Meritve v kmetijstvu

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.