Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Pomiary wielkości nieelektrycznych
Course of study:
2017/2018
Code:
EEL-2-202-AM-n
Faculty of:
Faculty of Electrical Engineering, Automatics, Computer Science and Biomedical Engineering
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Automatyka i metrologia
Field of study:
Electrotechnics
Semester:
2
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Part-time studies
Responsible teacher:
dr inż. Gawędzki Wacław (waga@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr inż. Gawędzki Wacław (waga@agh.edu.pl)
dr inż. Skalski Andrzej (skalski@agh.edu.pl)
dr inż. Socha Mirosław (socha@agh.edu.pl)
dr inż. Marszałek Zbigniew (antic@agh.edu.pl)
mgr inż. Heryan Katarzyna (heryan@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Potrafi myśleć i działać w sposób twórczy, samodzielny, ma świadomości roli społecznej absolwenta uczelni technicznej. EL2A_K01 Activity during classes,
Involvement in teamwork
Skills
M_U001 Posiada umiejętność kompleksowego rozwiązywania problemów z zakresu pomiarów wielkości nieelektrycznych. EL2A_U10 Test,
Execution of laboratory classes
M_U002 Potrafi opracować szczegółową dokumentację wyników eksperymentów pomiarowych oraz umie opracować wyniki pomiarów i przeprowadzić analizę błędów. EL2A_U03 Report,
Execution of laboratory classes
M_U003 Potrafi dokonać krytycznej analizy możliwych wariantów projektowych układów pomiarowych oraz doboru czujników pomiarowych, potrafi ocenić ich przydatność i zaproponować rozwiązania alternatywne oraz ulepszenia. EL2A_U15, EL2A_U14 Activity during classes,
Test
Knowledge
M_W001 Ma podbudowaną teoretycznie i opanowaną praktycznie, rozszerzoną, szczegółową wiedzę z zakresu specjalistycznych metod pomiarów wielkości nieelektrycznych. EL2A_W10 Examination
M_W002 Ma podbudowaną teoretycznie szczegółową wiedzę z zakresu budowy oraz zasad projektowania czujników i układów pomiarowych. EL2A_W13 Examination
M_W003 Zna aktualne trendy rozwojowe i osiągnięcia z zakresu nowych konstrukcji czujników, oraz stosowanych metod i aparatury pomiarowej. EL2A_W14 Examination
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Potrafi myśleć i działać w sposób twórczy, samodzielny, ma świadomości roli społecznej absolwenta uczelni technicznej. - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Posiada umiejętność kompleksowego rozwiązywania problemów z zakresu pomiarów wielkości nieelektrycznych. - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi opracować szczegółową dokumentację wyników eksperymentów pomiarowych oraz umie opracować wyniki pomiarów i przeprowadzić analizę błędów. - - + - - - - - - - -
M_U003 Potrafi dokonać krytycznej analizy możliwych wariantów projektowych układów pomiarowych oraz doboru czujników pomiarowych, potrafi ocenić ich przydatność i zaproponować rozwiązania alternatywne oraz ulepszenia. - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Ma podbudowaną teoretycznie i opanowaną praktycznie, rozszerzoną, szczegółową wiedzę z zakresu specjalistycznych metod pomiarów wielkości nieelektrycznych. + - - - - - - - - - -
M_W002 Ma podbudowaną teoretycznie szczegółową wiedzę z zakresu budowy oraz zasad projektowania czujników i układów pomiarowych. + - - - - - - - - - -
M_W003 Zna aktualne trendy rozwojowe i osiągnięcia z zakresu nowych konstrukcji czujników, oraz stosowanych metod i aparatury pomiarowej. + - - - - - - - - - -
Module content
Lectures:

W ramach modułu zajęcia prowadzone są w formie wykładu (18 godz.) oraz laboratorium (18 godz.).
Zajęcia laboratoryjne są wspomagane za pomocą kursu na platformie e-learningowej AGH.

PROGRAM WYKŁADÓW.

