Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Metrology and measurement systems
Course of study:
2019/2020
Code:
RIMM-1-405-s
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Mechanical and Materials Engineering
Semester:
4
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. inż. Cupiał Piotr (pcupial@agh.edu.pl)
Module summary

W ramach modułu studenci zdobywają podstawową wiedzę z metrologii i technik pomiarowych wykorzystywanych w inżynierii mechanicznej. Zdobywają wiedzę nt. systematycznych i losowych błędów pomiarowych. Poznają podstawowe techniki metrologii geometrycznej i współrzędnościowej. Zapoznaja się z metodami pomiaru charakterystyk czasowych i częstotliwościowych układów dynamicznych. Poznają zasadę działania przetworników wykorzystywanych do pomiaru wielkości związanych z ruchem (przemieszczenia, prędkości, przyspieszenia). Poznają zasady oraz zdobywaja praktyczne umiejętności wykonywania pomiarów przy pomocy woltomierzy, amperomierzy oraz mostków tensometrycznych.

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 związane z pracą w zespole badawczym oraz rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania kompetencji w szybko zmieniającym się obszarze pomiarów. IMM1A_K01, IMM1A_K04 Activity during classes
Skills: he can
M_U001 Potrafi wykonywać pomiary statyczne i dynamiczne przy pomocy przyrządów oraz urządzeń analogowych i cyfrowych. IMM1A_U04 Execution of laboratory classes,
Completion of laboratory classes,
Activity during classes
M_U002 Potrafi oszacować błędy pomiarowe systematyczne i losowe, przeprowadzić analizę danych pomiarowych oraz przedstawić je graficznie. IMM1A_U03 Test,
Report,
Execution of exercises,
Execution of laboratory classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student ma wiedzę związaną z oceną błędów systematycznych i losowych występujących przy pomiarach, zna podstawowe pojecia rachunku prawdopodobieństwa w zakresie zmiennych losowych dyskretnych i ciągłych, własności rozkładu normalnego oraz podstaw analizy regresji. IMM1A_W01 Test results,
Activity during classes,
Test,
Completion of laboratory classes
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
54 20 16 18 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 związane z pracą w zespole badawczym oraz rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania kompetencji w szybko zmieniającym się obszarze pomiarów. - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi wykonywać pomiary statyczne i dynamiczne przy pomocy przyrządów oraz urządzeń analogowych i cyfrowych. - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi oszacować błędy pomiarowe systematyczne i losowe, przeprowadzić analizę danych pomiarowych oraz przedstawić je graficznie. - + + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student ma wiedzę związaną z oceną błędów systematycznych i losowych występujących przy pomiarach, zna podstawowe pojecia rachunku prawdopodobieństwa w zakresie zmiennych losowych dyskretnych i ciągłych, własności rozkładu normalnego oraz podstaw analizy regresji. + + - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 90 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 54 h
Preparation for classes 12 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10 h
Realization of independently performed tasks 7 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 5 h
Module content
Lectures (20h):

  • Podstawowe pojęcia metrologii; układ jednostek SI.
  • Przyrządy do pomiaru wielkości geometrycznych. Własności metrologiczne przyrządów.
  • Niedokładność pomiaru. Błędy pomiaru.
  • Elementy rachunku prawdopodobieństwa i statystyki matematycznej. Własności rozkładu normalnego, rozkład t-Studenta. Elementy analizy regresji.
  • Ocena błędów pomiarów i metody szacowania niepewności.
  • Współrzędnościowe systemy pomiarowe.
  • Jakość systemu pomiarowego; cechy i miary jakości procesów pomiarowych; metody analizy systemów pomiarowych.
  • Podstawy pomiaru wielkości zmiennych w czasie, elementy torów pomiarowych wykorzystywanych w miernictwie dynamicznym.
  • Przykłady przetworników do pomiaru wielkości nieelektrycznych. Własności statyczne i dynamiczne przetworników pomiarowych. Charakterystyki czasowe i częstotliwościowe przetworników liniowych I i II rzędu.
  • Wprowadzenie do kondycjonowania sygnałów pomiarowych. Typowe schematy elektryczne stosowane przy pomiarach, pomiar przy pomocy woltomierza i amperomierza, mostki oporowe. Wzmacnianie i filtracja sygnałów.

