podstawy metrologii - Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki

Politechnika Opolska
Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki
Karta Opisu Przedmiotu
Kierunek studiów
Profil kształcenia
Poziom studiów
Specjalność
Forma studiów
Semestr studiów
Studia stacjonarne
II
Nazwa przedmiotu
PODSTAWY METROLOGII
Subject Title
Całk.
3
Wymagania
wstępne w
zakresie
przedmiotu
INFORMATYKA
OGÓLNOAKADEMICKI
Studia pierwszego stopnia
Nauki podst. (T/N)
N
FUNDAMENTALS METROLOGY
ECTS (pkt.)
Tryb zaliczenia przedmiotu
Kod przedmiotu
Kont.
1,2 Prakt.
B.6
Zaliczenie na ocenę
Nazwy
FIZYKA, MATEMATYKA, TEORIA OBWODÓW, METROLOGIA
przedmiotów
ELEKTRONICZNA, UKŁADY ELEKTRONICZNE
Ma wiedzę w zakresie fizyki, obejmującej elektryczność i magnetyzm
1. oraz metody eksperymentalne w fizyce
Wiedza
Ma wiedzę w zakresie matematyki, obejmującej algebre i analize
Umiejętności
Kompetencje
społeczne
2. niezbędną do opisu i analizy obwodów elektrycznych i
elektronicznych oraz podstawowych zjawisk w nich występujących
Potrafi wykorzystać poznane metody matematyczne do analizy
1. dokładności pomiaru i opracowania wyników pomiarów
1. Potrafi współdziałać i pracować w grupie
Program przedmiotu
Forma zajęć
Wykład
Ćwiczenia
Laboratorium
Projekt
Seminarium
L. godz. zajęć w sem.
Prowadzący zajęcia
Całkowita
Kontaktowa
(tytuł/stopień naukowy, imię i nazwisko)
80
30
prof. dr hab. inż. Ihor Buchma
|
|
|
|
|
Treści kształcenia
Wykład
1.
Sposób realizacji Wykład w Sali audytoryjnej
Tematyka zajęć
Liczba godzin
Treść przedmiotu metrologia. Podstawowe zagadnienia metrologii. Konieczność
2
sprawdzania narzędzi pomiarowych. Klasyfikacja narzędzi pomiarowych. Struktura
organizacyjna systemu służby miar.
2
2.
Działalność normalizacyjna służby miar. Objekt fizyczny, wielkość fizyczna. Proces
pomiarowy. Jednostka miary, układy wielkości i układy jednostek miar. Narzędzia
pomiarowe: wzorce, przyrządy pomiarowe, przetworniki pomiarowe.
Metody pomiarowe. Klasyfikacja metod pomiarowych. Metody analogowe oraz
cyfrowe. Metody bezpośrednie, pośrednie, złożone. Metody porównawcze:
odchylowa, różnicowa, zerowa. Metody przetwarzania: metoda przekształcenia
oraz bezpośredniego porównania.
2
Podstawy rachunku błędów, błąd bezwzględny oraz względny, wartość poprawna,
poprawka, błąd graniczny. Klasyfikacja błędów pomiarów.
2
Błędy systematyczne: stałe i zmienne. Podział ,błędów według przyczyn powstania:
błędy metody, narzędzi oraz dodatkowe. Praykła obliczeń błędów.
2
Lp.
3.
4.
5.
2
6.
Błędy przepadkowy. Charakterystyki zmiennej losowej. Rozkład zmiennej losowej,
rozkład gęstości prawdopodobieństwa zmiennej losowej. Właściwości zmiennej
losowej.
2
7.
Rozkłady prawdopodobieństwa zmiennej losowej: równomierny, normalny oraz
Studenta. Właściwości rozkładu normalnego. Prawdopodobieństwo pojedynczego
pomiaru i jego obliczanie.
2
8.
Standaryzowana gęstość prawdopodobieństwa. Wartość srednia, odchylenie
średnio kwadratowe. Poziom ufności i istotności. Graniczny przedział ufności. Błąd
prawdopodobny oraz przeciętny.
2
9.
Rozkład Studenta, rozkład gęstości prawdopodobieństwa. Porównanie rozkładu
normalnego z rozkładem Studenta. Oszacowanie błędów przepadkowych
pomiarów pośrednich o niejednakowej dokładności
2
10.