1. Wprowadzenie do pomiarów wielkości nieelektrycznych metodami elektrycznymi (1 godz.).
Budowa i podstawy fizyczne konstrukcji czujników wielkości nieelektrycznych. Struktura toru pomiarowego oraz właściwości statyczne i dynamiczne elementów składowych toru pomiarowego.
2. Metody akwizycji sygnałów pomiarowych (2 godz.).
Próbkowanie i kwantowanie sygnałów pomiarowych. Metody podłączania źródeł napięciowych do kart pomiarowych oraz czujników pomiarowych i czujników ilorazowych do przetworników A/C, zasady ekranowania i ochrony przed zakłóceniami.
3. Tensometryczne metody pomiarowe (4 godz.).
Budowa i zasada działania czujników tensometrycznych foliowych i piezorezystywnych. Odkształcenia sprężyste, związki pomiędzy odkształceniami i naprężeniami. Właściwości mostków tensometrycznych, metody projektowania przetworników pomiarowych z czujnikami tensometrycznymi do pomiarów masy, sił, momentów sił, odkształceń. Zmienno- i stałoprądowe układy pomiarowe. Zasada działania oraz właściwości torów pomiarowych z modulacją AM.
4. Metody i czujniki do pomiaru ciśnienia. (1 godz.).
Podstawowe definicje i jednostki fizyczne. Czujniki ciśnienia absolutnego i różnicowego. Rodzaje przetworników ciśnienia: membranowe, cylindryczne, z przetwornikami piezorezystywnymi, tensometrycznymi, piezoelektrycznymi, zintegrowane, przegląd innych metod. Metody optyczne.
5. Metody i czujniki do pomiaru temperatury (3 godz.).
Podstawowe definicje i jednostki. Międzynarodowa skala temperatur. Podstawy zjawiska termoelektrycznego, efekty Seebecka, Thomsona i Peltiera. Konstrukcje i właściwości termometrów termoelektrycznych. Układy pomiarowe, pomiary w warunkach wysokich temperatur. Czujniki termorezystancyjne metalowe i półprzewodnikowe, układy pomiarowe. Zasada działania złączowych, półprzewodnikowych czujników temperatury. Czujniki temperatury z interfejsem cyfrowym. Właściwości dynamiczne czujników temperatury, korekcja dynamiczna. Metoda bezstykowego pomiaru temperatury.
6. Metody i czujniki do pomiaru parametrów drgań (2 godz.).
Definicje układów odniesienia i mierzonych parametrów drgań. Teoria przetwornika sejsmicznego. Akcelerometry z przetwornikami tensometrycznymi i piezotensometrycznymi, pojemnościowymi. Akcelerometr piezoelektryczny, ładunkowy i napięciowy tryb pracy. Zastosowania akcelerometrów i wibrometrów.
7. Czujniki i metody pomiarowe odległości i przemieszczenia (2 godz.).
Zasada działania i właściwości parametrycznych przetworników przemieszczenia: rezystancyjnych, pojemnościowych, indukcyjnościowych, transformatorowych LVDT. Laserowe metody pomiarowe: dalmierze, czujniki triangulacyjne, interferometryczne. Analogowe i cyfrowe przetworniki kąta.
8. Metody i czujniki do pomiaru przepływu płynów (2 godz.).
Fizyczne podstawy metod pomiaru przepływu. Przetworniki zwężkowe, termoanemometryczne, kalorymetryczne. Ultradźwiękowe podstawy pomiaru przepływu oraz czujniki ultradźwiękowe przepływu. Przepływomierze wirowe. Liczniki płynów.
9. Czujniki i metody pomiarowe wilgotności gazów i ciał stałych. (1 godz.).
Podstawowe pojęcia i definicje. Metody pomiaru wilgotności gazów: psychrometryczna, punktu rosy, impedancyjna pojemnościowa. Pomiar wilgotności ciał stałych.

Laboratory classes:

PROGRAM LABORATORIUM.
Zajęcia laboratoryjne są wspomagane za pomocą kursu na platformie e-learningowej AGH.

1. Wprowadzenie do laboratorium, omówienie merytoryczne ćwiczeń, zasady opracowywania sprawozdań, sposoby szacowania błędów pomiaru, przepisy BHP, warunki zaliczenia (3 godz.).
2. Badanie właściwości metrologicznych komputerowego systemu akwizycji danych pomiarowych z wykorzystaniem uniwersalnej karty pomiarowej i oprogramowania DasyLab (3 godz.).
3. Budowa i konfigurowanie systemu do pomiaru temperatury z wykorzystaniem termorezystora, termistora, czujników półprzewodnikowych, karty pomiarowej i oprogramowania DasyLab (3 godz.).
4. Pomiar temperatury za pomocą czujników termoelektrycznych i termorezystancyjnych z wykorzystaniem przyrządów pomiarowych w magistrali szeregowej RS485 (3 godz.).
5. Badanie właściwości tensometrycznych przetworników wagowych oraz momentu skręcającego (3 godz.).
6. Przeprowadzenie kolokwiów i zaliczanie sprawozdań (3 godz.).

