Senzorika, měření a diagnostika (FSI-VMD-K)

Akademický rok 2020/2021
Garant: doc. Ing. Miloš Hammer, CSc.  
Garantující pracoviště: ÚAI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je získání znalostí z oblasti senzoriky, měření a technické diagnostiky. Tyto vyjmenované vědní oblasti jsou dnes důležité pro pochopení problémů v technické praxi. Cílem je také seznámit se s údržbou technických zařízení, neboť právě i tato může výrazně ovlivnit ekonomiku firmy. Provozuschopnost technických zařízení je také spojena s důležitou oblastí, a to spolehlivostí. Tedy cílem předmětu je i pochopení základních skutečností ze spolehlivosti.
Výstupy studia a kompetence:
Výstupem studia předmětu "Senzorika, měření a diagnostika" je pochopení základních skutečností z uvedených oblastí a také objasnění souvislostí potřebných pro technickou praxí. Student získá na poměrně vysoké úrovni kompetence z oblasti senzoriky, měření a technické diagnostiky.
Prerekvizity:
Předpokládají se základní znalosti z fyziky, matematiky, statistiky a mechaniky, a to na úrovni absolvovaných předmětů v rámci vysokoškolského studia.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět je zaměřen na problematiku technické diagnostiky, senzoriky a měření. Je vysvětlen význam uvedených jednotlivých vědních oblastí a zdůrazněna jejich souvislost a důležitost pro technickou praxi. Jsou rozebrány základní pojmy.
Následně je pozornost soustředěna na metrologii. Jsou definovány vybrané technické veličiny a jejich jednotky. Součástí je také kalibrace a ověřování měřidel, rovněž jsou vysvětleny nejistoty měření. Také je pozornost soustředěna na měřicí přístroje a jejich vlastnosti. Důležitou součástí tohoto předmětu je senzorika a popis vlastností jednotlivých senzorů. Je také zmínka o smart senzorech a jejich možném využití v diagnostice, automatizaci apod.
Důležitou částí vyučovaného předmětu jsou metody měření fyzikálních veličin. Dále je podrobně rozebrána analýza signálu, metody a přístupy. U technických zařízení jsou důležité poruchy, tyto jsou specifikovány. Následně
je popsána off-line a on-line diagnostika, rozdělení, diagnostické prostředky, diagnostické systémy a také současné trendy v diagnostice. Značný prostor v přednáškách je vyhrazen jednotlivým diagnostickým metodám, jako je
vibrodiagnostika, elektrodiagnostika, termodiagnostika, hluková diagnostika, akustická emise, tribodiagnostika, montážní a optické měření. Na stav technických zařízení je také nahlíženo z hlediska spolehlivosti a údržby.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením, kde se prakticky ověřují získané teoretické znalosti z přednášek. Dle možností budou pro studenty organizovány přednášky odborníků z praxe a exkurze do firem zabývajících se činnostmi souvisejícími s obsahem předmětu.
Způsob a kritéria hodnocení:
Předmět se skládá ze cvičení a přednášek. Cvičení jsou povinná. Cvičení je ukončeno zápočtem (je udělován ve 13. výukovém týdnu). K jeho získání je nutná 100% účast na cvičení, aktivita na cvičení a vypracování a odevzdání a učitelem uznání protokolů ze všech předepsaných laboratorních cvičení. Další podrobnosti jsou studentům sděleny na začátku semestru.
Zkouška je realizována písemným testem a ústní zkouškou. Hodnocení výsledku zkoušky je dáno klasifikační stupnicí dle ECTS.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Výuka je kontrolována ve cvičeních z hlediska účasti a aktivity. Předpokládá se 100% účast na cvičeních, v případě nepřítomnosti je student povinen výuku nahradit, způsob náhrady určí vyučující.
