Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Metrologia i techniki pomiarowe
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RAIR-1-403-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Automatyka i Robotyka
Semestr:
4
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Cupiał Piotr (pcupial@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

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.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
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 Wynik testu zaliczeniowego,
Zaliczenie laboratorium
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 Wynik testu zaliczeniowego
Umiejętności: potrafi
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 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
M_U002 Potrafi interpretować wyniki badań doświadczalnych i prawidłowo przedstawiać wyniki pomiarów. AIR1A_U07 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student zdobywa kompetencje dotyczące pracy w zespole badawczym. AIR1A_K02 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
42 14 0 28 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
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. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
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. - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student zdobywa kompetencje dotyczące pracy w zespole badawczym. - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 82 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 42 godz
Przygotowanie do zajęć 15 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 10 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (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.

Ćwiczenia laboratoryjne (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.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: 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:

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
Sposób obliczania oceny końcowej:

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:

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

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”.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:
  • 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
Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:
  • 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.
Informacje dodatkowe:

Brak