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 126 h
Module ECTS credits 5 ECTS
Participation in lectures 18 h
Realization of independently performed tasks 50 h
Preparation for classes 20 h
Participation in laboratory classes 18 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 20 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

1. Warunkiem otrzymania pozytywnej oceny końcowej z przedmiotu jest uzyskanie pozytywnych ocen z egzaminu oraz z laboratorium.
2. Ocena końcowa jest wyznaczana na podstawie średniej ważonej ŚR ocen uzyskanych z egzaminu (waga 60%) i laboratorium (waga 40%) według następującego algorytmu:
ŚR ≥ 4.75 ocena 5,0
4.75 > ŚR ≥ 4.25 ocena 4,5
4.25 > ŚR ≥ 3.75 ocena 4,0
3.75 > ŚR ≥ 3.25 ocena 3,5
3.25 > ŚR ≥ 3.00 ocena 3,0
3. Jeżeli student nie uzyska zaliczenia z laboratorium w terminie przewidzianym tokiem studiów, to może zdawać dodatkowe kolokwium z całego zakresu materiału laboratorium:
a. w I terminie- w dodatkowym terminie rezerwowym zgodnie z harmonogramem zajęć laboratoryjnych,
b. w II lub III terminie – do końca podstawowej sesji egzaminacyjnej,
pod warunkiem wcześniejszego odrobienia wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych i oddania sprawozdań, najpóźniej do końca zajęć semestru lub w terminie rezerwowym zgodnie z harmonogramem laboratorium.

