Opis predmeta
- Uvod v eksperimentalno raziskovalno delo: osnovni koraki v procesu eksperimentiranja; vplivni dejavniki na eksperimentalni proces.
- Osnove statističnega načrtovanja poskusov: Klasični in statistično načrtovani poskus; Temeljni koncepti načrtovanja poskusov; Posebnosti in omejitve faktorsko načrtovanih poskusov.
- Merilni proces kot vir eksperimentalnih informacij: vplivni dejavniki; temeljni meroslovni pojmi; organiziranost meroslovne infrastrukture; zagotavljanje meroslovne sledljivosti.
- Merilni signal kot nosilec informacij o merjeni veličini: Analogni in digitalni, periodični in aperiodični, deterministični in naključni merilni signali; Motnje v merilnih signalih; Zajemanje in pretvorba merilnih signalov.
- Merilna zaznavala za električno merjenje mehanskih veličin: Glavne vrste merilnih zaznaval in njihove meroslovne, statične in dinamične značilnosti ter omejitve (piezoelektrična, piezouporovna, termoelektrična, uporovna, magnetouporovna, induktivna, potenciometrična, optična, ultrazvočna, Hallova merilna zaznavala).
- Neposredne in posredne metode za merjenje: Mehanske napetosti, sil, navorov, momentov in deformacij; Premikov in razdalj; Kota zasuka in mehanske moči; Mehanskih nihanj in pospeškov; Vrtilne hitrosti in frekvence. Tlaka; Temperature. Hitrosti in pretoka tekočin.
- Uporaba programske opreme v eksperimentalnem delu: Osnove digitalne obdelave merilnih signalov; Virtualna instrumentacija in druga programska oprema; Validacija programske opreme.
- Meroslovno ovrednotenje merilnega sistema in eksperimentalnega procesa: Analiza merilne negotovosti (standardna, sestavljena in razširjena merilna negotovost); Ovrednotenje in prikaz merilnih rezultatov.
- Seminarske vaje: Timsko delo na področju načrtovanja eksperimentov, razvoja in validacije različnih merilnih sistemov za mehanske veličine ter vrednotenja merilnih rezultatov.
- Laboratorijske vaje: Načrtovanje eksperimentov in merilnih sistemov, eksperimentalni praktikum na izbranih primerih merjenj in poskusov.
Predmet učimo na programih
Cilji in kompetence
Temeljni cilji učnega predmeta je seznaniti in naučiti študente: s temeljnimi koncepti načrtovanja poskusov ter z meroslovno analizo in ovrednotenjem rezultatov eksperimentalnega dela, s fizikalno-teoretičnimi izhodišči sodobnih merilnih tehnologij, z zajemanjem, obdelavo in prikazom merjenih veličin, z merjenjem temeljnih mehanskih veličin, ki so posebej značilne za kmetijsko tehniko in mehanizacijo, z uveljavljenimi merilnimi metodami, z osnovami virtualne instrumentacije in digitalne obdelave signalov.
Metode poučevanja in učenja
Predavanja, ki vključujejo reševanje in razpravo o izbranih teoretičnih ter praktično uporabnih primerih. Interaktivna predavanja, skupinsko delo, virtualni eksperimenti.
Predvideni študijski rezultati
Pridobljena znanja v študijskem procesu bodo zagotavljala, da bo študent sposoben samostojno: načrtovati eksperimentalni proces; izbrati ustrezno merilno opremo in konfigurirati merilni sistem; uporabljati različne standardizirane ter v praksi uveljavljene merilne metode; izmeriti temeljne mehanske veličine, ki so značilne za kmetijsko tehniko in mehanizacijo; meroslovno ovrednotiti eksperimentalno dobljene rezultate.
Temeljni viri in literatura
- Doebelin, E. O.: Engineering experimentation – Planning, execution, reporting. McGraw-Hill, New York, 1995.
- Montgomery, D. C.: Design and analysis of experiments. John Wiley & Sons, New York, 2001.
- Bentley, J. P.: Principles of measurement systems. Pearson Education, Harlow, 2005.
- Busch-Vishniac, I. J.: Electromechanical sensors and actuators. Springer, 1999.
- JCGM 200:2012 – International vocabulary of metrology – Basic and general concepts and associated terms.
- JCGM 100:2008 – Evaluation of measurement data – Guide to the expression of uncertainty in measurement.