Meritve

Opis predmeta

a) osnovni postopki in metode merjenja;

b) merjenje električnih veličin (napetost, tok, moč, upornost, kapacitivnost, induktivnost, faktor moči, …) in vrednotenje osnovnih treh parametrov izmeničnih veličin (frekvenca, amplituda in fazni kot);

c) analiza pogreškov pri zajemanju merilnih signalov z ustreznimi priredilniki signalov (soupori, napetostni delilniki, merilni transformatorji itd.);

d) zmanjšanje vpliva motilnih signalov in mostična vezja (Wheatstonov mostič, mostič z induktivnim delilnikom, aktivni mostič, odklonski mostič);

e) zgradba merilnih instrumentov in sistemov (struktura in elementi, statične in dinamične karakteristike, vplivne veličine, digitalna priprava in obdelava signalov);

f) merilna točnost in negotovost (absolutni in relativni pogrešek, merilni rezultat, prava vrednost, statistična obdelava rezultatov);

g) meroslovni sistemi (veličine, enote, realizacija, etaloni, diseminacija, sledljivost, umerjanje, preskušanje);

h) merjenje neelektričnih veličin (temperatura, vlaga, tlak, sila, pomik, hrup, …).

Cilji in kompetence

Predmet uvaja osnovna znanja s področja meroslovja in merjenja tehničnih veličin. Cilji predmeta so:

a) obdelati principe in metode merjenja najbolj pomembnih veličin v tehniki ter njihovih parametrov,

b) razumeti problematiko vrednotenja merilnih rezultatov z merilno negotovostjo in proučiti vlogo statistike ter analizo merilne negotovosti;

c) proučiti temelje metrologije in metroloških sistemov, enote SI, sledljivosti, itd.;

d) seznaniti s postopki in metodami merjenja osnovnih električnih veličin in ugotavljanje karakteristik merilnih pretvornikov;

e) uvesti osnovne principe digitalizacije merjenih signalov v časovnem in frekvenčnem prostoru: vzorčenje, tehnike A/D pretrvorbe, itd.;

f) znati uporabiti osnovno merilno instrumentacijo (multimeter, elektronski osciloskop, univerzalni števec, itd.);

g) seznaniti se z možnostmi avtomatizacije merilnih sistemov (instrument z računalnikom);

h) uvod v praktično laboratorijsko/instrumentacijsko delo z upoštevanjem varnosti in zaščite pri merjenjih.

Metode poučevanja in učenja

predavanja, laboratorijske vaje

laboratorijsko delo v manjših skupinah,

reševanje praktičnih nalog (problemov)

Predvideni študijski rezultati

Po uspešno opravljenem modulu naj bi bili študenti zmožni:

a) razločevati osnovne pojme s področja meroslovja in merjenja električnih veličin;

b) odločiti se za pravilne metode merjenja temeljnih elektromagnetnih veličin in neelektričnih veličin;

c) analizirati karakteristike merilnih pretvornikov in instrumentov;

d) načrtovati zmanjšanje vpliva motilnih signalov v merilnih napravah;

e) poiskati možnosti avtomatizacije merilnih naprav in sistemov;

f) izračunati merilno točnost in negotovost v merilnem rezultatu.

Reference nosilca

1. Agrež D., "Weighted multi-point interpolated DFT to improve amplitude estimation of multi-frequency signal", IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2002, vol. 51, no. 2., pp. 287-292.
2. Agrež D., "Dynamics of frequency estimation in the frequency domain", IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2007, vol. 56, no. 6, pp. 2111-2118.
3. D. Agrež, "Estimation of parameters of the weakly damped sinusoidal signals in the frequency domain", Computer Standards & Interfaces, 2011,vol 33, no. 2, pp. 117-121.
4. Štremfelj J., Agrež D., "'Nonparametric estimation of power quantities in the frequency domain using Rife-Vincent windows", IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2013, vol. 62, no. 8, pp. 2171-2184.
5. Agrež D., "A/D Conversion with Non-uniform Differential Quantization", Design, Modeling and Testing of Data Converters, P.Carbone et all (eds.), pub. by Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2014, pp. 277-306.

Temeljni viri in literatura

1. Bentley, J.P., Principles of Measurement Systems (4. edition), Pearson, Prentice Hall, 2005.
2. Morris A.S., Measurement and Instrumentation Principles, Third Edition, Oxford: Butterworth-Heinemann, 2010.
3. Agrež D. in ostali, Meritve in merilna instrumentacija – laboratorijski praktikum (ver. 3), University of Ljubljana, Faculty of Electrical Engineering, 2013.
4. Tumanski S., Principles of Electrical Measurement, Taylor & Francis, CRC Press, 2006.
5. Evaluation of measurement data – Guide to the expression of uncertainty in measurement International Joint Committee for Guides in Metrology, 2008,                               (http://www.bipm.org/en/publications/guides/gum.html).