Auditorium classes (16h):

1. Specyfikacje geometrii wyrobów.
2. Elementy analizy wymiarowej.
3. Podstawy statystyki i rachunku prawdopodobieństwa.
4. Wstęp do analizy danych.
5. Pomiary mikro- i makrogeometrii.
6. Budżet niepewności.
7. Statystyczna kontrola jakości.

Laboratory classes (18h):

  • Pomiary długości i kąta w warunkach kontroli końcowej wyrobu.
  • Projektowanie i nadzorowanie sprawdzianów.
  • Metody pomiarów powierzchni złożonych.
  • Interaktywne programowanie pomiaru współrzędnościowego.
  • Zastosowanie elektrycznych mierników wskazówkowych
  • Własności statyczne elementów toru pomiarowego
  • Własności dynamiczne przetworników I rzędu
  • Własności dynamiczne przetworników II rzędu

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.
  • Auditorium classes: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
  • 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:

Ćwiczenia są zaliczane w oparciu o obecności i kolokwia zaliczeniowe.
Dla zaliczenia laboratoriów, konieczne jest odrobienie wszystkich zajęć, dostarczenie w terminie sprawozdań oraz zaliczenie podstaw teoretycznych ćwiczeń laboratoryjnych.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – 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.
  • Auditorium classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć.
  • 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 końcowa jest obliczona jako średnia ważona ocen z ćwiczeń laboratoryjnych (L), ćwiczeń audytoryjnych i testu sprawdzającego z wykładu (W):

Ocena końcowa=0.4*L + 0.4*Ć + 0.2*W

Osoba odpowiedzialna za przedmiot może podjąć decyzję, że sprawdzenie wiadomości z wykładu zostanie przeprowadzone w ramach zaliczenia ćwiczeń i laboratoriów.

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

Sposób i tryb wyrównywania zaległości jest zgodny z Regulaminem Studiów.

Prerequisites and additional requirements:

Podstawowe wiadomości z matematyki (trygonometria, podstawy analizy matematycznej, obliczanie pochodnych zwyczajnych i cząstkowych) i z fizyki. Znajomość rysunku technicznego.

Recommended literature and teaching resources:

Literatura podstawowa:

  • W. Jakubiec, J.Malinowski “Metrologia wielkości geometrycznych”, wydanie 5, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2018
  • S. Białas, Z. Humienny, K. Kiszka "Metrologia z podstawami specyfikacji wyrobów (GPS). Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2014
  • S. Adamczak, W. Makieła “Metrologia w budowie maszyn”, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2004
  • A.Chwaleba, M.Poniński, A.Siedlecki “Metrologia elektryczna”, WNT, Warszawa, 2010
  • R. Hagel, J. Zakrzewski “Miernictwo dynamiczne”, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1984
  • J.Bednarczyk "Podstawy metrologii technicznej, SU 1591, wyd. AGH, Kraków, 2000
  • A.Plucińska, E.Pluciński “Elementy probabilistyki”, PWN, Warszawa, 1981
  • E. Ratajczyk “Współrzędnościowa technika pomiarowa”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2005

Literatura uzupełniająca:

  • T.G. Beckwith, R.D. Marangoni, J. H. Lienhard “Mechanical Measurements”, Prentice Hall, Upper Saddle River, 6th ed., 2007
  • J. G. Webster “The measurement, instrumentation and sensors handbook”, CRC Press, Boca Raton, 1999
  • E. Ratajczyk, A. Woźniak “Współrzędnościowe systemy pomiarowe”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2016
  • S. Adamczak "Pomiary geometryczne powierzchni. Zarys kształtu, falistość i chropowatość. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2004
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