Technická měření (FSI-VTM)

Studenti jsou seznámeni s moderní problematikou technických měření. Jsou zmíněny i některé širší skutečnosti, spadající do teorie metrologie. Je předložen přehled o základech technických měření, základních pojmech, veličinách, jednotkách, zákonech a normách. Jsou zmíněny kategorie metrologie, metrická konvence, je rozebrán národní metrologický systém ČR a podrobněji pojednáno o měřidlech. Zvláštní pozornost je věnována chybám měření a především nejistotám. Nejistoty jsou podrobně popsány, a to i z hlediska jejich výpočtu a použití. Zvláštní důraz je kladen na seznámení se s metodami měření jednotlivých technických veličin a měřicích přístrojů a přípravků, se kterými se student setká při výuce na FSI a především v budoucí technické praxi. Uvedené se také týká získání vědomostí o sběru naměřených dat, jejich zpracování, je také pojednáno o využití moderní hardwarové a softwarové techniky v uvedeném. Cílem předmětu je naučit studenty aplikovat získané vědomosti z měření a v kontextu i z metrologie při řešení různých technických problémů v průmyslové praxi.

Předpokládají se základní znalosti z fyziky, matematiky, statistiky, mechaniky, elektrotechniky a automatizace, a to na úrovni absolvovaných předmětů v rámci dřívějšího středoškolského studia, případně doposud absolvovaných předmětů studia vysokoškolského.

Předmět je zaměřen na základní skutečnosti z oblasti metrologie, s kterými se student setká během studia, ale především v průmyslové praxi. Vzhledem k tomu, že metrologie je značně rozsáhlou oblastí, jsou v tomto předmětu uvedeny jenom nejdůležitější informace. Pro širší pochopení souvislostí je třeba vyjít z doporučené literatury. Studenti jsou seznámeni se základními technickými veličinami, způsobem jejich měření a příslušnými měřicími přístroji. Přehled probíraných veličin je uveden v osnově přednášek. Výuka předmětu je doplněna laboratorním cvičením na vybraná témata, jejich seznam je uveden v přehledu laboratorních cvičení.

Laboratorní cvičení je ukončeno zápočtem (je udělován ve 13. výukovém týdnu). K jeho získání se požaduje 100% účast na cvičení, aktivita na cvičení a vypracování, odevzdání a učitelem uznání protokolů (zpráv) ze všech předepsaných laboratorních cvičení. V případě nepřítomnosti v laboratorním cvičení si musí student cvičení nahradit, způsob náhrady určí vyučující. Další podrobnosti jsou studentům sděleny a vysvětleny na začátku semestru. Získání zápočtu je nutnou podmínkou k účasti na zkoušce. Zkouška se skládá z písemné části a následně ústního pohovoru. V písemné části student zpracuje pět zadaných otázek. V ústní části je prověřována orientace ve studované problematice. Hodnocení písemné části, ústní části i celkové hodnocení zkoušky je dáno klasifikační stupnicí dle ECTS.

1. Technická měření (metrologie), základní pojmy, veličiny, jednotky, zákony, normy, kategorie metrologie, metrická konvence, národní metrologický systém, instituce, měřidla. Chyby měření, rozdělení chyb, nejistoty měření, standardní nejistota typu A, typu B, standardní kombinovaná nejistota, rozšířená nejistota.


2. Měřicí přístroje, jejich vlastnosti, blokové schéma měřicího řetězce, blokové schéma číslicového měřicího přístroje, proces měření řízen mikroprocesorem, bezdrátová komunikace, virtuální instrumentace, LabVIEW.


3. Měření délek, rozdělení délkových měřidel, posuvné měřidlo, mikrometrická měřidla, kalibr, úchylkoměry, koncové měrky, metrologie rovinného úhlu, úhelníky, úhloměry, úhlové měrky, vodováhy, profilprojektor.


4. Měření deformace, tenzometry, odporové tenzometry, použití tenzometrů, měření tlaku, deformační tlakoměry, elektrické tlakoměry.


5. Měření síly, momentu, polohy, rychlosti (otáček), zrychlení. Měření vibrací.


6. Měření teploty, dotykové měření teploty.


7. Bezdotykové měření teploty, termokamery a jejich vlastnosti, moderní způsoby měření teploty.


8. Měření hmotnosti, množství tepla, koncentrace, hustoty, viskozity, elektrolytické vodivosti.


9. Měření elektrických veličin, základní měřicí soustavy a metody.


10. Elektronické měřicí přístroje, číslicové měřicí přístroje, čítač, osciloskop, měřicí převodníky.


11. Měření výšky hladiny, hladinoměry.


12. Měření průtoku, průtokoměry, měření vlhkosti.


13. Měření a sběr dat pomocí počítače, komunikační protokoly (HART), komunikační standard IO-link, software pro sběr a zpracování dat.

1. Chyby měření, nejistoty měření, standardní nejistota typu A.


2. Nejistoty měření, standardní nejistota typu B, kombinovaná a rozšířená nejistota.


3. Měření délek.


4. Tenzometry v metrologii.


5. Měření vybraných mechanických veličin.


6. Měření teploty.


7. Měření vibrací.


8. Měření a vyhodnocení vibrací.


9. Měření základních elektrických veličin. Analogové a číslicové přístroje. Chyby měření.


10. Měření elektrických veličin. Metody a metodika měření.


11. Osciloskop, čítač – obsluha, měření, využití v technické praxi.


12. Matlab, Matlab Simulink a jejich použití v oboru.