Szczegółowe zasady oceniania oraz zaliczania laboratorium

1. Warunkiem uczestnictwa w zajęciach laboratoryjnych jest dokonanie zapisu na kurs e-learningowy: http://upel.agh.edu.pl/kokpit/obszary.html
Wydział EAIiIB, dział Elektrotechnika, studia 2 stopnia, nazwa kursu:
Pomiary Elektryczne Wielkości Nieelektrycznych studia niestacjonarne 2 stopień I rok ET Wacław Gawędzki
2. Do zaliczenia Laboratorium konieczne jest wykonanie wszystkich 4 ćwiczeń laboratoryjnych. Obecność na zajęciach laboratoryjnych jest obowiązkowa. Nieobecności na zajęciach i ich usprawiedliwianie będzie traktowane zgodnie z Regulaminem Studiów (maksymalnie 1 nieusprawiedliwiona nieobecność w semestrze). Dwie oraz większa liczba nieobecności nieusprawiedliwionych skutkują brakiem zaliczenia. Jako usprawiedliwienie nieobecności uwzględniane jest zwolnienie lekarskie. Ćwiczenie, na którym student był nieobecny usprawiedliwiony, bądź nieusprawiedliwiony należy odrobić najdalej do końca zajęć semestru z inną grupą ćwiczeniową, lub w terminie rezerwowym (ostatnim) zgodnie z harmonogramem.
3. Warunkiem zaliczenia jest samodzielne wykonanie przez studenta jednego sprawozdania z realizowanych ćwiczeń. Sprawozdanie powinno być oddane najpóźniej w terminie jednego tygodnia od wykonania ćwiczenia (wysłane w postaci pliku PDF i odpowiednio nazwane (patrz punkt 13) z wykorzystaniem platformy e-learningowej). Sprawozdania wysłane inną drogą nie będą poprawiane. Studenci w ramach zespołu ćwiczeniowego wykonują sprawozdania z różnych ćwiczeń (bez powtórzeń).
4. W przypadku, gdy sprawozdanie nie zostanie zaliczone (0 punktów), student jest zobowiązany do poprawy sprawozdania, wydrukowania go i zaliczenia w formie ustnej. Ocena ostateczna za poprawione sprawozdanie nie może być wyższa niż 3 punkty.
5. Po wykonaniu wszystkich ćwiczeń studenci zdają kolokwium z tematyki tych ćwiczeń w formie testu na platformie e-learningowej.
6. Jeżeli student nie uzyska zaliczenia w terminie przewidzianym tokiem studiów, to może zdawać dodatkowe kolokwium z całego zakresu materiału laboratorium, pod warunkiem wcześniejszego odrobienia wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych i oddania sprawozdania, w ustalonym dodatkowo terminie do końca podstawowej sesji egzaminacyjnej.
7. Student oceniany jest w następujący sposób:
a. Obowiązuje system punktowy. Maksymalna liczba punktów w semestrze wynosi 100.
b. Kolokwium obejmuje odpowiedź na 20 pytań, po 5 pytań z każdego z czterech obszarów tematycznych (zgodnie z zawartością merytoryczną 4 ćwiczeń), i jest realizowane w ostatnim terminie zajęć zgodnie z harmonogramem. Każde pytanie oceniane jest w zakresie 0-4pkt. Łącznie za kolokwium można uzyskać maksymalnie 80 pkt.
c. Sprawozdanie oceniane jest w skali 0 – 12 pkt.
d. Frekwencja i aktywność będzie oceniana w skali 0-8 pkt.:
- 8 pkt – obecność na wszystkich zajęciach, bądź nieobecności usprawiedliwione (zw. lekarskie) oraz wszystkie poprawne odpowiedzi na pytania kontrolne podczas ćwiczeń
- 4 pkt. – 1 nieobecność nieusprawiedliwiona lub częściowo poprawne odpowiedzi na pytania kontrolne podczas ćwiczeń
- 0 pkt. – 2 nieobecności nieusprawiedliwione lub niepoprawne odpowiedzi na pytania kontrolne podczas ćwiczeń
Taki sposób oceniania nie zwalnia studentów z obowiązku odrobienia ćwiczeń (punkt 2 regulaminu).
e. Student korzystający z niedozwolonych materiałów podczas kolokwiów otrzymuje za nie 0 punktów oraz dodatkową karę w postaci 0 punktów za aktywność (patrz punkt 6d).
f. Ocena z zaliczenia i końcowa będą wystawione zgodnie z regulaminem studiów (procentowo wyrażony stopień opanowania wiedzy, na podstawie liczby uzyskanych punktów).
g. Aby uzyskać zaliczenie, liczba punktów musi wynosić co najmniej 50.
8. Skala ocen jest zgodna z Regulaminem Studiów.
9. Wystawione oceny z kolokwium i sprawozdania są niepoprawialne.
10. Wszystkie sprawy sporne lub nieobjęte niniejszym Regulaminem rozstrzyga kierownik grupy względnie wykładowca przedmiotu.
11. Wykaz prowadzących zajęcia laboratoryjne:
Kierownik spec. EN – dr inż. Zbigniew Marszałek (ZM)
Kierownik spec. AiM – dr inż. Mirosław Socha (MS)
Prowadzący zajęcia: mgr inż. Katarzyna Heryan (KH), dr inż. Andrzej Skalski (AS)
12. Wszystkie niezbędne materiały do zajęć laboratoryjnych znajdują się na stronie kursu na platformie e-learningowej.
13. Sposób nazywania plików ze sprawozdaniami:

IN_Nazwisko_Imię_NR_GR_ZE.pdf

IN – inicjały prowadzącego zajęcia: ZM, MS, KH, AS
Nazwisko – studenta, Imię – studenta
NR – numer ćwiczenia (od 1,2,3 lub5)
GR –numer grupy (od 1 do 2)
ZE – numer zespołu (od 1 do 4)
Przykład: ZM_Kowalski_Jan_3_4_2.pdf

Prerequisites and additional requirements:

Podstawowe wiadomości w zakresie fizyki, metrologii, elektroniki i elektrotechniki

Recommended literature and teaching resources:

1. Gawędzki W., Pomiary elektryczne wielkości nieelektrycznych. Wyd. Akademii Górniczo-Hutniczej, Kraków, 2010.
2. Piotrowski J. (red), Pomiary. Czujniki i metody pomiarowe wybranych wielkości fizycznych i składu chemicznego. WNT, Warszawa, 2009.
3. Miłek M., Metrologia elektryczna wielkości nieelektrycznych. Wyd. Uniwersytetu Zielonogórskiego, Zielona Góra, 2006
4. Tumański S.: Technika pomiarowa. WNT, Warszawa, 2007
5. Michalski L., Eckersdorf K., Kucharski J., Termometria. Przyrządy i metody. Wyd. Polit. Łódzkiej, Łódź, 1998
6. Romer E., Miernictwo przemysłowe. PWN, Warszawa, 1978

