Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Metrologia 1
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RMBM-1-504-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Mechanika i Budowa Maszyn
Semestr:
5
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr inż. Nieciąg Halina (hnieciag@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

W ramach modułu przekazywania jest wiedza z zakresu współczesnych metod i technik pomiaru metrologii wielkości geometrycznych. Nabywana jest umiejętność praktycznej obsługi przyrządów i oceny wyników.

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 Posiada elementarną wiedzę z zakresu podstaw metrologii. MBM1A_W01, MBM1A_W04, MBM1A_W02 Kolokwium
M_W002 Rozróżnia i rozumie podstawowe metody pomiarowe stosowane w metrologii wielkości geometrycznych. MBM1A_W01, MBM1A_W16 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
M_W003 Zna zasady działania i właściwości typowego sprzętu pomiarowego stosowanego w metrologii technicznej i jego parametry metrologiczne. MBM1A_W11, MBM1A_W16, MBM1A_W04 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W004 Rozróżnia odmiany błędów oraz posiada znajomość metod ich szacowania. MBM1A_W01 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń
M_W005 Zna podstawowe metody analizy i oceny dokładności wyników pomiarów. MBM1A_W01 Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
M_W006 Orientuje się w nowoczesnych kierunkach rozwoju technik pomiarowych stosowanych w kontroli postaci geometrycznej wyrobu, w szczególności ma wiedzę w zakresie budowy, działania i możliwości współrzędnościowych systemów pomiarowych. MBM1A_W14, MBM1A_W13 Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
M_W007 Posiada wiedzę o stanie aktualnym i najnowszych trendach rozwojowych technik oceny geometrycznej struktury powierzchni. MBM1A_W14, MBM1A_W16, MBM1A_W04, MBM1A_W13 Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
M_W008 Zna podstawowe metody i narzędzia sterowania jakością procesów produkcyjnych i stosowane w analizie systemów pomiarowych. MBM1A_W11, MBM1A_W08, MBM1A_W15, MBM1A_W16 Aktywność na zajęciach,
Wynik testu zaliczeniowego
M_W009 Zna układ tolerancji normalnych i pasowań wykorzystywanych w budowie maszyn oraz specyfikację geometrii wyrobów. MBM1A_W04, MBM1A_W09 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi rozpoznać i zinterpretować wymagania dokładności części maszyn w dokumentacji technicznej oraz zaplanować na tej podstawie czynności pomiarowe. MBM1A_W16, MBM1A_W04 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Potrafi przeprowadzić analizę wyników pomiaru i na tej podstawie dokonać oceny dokładności wyrobu. MBM1A_W01 Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Kolokwium
M_U003 Posługuje się typowymi przyrządami pomiarowymi długości i kąta oraz potrafi ocenić ich stan i poprawność pomiarów. MBM1A_W16 Aktywność na zajęciach,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Pracuje samodzielnie i w zespole. Wykazuje dbałość o powierzony sprzęt i odpowiedzialność za powierzone zadanie i jego rezultaty. MBM1A_W16 Aktywność na zajęciach,
Wykonanie ćwiczeń,
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 14 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 Posiada elementarną wiedzę z zakresu podstaw metrologii. + + + - - - - - - - -
M_W002 Rozróżnia i rozumie podstawowe metody pomiarowe stosowane w metrologii wielkości geometrycznych. + + + - - - - - - - -
M_W003 Zna zasady działania i właściwości typowego sprzętu pomiarowego stosowanego w metrologii technicznej i jego parametry metrologiczne. + - + - - - - - - - -
M_W004 Rozróżnia odmiany błędów oraz posiada znajomość metod ich szacowania. + + + - - - - - - - -
M_W005 Zna podstawowe metody analizy i oceny dokładności wyników pomiarów. + + + - - - - - - - -
M_W006 Orientuje się w nowoczesnych kierunkach rozwoju technik pomiarowych stosowanych w kontroli postaci geometrycznej wyrobu, w szczególności ma wiedzę w zakresie budowy, działania i możliwości współrzędnościowych systemów pomiarowych. + - + - - - - - - - -
M_W007 Posiada wiedzę o stanie aktualnym i najnowszych trendach rozwojowych technik oceny geometrycznej struktury powierzchni. + - + - - - - - - - -
M_W008 Zna podstawowe metody i narzędzia sterowania jakością procesów produkcyjnych i stosowane w analizie systemów pomiarowych. + + + - - - - - - - -
M_W009 Zna układ tolerancji normalnych i pasowań wykorzystywanych w budowie maszyn oraz specyfikację geometrii wyrobów. + + + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi rozpoznać i zinterpretować wymagania dokładności części maszyn w dokumentacji technicznej oraz zaplanować na tej podstawie czynności pomiarowe. + + + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi przeprowadzić analizę wyników pomiaru i na tej podstawie dokonać oceny dokładności wyrobu. - + + - - - - - - - -
M_U003 Posługuje się typowymi przyrządami pomiarowymi długości i kąta oraz potrafi ocenić ich stan i poprawność pomiarów. - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Pracuje samodzielnie i w zespole. Wykazuje dbałość o powierzony sprzęt i odpowiedzialność za powierzone zadanie i jego rezultaty. - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 90 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 42 godz
Przygotowanie do zajęć 26 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 14 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 7 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 1 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (14h):
  1. Informacje wstępne. Podstawy metrologii.