Typ (způsob) výuky:
    Konzultace v kombinovaném studiu  1 × 13 hod. povinná                  
    Konzultace  1 × 43 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  1 × 9 hod. povinná                  
Osnova:
    Konzultace v kombinovaném studiu 1. Význam technické diagnostiky, senzoriky a měření - základní pojmy a terminologie
2. Metrologie. Nové definice jednotek SI (2019). Návaznost měřidel. Kalibrace a ověřování měřidel. Nejistoty měření. Měřicí přístroje a jejich vlastnosti
3. Senzorika. Senzory pro měření fyzikálních veličin, smart senzory a jejich využití
4. Metody měření fyzikálních veličin
5. Metody měření fyzikálních veličin - pokračování
6. Analýza signálu, metody a přístupy
7. Příčiny poruch technických zařízení
8. Off-line a on-line diagnostika, rozdělení, diagnostické prostředky, diagnostické systémy, současné trendy v diagnostice
9. Vibrodiagnostika
10. Elektrodiagnostika
11. Termodiagnostika, hluková diagnostika, akustická emise
12. Tribodiagnostika , montážní a optické měření
13. Spolehlivost prvků a systémů. Údržba. Moderní přístupy v údržbě
    Konzultace 1. Význam technické diagnostiky, senzoriky a měření - základní pojmy a terminologie
2. Metrologie. Nové definice jednotek SI (2019). Návaznost měřidel. Kalibrace a ověřování měřidel. Nejistoty měření. Měřicí přístroje a jejich vlastnosti
3. Senzorika. Senzory pro měření fyzikálních veličin, smart senzory a jejich využití
4. Metody měření fyzikálních veličin
5. Metody měření fyzikálních veličin - pokračování
6. Analýza signálu, metody a přístupy
7. Příčiny poruch technických zařízení
8. Off-line a on-line diagnostika, rozdělení, diagnostické prostředky, diagnostické systémy, současné trendy v diagnostice
9. Vibrodiagnostika
10. Elektrodiagnostika
11. Termodiagnostika, hluková diagnostika, akustická emise
12. Tribodiagnostika , montážní a optické měření
13. Spolehlivost prvků a systémů. Údržba. Moderní přístupy v údržbě
    Laboratorní cvičení 1. Úvod do problematiky předmětu
2. Nejistoty měření, měřicí přístroje
3. Senzory pro měření fyzikálních veličin
4. Měření statických hodnot veličin
5. Měření dynamických hodnot veličin
6. Analýza signálu a seznámení s hardwarem a softwarem pro vyhodnocení signálu
7. Vibrační diagnostika technických zařízení
8. Využití vibrační diagnostiky v technické praxi
9. Elektrodiagnostika, měření veličin a jejich vyhodnocení
10. Termodiagnostika, měření teplot, termovize
11. Montážní a optické měření, ustavování strojů
12. Údržba strojních zařízení v praxi, návrh moderních přístupů v údržbě (TPM), spolehlivost
13. Závěrečné cvičení, hodnocení, zápočet
Literatura - základní:
1. HOFMANN, D., Handbuch Messtechnik und Qualitatssicherung : Berlin : Verlag Technik 1986. 472 s.
2. CHUDÝ, V.; Palenčár, R.; Kureková, E.; Halaj, M.; Meranie technických veličín : 1.vydání Bratislava : Vydavatelstvo STU, 1999. 688s. ISBN 80-227-1275-2.
3. KREIDL, M.; Šmíd, R.; Technická diagnostika. : 1. vydání Praha: BEN – technická literatura, 2006. 408 s. ISBN 80-7300-158-6.
4. KUREKOVÁ, E.; Gabko, P.; Halaj, M. and all: Measurement in Technology I. and II. : Vienna / Bratislava: Vienna University of Technology / Grafické štúdio Juriga. 2005. 724 pp. ISBN 80-89112-05-6.
5. LIPOVSKY, G., a kol., Vibration Testing of Machines and their Maintenance : Amsterdam: Elsevier 1990. 304 pp. ISBN 0-444-98808-4.
Literatura - doporučená:
1. DAĎO, S., Kreidl, M., Senzory a měřicí obvody : 1. vydání Praha : Vydavatelství ČVUT v Praze 1996. 315 s. ISBN 80-01-02057-6.
2. CHUDÝ, V.; Palenčár, R.; Kureková, E.; Halaj, M.; Meranie technických veličín : 1.vydání Bratislava : Vydavatelstvo STU, 1999. 688s. ISBN 80-227-1275-2.
3. JANOUŠEK, I.; Kozák, J.; Taraba, O. a kol.; Technická diagnostika. :1. vydání Praha, SNTL Praha, 1988. 432 s. ISBN 04-236-88.
4. JENČÍK, J; Volf, J.; Technická měření : 1.vydání Praha : Vydavatelství ČVUT, 2000. 212 s. ISBN 80-01-02138-6.
5. KREIDL, M.; Šmíd, R.; Technická diagnostika. : 1. vydání Praha: BEN – technická literatura, 2006. 408 s. ISBN 80-7300-158-6.
6. KUREKOVÁ, E.; Gabko, P.; Halaj, M. and all: Measurement in Technology I. and II. : Vienna / Bratislava: Vienna University of Technology / Grafické štúdio Juriga. 2005. 724 pp. ISBN 80-89112-05-6
7. LIPOVSKY, G., a kol., Vibration Testing of Machines and their Maintenance : Amsterdam: Elsevier 1990. 304 p. ISBN 0-444-98808-4.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-AIŘ-K kombinované studium --- bez specializace -- zá,zk 5 Povinný 2 1 Z