Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Metrologia i systemy pomiarowe
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RIAK-1-305-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Akustyczna
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Sroka Ryszard (rysieks@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Metody pomiaru wybranych wielkości elektrycznych, ocena niepewności pomiaru i budowa podstawowych urządzeń 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 Zna i rozumie podstawowe pojęcia z zakresu podstaw metrologii wielkości elektrycznych. IAK1A_W08 Egzamin
M_W002 Ma podstawową wiedzę dotyczącą sygnałów reprezentujących wielkości mierzone i ich parametrów oraz metod stosowanych w pomiarach wielkości elektrycznych. IAK1A_W16, IAK1A_W08, IAK1A_W05 Egzamin,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W003 Zna i rozumie budowę, zasady działania oraz przetwarzania sygnałów w podstawowych przyrządach analogowych i cyfrowych oraz układach stosowanych w pomiarach wielkości elektrycznych. IAK1A_W04, IAK1A_W15, IAK1A_W08, IAK1A_W05 Egzamin,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi samodzielnie korzystać z literatury przedmiotu i innych dostępnych źródeł, a także zaplanować pracę zespołu i sprawnie oraz bezpiecznie w tym zespole pracować. IAK1A_U10, IAK1A_U14, IAK1A_U13 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Potrafi przeprowadzić analizę prostych układów pomiarowych pod kątem ich przydatności w konkretnym zastosowaniu i wskazać potencjalne źródła niepewności uzyskiwanych wyników. IAK1A_U05, IAK1A_U07 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
M_U003 Potrafi przeprowadzić pomiary podstawowych wielkości elektrycznych i opracować wyniki pomiarów z oszacowaniem ich niepewności, a także przygotować dokumentację z realizacji zadania pomiarowego. IAK1A_U11, IAK1A_U03, IAK1A_U17, IAK1A_U05 Sprawozdanie,
Wynik testu zaliczeniowego,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Ma świadomość zmian zachodzących w obszarze szeroko rozumianych technik pomiarowych oraz rozumie konieczność ciągłego dokształcania się. IAK1A_K02 Egzamin
M_K002 Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną i zespołu, a także jest gotowy podporządkować się zasadom pracy zespołowej. IAK1A_K01 Sprawozdanie,
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
28 14 0 14 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 Zna i rozumie podstawowe pojęcia z zakresu podstaw metrologii wielkości elektrycznych. + - - - - - - - - - -
M_W002 Ma podstawową wiedzę dotyczącą sygnałów reprezentujących wielkości mierzone i ich parametrów oraz metod stosowanych w pomiarach wielkości elektrycznych. + - + - - - - - - - -
M_W003 Zna i rozumie budowę, zasady działania oraz przetwarzania sygnałów w podstawowych przyrządach analogowych i cyfrowych oraz układach stosowanych w pomiarach wielkości elektrycznych. + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi samodzielnie korzystać z literatury przedmiotu i innych dostępnych źródeł, a także zaplanować pracę zespołu i sprawnie oraz bezpiecznie w tym zespole pracować. + - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi przeprowadzić analizę prostych układów pomiarowych pod kątem ich przydatności w konkretnym zastosowaniu i wskazać potencjalne źródła niepewności uzyskiwanych wyników. + - + - - - - - - - -
M_U003 Potrafi przeprowadzić pomiary podstawowych wielkości elektrycznych i opracować wyniki pomiarów z oszacowaniem ich niepewności, a także przygotować dokumentację z realizacji zadania pomiarowego. - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Ma świadomość zmian zachodzących w obszarze szeroko rozumianych technik pomiarowych oraz rozumie konieczność ciągłego dokształcania się. + - + - - - - - - - -
M_K002 Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną i zespołu, a także jest gotowy podporządkować się zasadom pracy zespołowej. - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 58 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 28 godz
Przygotowanie do zajęć 10 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 10 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (14h):
  1. Pojęcia podstawowe

    Definicje pomiaru, pojęcia: obiektu fizycznego, wielkości mierzonej, skali pomiarowej, wyniku pomiaru, narzędzia, układu i systemu pomiarowego. Podstawowe metody pomiarowe.

  2. Wzorce i jednostki miar

    Układ SI, Jednostki podstawowe i dodatkowe oraz ich aktualne definicje. Wielokrotności i podwielokrotności. Wzorce miar wielkości elektrycznych (prąd, napięcie, rezystancja, pojemność, indukcyjność, czas i częstotliwość).

  3. Błąd i niepewność pomiaru

    Pojęcie błędu względnego i bezwzględnego. Błędy zdeterminowane i losowe. Błąd graniczny. Pojęcie niepewności standardowej i rozszerzonej, niepewność złożona. Metody liczenia niepewności w pomiarach bezpośrednich i pośrednich.

  4. Sygnały i ich parametry

    Pojęcie sygnału, podział sygnałów, sygnał mono i poliharmoniczny, definicje parametrów i współczynników charakteryzujących sygnały (wartość średnia, skuteczna, szczytowa, współczynnik kształtu, szczytu, wypełnienia, zawartości harmonicznych, THD itp.) i metody ich pomiarów, pojęcie widma sygnału.

  5. Przyrządy analogowe

    Budowa podstawowych przetworników elektromechanicznych (magnetoelektryczne, elektromagnetyczne, elektrodynamiczne, ferrodynamiczne, indukcyjne), ich właściwości metrologiczne i zastosowania.

  6. Pomiary prądów i napięć

    Pomiary napięć i prądów stałych i zmiennych.

  7. Pomiary metodami technicznymi

    Pomiary techniczne rezystancji i impedancji. Podstawowe układy pomiarowe (metoda woltomierza i amperomierza, metoda trzech woltomierzy itp.).