    Krótki rys historyczny rozwoju metrologii. Rola i miejsce metrologii w systemach produkcyjnych, jej podział. Zadania metrologii prawnej. Zadania metrologii wielkości geometrycznych i jej powiązanie ze specyfikacją geometrii wyrobów (GPS). Podstawowe pojęcia metrologii. Współczesna interpretacja pomiaru. Międzynarodowy układ jednostek miar (SI). Jednostki długości i kąta. Sposoby realizacji.

  2. Wzorce i przyrządy pomiarowe

    Klasyfikacja narzędzi pomiarowych. Wzorce jednostek miar i wzorce użytkowe.
    Spójność pomiarowa. Hierarchiczny układ sprawdzań. Dobór wyposażenia do zadania pomiarowego. Interpretacja wymagań wg ISO 14125. Kryterium ekonomiczne. Model przyrządu. Podstawowe właściwości metrologiczne przyrządu. Przegląd i zastosowanie uniwersalnych przyrządów do pomiaru wymiarów wielkości geometrycznych.

  3. Wprowadzenie do analizy błędów

    Identyfikacja i analiza błędów w procesie pomiarowym. Typowe błędy własne związane z konstrukcją i użyciem przyrządu. Wpływ czynników zewnętrznych na wskazania. Metody eliminacji i korekcja błędów. Klasyfikacja błędów w teorii niepewności. Elementy statystyki i rachunku prawdopodobieństwa.

  4. Wyrażanie i wyznaczanie niepewności pomiaru

    Podstawowe pojęcia teorii niepewności i ich zastosowanie. Matematyczny model błędów. Deterministyczny i losowy model pomiaru. Źródła niepewności pomiaru. Metody szacowania niepewności. Metoda A szacowania niepewności. Metoda B szacowania niepewności. Współczynnik rozszerzenia i przybliżone metody jego wyznaczenia.
    Przykłady oceny niepewności pomiaru wykonanego trzema przyrządami pomiarowymi.

  5. Współrzędnościowe systemy pomiarowe

    Koncepcja metrologii współrzędnościowej. Model pomiaru współrzędnościowego. Rozwiązania konstrukcyjne współrzędnościowych maszyn pomiarowych. Podstawowe zespoły maszyn. Rodzaje systemów pomiaru położenia. Głowice pomiarowe – rodzaje, zasady działania. Maszyny hybrydowe.
    Dokładność systemów współrzędnościowych. Niepewność w technice współrzędnościowej wg ISO 15530. Nadzór dokładności i kontrola maszyn współrzędnościowych wg ISO 10360, VDI/VDE 2617.

  6. Metody optyczne w metrologii współrzędnościowej i metrologii nierówności powierzchni

    1) Kierunki rozwoju metrologii współrzędnościowej. Nowoczesne rozwiązania głowic i systemów pomiarowych. Multisensoryka. Integracja maszyn współrzędnościowych w systemach zapewnienia jakości. Centra i roboty pomiarowe. Systemy mobilne.
    Metody optyczne stosowane w metrologii współrzędnościowej.
    2) Metody oceny nierówności powierzchni. Skaterometria laserowa.

  7. Jakość systemu pomiarowego

    1) Jakość systemu pomiarowego. Sterowanie jakością produkcji w systemach wytwarzania. Pojęcie SPC. Źródła zakłóceń w procesach wytwarzania. Analiza stabilności i zdolności procesu produkcyjnego oraz systemów pomiarowych dla potrzeb SPC. Wskaźniki zdolności procesu. Sterowalność procesu. Cechy i miary jakości procesów pomiarowych. Metody analizy systemów pomiarowych (MSA). Analiza GR&R. Kryteria oceny – poziom wskaźników MCI. Nadzorowanie wyposażenia pomiarowego w systemach zarządzania jakością. Czynności metrologiczne.

