Meritve in merilna instrumentacija

Opis predmeta

Temeljni principi merjenja in merilne strategije; merilna točnost in negotovost (absolutni in relativni pogrešek, merilni rezultat, prava vrednost, statistična obdelava rezultatov, merilna negotovost), prilagajanje signalov; meroslovni sistemi (veličine, enote, realizacija, etaloni, diseminacija, sledljivost, umerjanje, preskušanje); merjenje električnih veličin (napetost, tok, moč, upornost, kapacitivnost, induktivnost, frekvenca, fazni kot, faktor moči, frekvenčni spekter…); uporaba osnovne merilne instrumentacije (ampermeter, voltmeter, vatmeter, osciloskop, …); zgradba merilnih instrumentov in sistemov (struktura in elementi, statične in dinamične karakteristike, vplivne veličine, analogna in digitalna priprava in obdelava signalov); elektronski merilni instrumenti (multimeter, digitalni elektronski osciloskop, univerzalni števec, instrument z računalnikom in virtualna instrumentacija) z ustreznimi priredilniki signalov (soupori, napetostni delilniki, merilni transformatorji …); mostična vezja (Wheatstonov mostič, mostič z induktivnim delilnikom, aktivni mostič, odklonski mostič) in zmanjšanje vpliva motilnih signalov; merjenje neelektričnih veličin (temperatura, vlaga, tlak, sila, pomik, hrup, …).

Predmet učimo na programih

Cilji in kompetence

Predmet uvaja osnovna znanja s področja meroslovja in elektronske merilne instrumentacije. Cilji predmeta so:

a) seznaniti s prevladujočo tehniško prakso pri merjenju najbolj pomembnih veličin v tehniki, lastnosti merilnih signalov;

b) uvesti osnovne principe digitalizacije merjenih signalov v časovnem in frekvenčnem prostoru: vzorčenje, tehnike A/D pretvorbe, …;

c) ugotavljanje karakteristik elektronskih merilnih pretvornikov;

d) proučiti vlogo statistike in analizo merilne negotovosti;

e) proučiti temelje metrologije in metroloških sistemov, enote SI, povezave s področji znanosti;

f) uvod v praktično laboratorijsko/instrumentacijsko delo z upoštevanjem varnosti in zaščite pri uporabi električne energije in 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:

opisati osnovne elemente meroslovnih sistemov (veličine, enote, etaloni, diseminacija, sledljivost, umerjanje);
uporabiti osnovne merilne instrumente (ampermeter, voltmeter, osciloskop, ..);
izračunati merilno točnost in negotovost v merilnem rezultatu;
analizirati zgradbe merilnih instrumentov in sistemov (statične in dinamične karakteristike, vplivne veličine);
načrtovati analogna priredilna vezja za zmanjšanje motenj;
uporabiti osnovne principe digitalizacije merjenih signalov v časovnem in frekvenčnem prostoru: : vzorčenje, tehnike A/D pretvorbe…

Temeljni viri in literatura

Bentley, J.P., Principles of Measurement Systems (4. edition), Pearson, Prentice Hall, 2005, ISBN-13‏ :‎ 978-0130430281
A. S. Morris, R. Langari, Measurement and Instrumentation: Theory and Application (3. edition), Academic Press, Elsevier, 2021, ISBN-13‏ :‎ 978-0128171417
D. Agrež in ostali, Meritve in Merilna instrumentacija – laboratorijski praktikum (ver. 13), University of Ljubljana, Faculty of Electrical Engineering, 2023, ISBN: 978-961-243-452-6
S. Tumanski, Principles of Electrical Measurement, CRC Press, Taylor & Francis Gropu, 2019, ISBN-13‏ :‎ 978-0367391195.
BIPM, IEC, IFCC, ILAC, ISO, IUPAC, IUPAP, and OIML. Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement. JCGM 100:2008.

(URL: https://www.bipm.org/documents/20126/2071204/JCGM_100_2008_E.pdf).
BIPM, IEC, IFCC, ILAC, ISO, IUPAC, IUPAP, and OIML. International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated terms (VIM). JCGM 200:2012. (3rd edition),

(URL: https://www.bipm.org/documents/20126/2071204/JCGM_200_2012.pdf).
BIPM, SI Brochure: The International System of Units (SI), 9th edition, 2019,

(URL: https://www.bipm.org/en/publications/si-brochure).