  8. Pomiary metodami mostkowymi

    Budowa mostków stało i zmiennoprądowych, podstawowe struktury mostków, warunki równowagi, wskaźniki równowagi.

  9. Metody kompensacyjne

    Idea pomiarów kompensacyjnych. Układy z kompensacją pojedynczą.

  10. Oscyloskop

    Podstawowe zasady obsługi oscyloskopu. Pomiarowe zastosowania oscyloskopu: pomiary parametrów sygnałów, pomiary częstotliwości i czasu, pomiary kąta przesunięcia fazowego.

  11. Właściwości przetworników pomiarowych

    Podstawowe modele przetworników pomiarowych (modele zerowego, I i II rzędu) i ich parametry oraz pomiarowe metody identyfikacji tych parametrów.

  12. Pomiary i przyrządy cyfrowe

    Próbkowanie sygnałów, twierdzenie o próbkowaniu, aliasing i metody jego eliminacji. Problem kwantowania i kodowania, przykłady podstawowych kodów binarnych i BCD. Budowa i zasada działania przetworników A/C (impulsowo-czasowe, integracyjne, kompensacyjne, bezpośredniego porównania) i C/A.

Ćwiczenia laboratoryjne (14h):
  1. Wprowadzenie i sprawy formalne (np. BHP)
  2. Pomiarowe zastosowania oscyloskopu
  3. Pomiary rezystancji i impedancji
  4. Pomiary parametrów sygnałów
  5. Przetworniki A/C i C/A
  6. Analiza i dyskusja sprawozdań
  7. Sprawdzanie nabytych umiejętności
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:

Aby uzyskać pozytywną ocenę końcową niezbędne jest uzyskanie pozytywnej oceny z ćwiczeń laboratoryjnych i egzaminu.
Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest uzyskanie oceny pozytywnej z zajęć laboratoryjnych.
Zaliczenie zajęć laboratoryjnych wymaga: wykonania wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych, zaliczenia sprawozdań, uzyskania minimum 50% możliwych punktów. Z kolokwiów można uzyskać maksymalnie 84 pkt., za poprawnie wykonane sprawozdania max. 12 pkt., za aktywność na zajęciach 4 pkt.
W przypadku braku zaliczenia z ćwiczeń laboratoryjnych w terminie podstawowym z powodu zbyt małej liczby uzyskanych punktów, przewiduje się możliwość dwukrotnego podejścia do kolokwium poprawkowego z całości materiału w czasie trwania sesji egzaminacyjnej.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – 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 końcowa obliczana jest jako średnia arytmetyczna ocen z zaliczenia laboratorium i z egzaminu, a wystawiana jest zgodnie ze skalą zawartą w regulaminie studiów.

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

Usprawiedliwioną nieobecność na zajęciach laboratoryjnych należy odrobić w najbliższym możliwym terminie w innej grupie ćwiczeniowej realizującej taki sam program zajęć lub na zajęciach rezerwowych organizowanych pod koniec semestru – zgodnie z harmonogramem zajęć podawanym do wiadomości na początku zajęć. Trzy lub większa liczba nieusprawiedliwionych nieobecności skutkuje brakiem zaliczenia.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość podstaw matematyki, fizyki i teorii obwodów.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:
  1. Zatorski A., Sroka R.: Podstawy metrologii elektrycznej. Kraków, Wydawnictwa AGH 20112.
  2. Zatorski A., Rozkrut A.: Miernictwo elektryczne. Materiały do ćwiczeń laboratoryjnych. Skrypt AGH nr: 1190/1990, 1334/1992, 1403/1994, 1585/1999.
  3. Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A.: Metrologia elektryczna. Warszawa, WNT 2003.
  4. Marcyniuk A., Pasecki E., Pluciński M., Szadkowski B.: Podstawy metrologii elektrycznej. Warszawa, WNT 1984.
  5. Skubis T.: Opracowanie wyników pomiarów – przykłady. Gliwice, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej 2003.
Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:
  1. Sroka R., Gajda J., Burnos P., Piwowar P.: Information fusion in Weigh in Motion Systems. Proceedings of IEEE Sensors Applications Symposium, Zadar 2015, pp. 395-400
  2. Janusz Gajda, Ryszard Sroka, Marek Stencel, Tadeusz Żegleń, Piotr Piwowar, Piotr Burnos, Zbigniew Marszałek: Design and accuracy assessment of the multi-sensor weigh-in-motion system. Proceedings of I2MTC – IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference, May 11–14, 2015, Pisa, Italy, pp. 1036–1041
  3. Gajda J., Sroka R., Stencel M., Żegleń T., Piwowar P., Burnos P.: Pomiary parametrów ruchu drogowego. Wydawnictwa AGH, Kraków 2012
  4. Gajda J., Piwowar P., Sroka R., Stencel M., Żegleń T.: Application of inductive loops as wheel detectors. Transportation Research Part C, Vol. 21, 2012, pp. 57-66
  5. Gajda J., Sroka R., Stencel M., Żegleń T., Piwowar P., Burnos P.: Analysis of the Temperature Influences on the Metrological Properties of Polymer Piezoelectric Load Sensors Applied in Weigh-in-Motion Systems. Proceedings of IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference. Graz 2012
  6. Marszałek Z., Sroka R., Stencel M.: – A new method of inductive sensors impedance measurement applied to the identification of vehicle parameters. Metrology & Measurement Systems, Vol. XVIII (2011), No. 1, pp. 69-76.
  7. Sroka R.: Application of Sensitivity Analysis to the Correction of Static Characteristics of a Phase Angle Modulator. Metrology & Measurement Systems, Vol. XVIII (2011), No. 2, pp. 173-184.
Informacje dodatkowe:

brak