    2) Pisemne kolokwium zaliczeniowe z teorii.

Ćwiczenia audytoryjne (14h):
  1. Specyfikacje geometrii wyrobów

    Odchyłki wymiaru, odchyłki geometryczne, chropowatość powierzchni. Rodzaje i definicje wymiaru. Interpretacja wymiaru. Układ tolerancji. Klasy dokładności. Wyznaczanie tolerancji i odchyłek wymiarowych. Pasowania w budowie maszyn. Przykłady doboru i obliczania pasowań.

  2. Elementy analizy wymiarowej

    Działania na wymiarach tolerowanych. Bazy. Obliczanie łańcuchów wymiarowych metodami deterministycznymi. Przekazanie tematów projektu nr 1 (“Analiza teoretyczna pasowania zespołu”).

  3. Wybrane zagadnienia tolerowania części maszyn

    1) Wymiary nastawcze. Tolerancje geometryczne według ISO 1101. Zasada powłoki (Taylora). Tolerowanie zależne. Zasada MMC .
    2) Sprawdzian pisemny. Oddanie projektu nr 1.

  4. Podstawy statystyki i rachunku prawdopodobieństwa.

    Typowe rozkłady stosowane w metrologii. Wyznaczanie podstawowych parametrów statystycznych. Konstrukcja histogramu. Rozkład Gaussa i jego cechy. Rozkład t-Studenta. Rozkład prostokątny. Przedziały ufności. Opracowanie wyniku pomiaru na podstawie wielokrotnych pomiarów. Przykłady obliczeniowe.
    Przekazanie tematów projektu nr 2 (“Zamienność selekcyjna i badanie partii wyrobów narzędziami statystycznymi”).

  5. Wykorzystanie rachunku prawdopodobieństwa

    Metody stochastyczne w analizie łańcuchów wymiarowych. Rozkład wymiaru w polu tolerancji. Zamienność w budowie maszyn.

  6. Budżet niepewności

    Opracowanie budżetu niepewności dla danego zadania pomiarowego. Przykłady wyznaczania niepewności dla metody bezpośredniej i pośredniej.Szacowanie niepewności dla pomiarów realizowanych techniką współrzędnościową. Przykłady obliczeniowe.
    Oddanie projektu nr 2.

  7. Sprawdzian wiadomości

    Końcowe pisemne kolokwium: test i zadania. Test sprawdza wiedzę dotyczącą zagadnień teoretycznych objętych ćwiczeniami audytoryjnymi i koniecznymi do zrozumienia ich programu.

Ćwiczenia laboratoryjne (14h):
  1. Pomiary długości i kąta w warunkach kontroli końcowej wyrobu oraz statystycznego sterowania procesem

    Pomiary z wykorzystaniem przyrządów suwmiarkowych, mikrometrycznych, średnicówką mikrometryczną, kątomierzem, wysokościomierzem. Eksperymentalne wyznaczenie niepewności pomiaru. Opracowanie wyniku pomiaru.

  2. Pomiary gwintów walcowych zewnętrznych

    Pomiary średnicy podziałowej gwintu zewnętrznego przy pomocy mikrometrów do gwintów MMGe. Pomiary średnicy podziałowej, skoku, kątów zarysu gwintu zewnętrznego za pomocą mikroskopu warsztatowego. Pomiary średnicy podziałowej gwintu zewnętrznego metodą pośrednią trójwałeczkową.

  3. Projektowanie i nadzorowanie sprawdzianów

    Projekt i kontrola za pomocą optimetru pionowego wymiarów sprawdzianu tłoczkowego. Projekt i kontrola metodą różnicową sprawdzianu do wymiarów zewnętrznych (szczękowego) za pomocą optimetru poziomego.

  4. Pomiary chropowatości powierzchni

    Pomiary stykowe chropowatości powierzchni przyrządem T1000E próbek obrobionych różnymi sposobami obróbki mechanicznej. Interpretacja wyników na podstawie uzyskanych wartości parametrów chropowatości. Wybrane metody pomiarów chropowatości powierzchni metodami optycznymi. Pokaz rejestracji profilu na profilografometrze Kalibr i przyrządzie MarSurf PS10 f-my Mahr.

