UFPA002 Základy měření pro Apl. fyziku

Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
zima 2011
Rozsah
0/2/0. 3 kr. Ukončení: z.
Vyučující
doc. Ing. Petr Habrman, CSc. (cvičící)
Garance
doc. Ing. Petr Habrman, CSc.
Centrum interdisciplinárních studií – Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Předmět "Základy měření" představuje teoretickou i praktickou přípravu pro všechna fyzikální praktika, jež posluchač absolvuje během studia. Během praktik budou posluchači seznámeni s konstrukcí el. přístrojů, jejich přesností a ovládáním. Obsah Úvod. Fyzikální veličiny a jednotky (pojem fyzikální veličiny; měrové jednotky a jejich soustavy); mezinárodní soustava jednotek SI; fyzikální měření (etapy fyzikálního měření; metody fyzikálního měření). Neurčitost měření a chyby měření. Neurčitost měření (typ nejistoty A-B) a související pojmy a vzorce. Chyby měření (absolutní a relativní; soustavné chyby; nahodilé chyby; střední (kvadratická), průměrná, pravděpodobná a krajní chyba). Vyrovnávací počet. Vyrovnání přímých měření stejně přesných; vyrovnání přímých měření nestejně přesných; vyrovnání přímých měření stejně nebo nestejně přesných; vyrovnání zprostředkujících měření; vyrovnání závislých měření; určení konstant a empirických vzorců: metoda nejmenších čtverců, metoda skupinová, metoda postupná, metoda grafická; interpolace, extrapolace, interpolační splajn; grafické zpracování výsledků měření; interval spolehlivosti a Studentovo rozdělení); zpracování naměřených hodnot. Měření základních fyzikálních veličin. Měření hmotnosti; délek, ploch a objemů; času a měření pravidelně se opakujících veličin; hustoty; tlaku; teploty; vlhkosti; měrného tepla látek pevných a kapalných; rychlosti a zrychlení; fotometrické veličiny a jejich měření; měření viskozity a povrchového napětí kapalin. Měření základních elektrických veličin a metody měření. Měření napětí, proudu (vč. velmi malých a velkých hodnot), výkonu, účiníku, kmitočtu, fáze, odporu (vč. velmi malého a velkého odporu), kapacity, indukčnosti, střídaných harmonických signálů (efektivní hodnota, max. hodnota, stejnosměrná složka), střídy, poměru kmitočtů. Základní charakteristiky el. přístrojů a jejich konstrukce. Ručkové měřící přístroje. Elektronické měřící přístroje: RLC mosty, multimetry, osciloskopy, čítače, polyskopy, spektrální analyzátory. Principy činnosti přístrojů.
Osnova
  • Úvod. Fyzikální veličiny a jednotky (pojem fyzikální veličiny; měrové jednotky a jejich soustavy); mezinárodní soustava jednotek SI; fyzikální měření (etapy fyzikálního měření; metody fyzikálního měření).
    Neurčitost měření a chyby měření. Neurčitost měření (typ nejistoty A-B) a související pojmy a vzorce. Chyby měření (absolutní a relativní; soustavné chyby; nahodilé chyby; střední (kvadratická), průměrná, pravděpodobná a krajní chyba).
    Vyrovnávací počet. Vyrovnání přímých měření stejně přesných; vyrovnání přímých měření nestejně přesných; vyrovnání přímých měření stejně nebo nestejně přesných; vyrovnání zprostředkujících měření; vyrovnání závislých měření; určení konstant a empirických vzorců: metoda nejmenších čtverců, metoda skupinová, metoda postupná, metoda grafická; interpolace, extrapolace, interpolační splajn; grafické zpracování výsledků měření; interval spolehlivosti a Studentovo rozdělení); zpracování naměřených hodnot.
    Měření základních fyzikálních veličin. Měření hmotnosti; délek, ploch a objemů; času a měření pravidelně se opakujících veličin; hustoty; tlaku; teploty; vlhkosti; měrného tepla látek pevných a kapalných; rychlosti a zrychlení; fotometrické veličiny a jejich měření; měření viskozity a povrchového napětí kapalin.
    Měření základních elektrických veličin a metody měření. Měření napětí, proudu (vč. velmi malých a velkých hodnot), výkonu, účiníku, kmitočtu, fáze, odporu (vč. velmi malého a velkého odporu), kapacity, indukčnosti, střídaných harmonických signálů (efektivní hodnota, max. hodnota, stejnosměrná složka), střídy, poměru kmitočtů.
    Základní charakteristiky el. přístrojů a jejich konstrukce. Ručkové měřící přístroje. Elektronické měřící přístroje: RLC mosty, multimetry, osciloskopy, čítače, polyskopy, spektrální analyzátory. Principy činnosti přístrojů.
Literatura
    doporučená literatura
  • Horák Z. Praktická fyzika. (nejnovější vydání) - SNTL, Praha. info
  • Brož J. a kol. Základy fyzikálního měření. (nejnovější vydání) - SPN, Praha. info
  • Vadimír Haasz, Miloš Sedláček. Elektrická měření - přístroje a metody. ČVUT, 2003. ISBN 80-01-02761-7. info
  • Elektrotechnická měření. BEN, 2002. ISBN 80-7300-022-9. info
  • Malina, Václav. Poznáváme elektroniku VII. - osciloskopy. KOPP, 2002. ISBN 80-723-2175-7. info
  • Novák M. Úvod do praktické fyziky. MU, Brno, 1989. info
  • Sprušil B., Zieleniecová P. Úvod do teorie fyzikálních měření. SPN, Praha, 1986. info
  • Humlíček J. Statistické zpracování výsledku měření. MU, Brno, 1984. info
  • Mitvalský V. Zpracování naměřených hodnot. VUT, Brno, 1978. info
  • Berka K. Měření, pojmy, teorie, problémy. Academia, Praha, 1977. info
  • Staříček J. Úvod do metronomiky. Veda, Bratislava, 1977. info
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je zařazen také v obdobích zima 1993, zima 1994, zima 1995, zima 1996, zima 1997, zima 1998, zima 1999, zima 2000, zima 2001, zima 2002, zima 2003, zima 2004, zima 2005, zima 2006, zima 2007, zima 2008, zima 2009, zima 2010, zima 2012, zima 2013, zima 2014, zima 2015, zima 2016, zima 2017, zima 2018, zima 2019, zima 2020, zima 2021, zima 2022.