Obliczanie będów systematycznych przy pomiarach pośrednich: metoda
przyrostów, mrtoda różniczki zupełnej, metoda logarytmowania przed
różniczkowaniem. Błąd graniczny pomiaru pośredniego
Obliczanie wyników pomiaru: wartość najbazdzej prawdopodobna, odchylenie
średnio kwadratowe średnej arytmetycznej, graniczny przedziałufności.
Wyznaczanie charakterystyk przetwarzania na podstawie wyników pomiaru:
metoda naciągniętej nici oraz najmnejszych kwadratów.
2
Klasa dokładności, wartości klas. Schematy funkcjonalne i strukturalne narzędzi
pomiarowego. Podziałprzyrządów i przetworników pomiarowych według
spełnianych funkcji. Przyrządy i przetworniki fnflogowe i cyfrowe. Proces
przetwarżania analogowo-cyfrowego: próbkowanie, kwantyzacja, kodowanie.
2
Struktura przyrządów i przetworników pomiarowych: przekształceniowego orz
zamkniętego. Właściwości statyczne przyrządów i przetworników pomiarowych.
Przykład wyporowadzenia charakteryatyki przetwarzania na podstawie schematu
strukturalnego oraz określenie parametrów metrologicznych.
2
Właściwości dynamiczne przyrządów i przetworników pomiarowych. Sygnały
testowe. Transmitancja operatopowa. Charakterystyki czasowa oraz
częstotliwościowa. Błąd dynamiczny, czas odpowiedzi, odchylenie średnio
kwadratowe.
2
Parametry dynamiczne cyfrowych przyrządów i przetworników pomiarowych: czas
pomiaru, szybkość przetwarzania, błąd dynamiczne. Zasada doboru narzędzi
pomiarowych, wzorcy jednostek oraz żródła jednostek wzorcowych.
2
11.
12.
13.
14.
15.
50
L. godz. kontaktowych w sem.
30
Sposoby sprawdzenia zamierzonych Kolokwium, odpowiedzi ustne.
efektów kształcenia
1. Ma podstawową wiedzę w zakresie racunku błędów
pomiarów oraz oceny wyniku pomiaru.Wie co to symptom
uszkodzenia i umie ocenić ich przydatność (w,l).
L. godz. pracy własnej studenta
Wiedza
2. Ma podstawową wiedzę w zakresie metod pomiarowych i
przekształceniowych.
3. Ma podstawową wiedze w zakresie metod oszacowania
błędów pomiarów pośrednich oraz przepadkowych.
Efekty kształcenia dla
przedmiotu - po
zakończonym cyklu
kształcenia
1. Potrafi dobrać narzędzi pomiarowe do pomiaru wielkości
fizycznej.
Umiejętności
2. Potrafi oszacować błędy przy pomiarach pośrednich.
3. Potrafi oszacować parametry błędu przypadkowego (wartość
średnia, wariancja, odchylenie standardowe) na podstawie
rozkładu gęstości prawdopodobieństwa.
1. Rozumie potrzebę ciągłego dokształcenia się (w)
Kompetencje
społeczne
2. Ma świadomość odpowiedzialności za prace własną oraz
doporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia
odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania (w,l)
Metody dydaktyczne:
Wykład informacyjny. Przykłady rozwiązań zadań technichnych i dyskusja w ramach takich rozwiązań oraz
wykładu.
Forma i warunki zaliczenia przedmiotu:
Wykład: pozytywne oceny z kolokwium (uzyskanie co najmniej 50% punktów).
Literatura podstawowa:
[1] Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A. Metrologia elektryczna. Warszawa, WNT, 2007.
[2] Janiczek R. Metrologia elektryczna i elektroniczna. Opole, WPO, 1996.
[3] MC GHEE J., KORCZYŃSKI J., HENDERSON I., KULESZA W.: Scientific Metrology, Wyd: Akademickie
Centrum Graficzno – Marketingowe Lodart, Łódź 1999 .
Literatura uzupełniająca:
[1] WEBSTER J. (EDITOR-IN-CHIEF), RATON B. : The measurement, instrumentation, and sensors
handbook, CRC Press published in cooperation with IEEE Press, cop. 1999 .
______________
* niewłaściwe przekreślić
…………………………………………………..
……………………………………………………….
(kierownik jednostki organizacyjnej/bezpośredni przełożony:
pieczęć/podpis
(Dziekan Wydziału
pieczęć/podpis)