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:
  1. Gawędzki W., Pomiary elektryczne wielkości nieelektrycznych. Kraków, Wydawnictwa AGH, 2010. 193 s, podręcznik.
  2. Gawędzki W., Marszałek Z., Praktyczna realizacja oraz badania eksperymentalne pojemnościowego detektora wilgotności skóry. Pomiary, Automatyka, Kontrola, nr 3, 2013, s. 247–249.
  3. Marszałek Z., Gawędzki W., Nowa metoda monitorowania stanu kontaktu elektrody biomedycznej ze skórą pacjenta. Przegląd Elektrotechniczny, nr 5, 2014, s. 94–97.
  4. Gawędzki W., Serzysko B., Zastosowanie transformacji Hilbert Vibration Decomposition do analizy sygnałów parasejsmicznych w dziedzinie czasu. Przegląd Elektrotechniczny, nr 8, 2015, s.7-10.
  5. Lepiarczyk D., Tarnowski J., Gawędzki W., Urządzenie do badania tarcia i sprzężeń ciernych w sprzęgłach i hamulcach tarczowych. Opis patentowy ; PL 217662 B1 ; Udziel. 2013-12-19 ; Opubl. 2014-08-29. Zgłosz. nr P.389649 z dn. 2009-11-23.
  6. Gawędzki W., Modelowanie obrazów modułów krótkookresowej transformaty Fouriera sygnałów odkształceń i drgań rurociągu oraz podłoża funkcją Gaussa. Pomiary, Automatyka, Kontrola nr 4, 2013, s. 308–311.
  7. Lepiarczyk D. Gawędzki W., Tarnowski J., Badania termowizyjne zjawisk tribologicznych w łożyskach ślizgowych. Tribologia: teoria i praktyka, nr 4, 2012, s. 125–132.
  8. Gawędzki W., Analiza wpływu drgań gruntu na odkształcenia rurociągów w warunkach ich dodatkowego obciążenia statycznego, Pomiary, Automatyka, Kontrola, vol. 56 (2010), nr 8, 879–882.
  9. Gawędzki W., Comparison of self-calibration methods for measurement channels in respect of a method of conversion functions interpolation. Measurement Science Review: Journal of the Institute of Measurement Science. Slovak Academy of Sciences, 2008 vol. 8 sect. 1 no. 2, tryb dostępu: http://www.measurement.sk/.
  10. Gawędzki W., Murawski P., Nowak A., Stanowisko laboratoryjne do automatycznego wyznaczania charakterystyk dynamicznych czujników drgań. Pomiary, Automatyka. Kontrola, str. 625-628, vol. 53 Bis, nr 9 2007.
  11. Tarnowski J., Gawędzki W., Kot M., Badanie modułu sprężystości i mikrotwardości warstw wierzchnich tłoka samochodowego w aspekcie jego zużycia. Tribologia: teoria i praktyka, 2013, 44 nr 5, s. 115–125
  12. Gajda J., Socha M., Sroka R., Żegleń T., Sposób i układ do pomiaru zastępczej średnicy prętów profilowanych. Opis patentowy; PL 211930 B1 ; Udziel. 2012-02-02 ; Opubl. 2012-07-31. — Zgłosz. nr P.385323 z dn. 2008-05-30. — tekst: http://patenty.bg.agh.edu.pl/pelneteksty/PL211930B1.pdf.
  13. Marszałek Z., Sroka R., Stencel M., A new method of inductive sensor impedance measurement applied to the identification of vehicle parameters. Metrology and Measurement Systems: quarterly of Polish Academy of Sciences 2011 vol. 18 no. 1, s. 69–76.
  14. Gajda J., Sroka R., Stencel M., Żegleń T., Piwowar P., Burnos P., Marszałek Z., Design and accuracy assessment of the multi-sensor weigh-in-motion system. 2015 IEEE international Instrumentation and Measurement Technology Conference, May 11–14, 2015, Pisa, Italy : proceedings IEEE. s. 1036–1041.
Additional information:

Zajęcia laboratoryjne są wspomagane za pomocą kursu na platformie e-learningowej AGH.