  5. Pomiary współrzędnościowe techniką stykową i optyczną

    1) Praktyczne zapoznanie z budową i obsługą maszyny pomiarowej Global f-my Hexagon. Projektowanie procesu pomiarowego wybranej części maszynowej.
    Praktyczne aspekty strategii pomiaru, strategii próbkowania, kwalifikacja trzpieni pomiarowych. Interpretacja i raportowanie wyników pomiaru.
    2) Praktyczne zapoznanie z budową i obsługą współrzędnościowego ramienia pomiarowego f-my Romer. Pomiary optyczne metodą triangulacyjną.
    Opracowanie chmury punktów za pomocą programów. Prezentacja programów PoliWorks, Geomagic i GOM. Raportowanie i interpretacja wyników pomiaru.

  6. Pomiary elementów maszyn o złożonej geometrii wymiarowo – kształtowej: Koła zębate

    Pomiary parametrów kół zębatych walcowych o zębach prostych według specyfikacji geometrycznej. Pomiar grubości zęba suwmiarką modułową (metoda odniesieniowa). Pomiar grubości zęba (metoda bezodniesieniowa) mikrometrem talerzowym. Pomiar bicia uzębienia. Analiza pozostałych elementów wymiarowych.

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

Obowiązuje zaliczenie teorii z wykładów w formie sprawdzianu.
Warunki zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych:
1) 100% obecność,
2) Pozytywnie ocenione dwa projekty,
2) Pozytywna ocena z sprawdzianu i kolokwium (ostatnie i trzecie zajęcia).
Warunki zaliczenia laboratorium:
1) 100% obecność,
2) Pozytywnie zaliczone wszystkie sprawdziany z poszczególnych zajęć laboratoryjnych,
3) Pozytywnie ocenione sprawozdania z wszystkich laboratoriów (skompletowane w imiennej teczce papierowej).

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 audytoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • 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:

Średnia ważona przy warunku, że wszystkie oceny cząstkowe będą pozytywne:
1. Ocena z ćwiczeń laboratoryjnych (0,3);
2. Łączna ocena z ćwiczeń audytoryjnych (0,4);
3. Sprawdzian zaliczeniowy z wykładu (0,3).

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

Ćwiczenia audytoryjne: nieobecności usprawiedliwione (nie więcej niż dwa zwolnienie lekarskie) wymagają opracowania dodatkowego projektu z zakresu opuszczonych zajęć, nieusprawiedliwione wymagają przyłączenia się do zajęć w innym terminie.
Opuszczone ćwiczenia laboratoryjne należy uzupełnić w innym terminie.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość rysunku technicznego. Geometria analityczna. Trygonometria. Podstawy analizy matematycznej. Rachunek pochodnych funkcji. Podstawy rachunku prawdopodobieństwa.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Literatura podstawowa:
1. Jakubiec W., Malinowski J.: Metrologia wielkości geometrycznych (wydanie 5), Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2018.
2. Białas S., Humienny Z., Kiszka K.: Metrologia z podstawami specyfikacji wyrobów (GPS). Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2014.
3. Ratajczyk E., Woźniak A.: Współrzędnościowe systemy pomiarowe. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2016.
4. Adamczak S.: Pomiary geometryczne powierzchni. Zarys kształtu, falistość i chropowatość. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2008.
5. Humienny Z. (ed) i in.: Specyfikacje geometrii wyrobów (GPS). Podręcznik europejski. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2004.

Literatura uzupełniająca:
1. Malinowski J., Jakubiec W., Płowucha W.: Pomiary gwintów w budowie maszyn. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2008.
2. Adamczak S., Makieła W.: Metrologia w budowie maszyn. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2004.
3. Wyrażanie niepewności pomiaru. Przewodnik. Główny Urząd Miar, Warszawa 1999.
4. Piotrowski J., Kostyrko K.: Wzorcowanie aparatury pomiarowej. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2000.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nieciąg H. (2015). Improvement of simulation method in validation of software of the coordinate measuring systems. Measurement Science Review, Volume 15
Nieciąg H. (2012). The assessment of the criterion in tests of acceptance type of the metrological software in coordinate measuring systems. Proc. of X Intern. Scientific Conference „Coordinate Measuring Technique”. Bielsko Biała.

Informacje dodatkowe:

Na każdym wykładzie sprawdzana jest obecność. Studenci posiadający udokumentowaną 70% frekwencję są zwolnieni ze sprawdzianu z oceną 3.0, 100% : ocena 4.0.