Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Metrologia i techniki pomiarowe
Course of study:
2019/2020
Code:
RAIR-1-403-s
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Automatics and Robotics
Semester:
4
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
dr hab. inż. Cupiał Piotr (pcupial@agh.edu.pl)
Module summary

W ramach modułu studenci zdobywają podstawową wiedzę i umiejętności dotyczące przeprowadzania pomiarów oraz przetwarzania ich wyników. Zdobywaja wiedzę nt. systematycznych i losowych błędów pomiarowych oraz zagadnień dotyczących regresji liniowej i nieliniowej. Zapoznaja się z metodami pomiaru charakterystyk czasowych i częstotliwościowych układów dynamicznych. Poznają metodę zmiennej zespolonej (amplitud zespolonych) wyznaczania charakterystyk częstotliwościowych. Zapoznają się z zasadą działania przetworników wykorzystywanych do pomiaru temperatury oraz wielkości związanych z ruchem (przemieszczenia, prędkości, przyspieszenia oraz orientacji w przestrzeni). Poznają podstawowe układy elektoniki wykorzystywane w układach pomiarowych.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Student zdobywa kompetencje dotyczące pracy w zespole badawczym. AIR1A_K02 Execution of laboratory classes
Skills: he can
M_U001 Ma umiejętność zestawienia torów pomiarowych oraz przeprowadzania pomiarów wielkości mechanicznych i elektrycznych. Potrafi zbudować proste urządzenie pomiarowe przy pomocy programu LabView. AIR1A_U07 Execution of laboratory classes,
Completion of laboratory classes
M_U002 Potrafi interpretować wyniki badań doświadczalnych i prawidłowo przedstawiać wyniki pomiarów. AIR1A_U07 Execution of laboratory classes,
Completion of laboratory classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student posiada wiedzę na temat przeprowadzania pomiarów wielkości mechanicznych i elektrycznych, elementów torów pomiarowych, jednostek fizycznych oraz sposobu obróbki i prezentacji wyników pomiarów. AIR1A_W07 Test results,
Completion of laboratory classes
M_W002 Ma wiedzę dotyczącą oceny błędów systematycznych i losowych występujących przy pomiarach. Zna podstawowe pojęcia rachunku prawdopodobieństwa w zakresie zmiennych losowych dyskretnych i ciągłych, zna podstawowe pojęcia analizy regresji i teorii estymacji. AIR1A_W07 Test results
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
42 14 0 28 0 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Student zdobywa kompetencje dotyczące pracy w zespole badawczym. - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Ma umiejętność zestawienia torów pomiarowych oraz przeprowadzania pomiarów wielkości mechanicznych i elektrycznych. Potrafi zbudować proste urządzenie pomiarowe przy pomocy programu LabView. - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi interpretować wyniki badań doświadczalnych i prawidłowo przedstawiać wyniki pomiarów. - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student posiada wiedzę na temat przeprowadzania pomiarów wielkości mechanicznych i elektrycznych, elementów torów pomiarowych, jednostek fizycznych oraz sposobu obróbki i prezentacji wyników pomiarów. + - - - - - - - - - -
M_W002 Ma wiedzę dotyczącą oceny błędów systematycznych i losowych występujących przy pomiarach. Zna podstawowe pojęcia rachunku prawdopodobieństwa w zakresie zmiennych losowych dyskretnych i ciągłych, zna podstawowe pojęcia analizy regresji i teorii estymacji. + - - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 82 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 42 h
Preparation for classes 15 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 h
Realization of independently performed tasks 10 h
Module content
Lectures (14h):

  • Podstawowe pojęcia metrologii, układ jednostek SI.
  • Definicje systematycznych i losowych błędów pomiarowych. Błąd maksymalny i prawdopodopny w pomiarach pośrednich.
  • Ciągłe jednowymiarowe rozkłady gęstości prawdopodobieństwa; definicja wartości średniej, wariancji i odchylenia standardowego.
  • Rozkład normalny i jego podstawowe własności. Poziom ufności i istotności oraz przedział ufności.
  • Podstawowe pojęcia statystyki; estymatory wartości średniej i wariancji; wyznaczanie estymatorów wartości średniej i wariancji metodą największej wiarygodności.
  • Ocena błędów losowych wyników serii pomiarów.
  • Łączny rozkład prawdopodobieństwa dwóch zmiennych losowych; pojęcie krzywej regresji.
  • Własności statyczne elementów toru pomiarowego.
  • Własności dynamiczne elementów toru pomiarowego.
  • Przegląd czujników do pomiaru wielkości nieelektrycznych.
  • Zasada działania wzmacniaczy operacyjnych i ich wykorzystanie w torach pomiarowych.
  • Kondycjonowanie sygnałów. Zagadnienia łączenia urządzeń pomiarowych i błąd obciążenia.

Laboratory classes (28h):

  • Realizacja pomiarów, podstawowe elementy torów pomiarowych.
  • Niedokładność pomiaru, rodzaje uchybów, opracowanie wyników pomiaru.
  • Własności statyczne elementów toru pomiarowego.
  • Własności dynamiczne przetworników pomiarowych I rzędu.
  • Własności dynamiczne przetworników pomiarowych II rzędu.
  • Wirtualne przyrządy pomiarowe i ich realizacja przy wykorzystaniu programu LabView.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Method of calculating the final grade:

Ocena jest obliczona jako średnia ważona oceny z laboratorium (60%) oraz oceny z testu z wykładów (40%).
Osoba odpowiedzialna za przedmiot może podjąć decyzję, że sprawdzenie wiadomości z wykładu zostanie przeprowadzone w ramach zaliczenia laboratoriów.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Prerequisites and additional requirements:

Wiadomości z matematyki dotyczące całkowania i wyznaczania pochodnych cząstkowych. Znajomość własności przekształcenia Laplace’a oraz charakterystyk czasowych i częstotliwościowych członów liniowych automatyki w zakresie przedmiotu “Podstawy automatyki”.

Recommended literature and teaching resources:
  • A.Chwaleba, M.Poniński, A.Siedlecki “Metrologia elektryczna”, WNT, Warszawa, 2010
  • J.G. Webster “The measurement, instrumentation and sensors handbook”, 2nd ed., Springer, Heidelberg, 1999
  • S. G. Rabinovich “Measurement errors and uncertainties: theory and practice”, 3rd ed., AIP Press, New York, 2005
  • A.Plucińska, E.Pluciński “Elementy probabilistyki”, PWN, Warszawa, 1981
  • P. Horowitz, W.Hill “Sztuka elektroniki”, cz.1, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, wyd. 7, 2003
  • J.Bednarczyk "Podstawy metrologii technicznej, SU 1591, wyd. AGH, Kraków, 2000
Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:
  • M. Maślanka, B. Sapiński, J. Snamina “Experimental study of vibration control of a cable with an attached MR damper”, Journal of Theoretical and Applied Mechanics 45 (2007), 893-917
  • A. Kot, A. Nawrocka, A. Sioma “Testing of human sway on a balance platform”, Proceedings of ICCC’2018, Szivasarad, Hungary, May 28-31, 2018, s. 118-121.
  • M. Kozioł, P. Cupiał “Identification of rotor parmameters using piezoelectric patches bonded to the shaft surface”, Proceedings of the 13th Conference on Active Noise and Vibration Control Methods, MARDiH, Kazimierz Dolny, 12-14 June 2017.
Additional information:

None