrace významu váhové funkce při DFT
6) Analogově digitální převodník
· funkce DA převodníku
· aproximační AD převodník
· AD převodník s delta modulací
· využití signálového procesoru při převodu
7) Signál v časové rovině
· střední hodnota, rozptyl, efektivní hodnota
· součinitel výkmitu (crest faktor)
· trendová analýza
· digitální filtrace, synchronní detekce
8) Signál ve frekvenční rovině
· Fourierova transformace s převzorkováním
· využití multispektra
· souběhová filtrace, řádová analýza
· cepstrální analýza
9) Zvuk a jeho měření
· volné, blízké, difuzní pole
· měřené veličiny, váhové filtry ISO
· akustický výkon strojů
· intenzita zvuku
10) Analýza hlukové emise
· širokopásmové posuzování hlukové emise
· hluk jako diagnostický signál
· identifikace zdrojů hluku
· mapování akustických polí
11) Počítačem řízené měření
· struktura měřícího řetězce
· zásuvné karty (AD, DA, DIO, Count)
· měřící systém IEEE 488, sběrnice USB
· mikroprocesory, signálový procesor
12) Programové vybavení měřících systémů
· uzavřené programové systémy
· monitorovací databázové systémy
· otevřené programové systémy
· programování úlohy v LabView
13) Základy modální analýzy
· analýza signálu, analýza systému
· mechanický a analytický model
· rozdělení excitační techniky
· metodika zjišťování parametrů vidů kmitání

Laboratoře a ateliéry

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jakub Roupec, Ph.D.
Ing. Zbyněk Strecker, Ph.D.

Osnova

1. Bezpečnost práce v laboratoři, ukázka vybraných laboratorních testů
2. Ukázka vybraných laboratorních testů
3. Snímače fyzikálních veličin
4. Kalibrace snímačů zrychlení a mikrofonu
5. Problematika užití algoritmů DFT
6. Problematika užití algoritmů DFT
7. Digitální filtrace signálu
8. Digitální filtrace signálu
9. Specifické prostředky LabVIEW
10. Programování měřící aplikace v LabVIEW
11. Akustické měření ve volném poli
12. Akustické měření - barva zvuku
13. Odhad modálních parametrů vetknutého nosníku
13b. Zápočtové cvičení – test