Akademický rok 2019/2020 |
Garant: | doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. | |||
Garantující pracoviště: | ÚK | |||
Jazyk výuky: | čeština | |||
Cíle předmětu: | ||||
Cílem kurzu je seznámit studenty se soudobými metodami, přístrojovou a výpočetní technikou pro měření základních fyzikálních veličin. Tyto veličiny jsou vstupními údaji potřebnými 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 zpracováním získaných výsledků s využitím metod CAT/CAME (computer aided testing/computer assisted measurement and evaluation). | ||||
Výstupy studia a kompetence: | ||||
Přehled o soudobých možnostech experimentálního vyšetřování vybraných mechanických veličin potřebných pro posuzování provozních stavů strojů a jejich dílců. Základní praktické znalosti a zkušenosti z problematiky měření neelektrických fyzikálních veličin. Poznání moderní měřicí techniky a metod analýzy experimentálně získaných dat. | ||||
Prerekvizity: | ||||
Předpokládají se základní znalosti z oblasti matematiky, numerické matematiky, statistiky a pravděpodobnosti, fyziky, mechaniky a elektrotechniky. | ||||
Obsah předmětu (anotace): | ||||
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. | ||||
Metody vyučování: | ||||
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením. | ||||
Způsob a kritéria hodnocení: | ||||
Podmínky udělení zápočtu: aktivní účast na laboratorních cvičeních, vypracování zpráv z experimentů. Zkouška: předmět je zakončen testem v 5. týdnu. Test prověřuje osvojení znalostí získaných na přednáškách, je orientován především na aplikaci těchto znalostí na měření a přístrojovou techniku. |
||||
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky: | ||||
Účast na přednáškách je doporučená, účast na laboratorních cvičeních je povinná a kontrolovaná vyučujícím. Jednorázová neúčast může být nahrazena cvičením s jinou skupinou ve stejném týdnu nebo vypracováním náhradní úlohy. V případě dlouhodobé nepřítomnosti je náhrada zameškané výuky v kompetenci vedoucího cvičení – vypracování zvláštního zadání. | ||||
Typ (způsob) výuky: | ||||
Přednáška | 1 × 16 hod. | nepovinná | ||
Laboratorní cvičení | 1 × 16 hod. | povinná | ||
Osnova: | ||||
Přednáška | 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. • Technické parametry senzorů. • Snímače teploty, bezdotykové pyrometry. • Mikromechanické iMEMS akcelerometry a gyroskopy. 3. Digitální signály. • Rozdělení spojitých a diskrétních signálů. • Vzorkování, vzorkovací věta, problematika aliasingu. • Diskrétní Fourierova transformace, FFT. • Aliasing ve frekvenčním spektru. 4. Signál v časové rovině. • Střední hodnota, rozptyl, efektivní hodnota . • Součinitel výkmitu (crest faktor). • Trendová analýza. • Digitální filtrace, synchronní detekce. 5. Signál ve frekvenční rovině. • Fourierova transformace s převzorkováním. • Využití multispektra . • Souběhová filtrace, řádová analýza. • Cepstrální analýza. 6. Zvuk a jeho měření. • Volné, blízké, difuzní pole. • Měřené veličiny, váhové filtry ISO. • Identifikace zdrojů hluku. • Mapování akustických polí. 7. Počítačem řízené měření. • Struktura měřícího řetězce. • Zásuvné karty (AD, DA, DIO, Count) • Global Positioning System. • Způsob určení polohy, chyba měření času přijímače. 8. Základy modální analýzy. • Analýza signálu, analýza systému. • Mechanický a analytický model. • Rozdělení excitační techniky. • Metodika zjišťování parametrů vidů kmitání. |
|||
Laboratorní cvičení | 1. Laboratoř technické diagnostiky - bezpečnost práce v laboratoři, exkurze. 2. Laboratoř technické diagnostiky - seznámení s aktuálně řešenou problematikou na pracovišti. 3. Crash test - výpočet nárazové rychlosti. 4. Crash test - experimentální ověření výpočtu pomocí snímače zrychlení. 5. Snímače fyzikálních veličin. 6. Kalibrace snímačů zrychlení a mikrofonu. 7. Specifické prostředky - LabVIEW, Dewesoft. 8. Programování měřící aplikace v LabVIEW, Dewesoft. 9. Akustické měření - test volného pole. 10. Měření v akustické komoře. |
|||
Literatura - doporučená: | ||||
1. BERNARD, Jaroslav, 1999. Technický experiment. Praha: Vydavatelství ČVUT. ISBN 80-010-1901-2. | ||||
4. TŮMA, Jiří, 1997. Zpracování signálů získaných z mechanických systémů užitím FFT. Praha: Sdělovací technika. ISBN 80-901-9361-7. |
Zařazení předmětu ve studijních programech: | |||||||||
Program | Forma | Obor | Spec. | Typ ukončení | Kredity | Povinnost | St. | Roč. | Semestr |
M2I-P | prezenční studium | M-KSI Konstrukční inženýrství | -- | zá,zk | 4 | Povinný | 2 | 1 | Z |
Vysoké učení technické v Brně
Fakulta strojního inženýrství
Technická 2896/2,
616 69 Brno
IČ 00216305
DIČ CZ00216305
+420 541 141 111
+420 726 811 111 – GSM O2
+420 604 071 111 – GSM T-mobile