Zakres wymaganych wiadomości do testów dla wszystkich ćwiczeń

Zakres wymaganych wiadomości do testów z przedmiotu Metrologia Ćwiczenie 1 Wprowadzenie do obsługi multimetrów analogowych i cyfrowych •
budowa i zasada działania przyrządów analogowych magnetoelektrycznych i elektromagnetycznych, pomiar przyrządem analogowym; pojęcia: skali, podziałki, działki elementarnej, stałej zakresowej, symbole stosowane do opisu przyrządów analogowych, budowa i zasada działania przyrządów cyfrowych, pomiar przyrządem cyfrowym; pojęcia: liczby cyfr znaczących, rozdzielczości, czułości, struktura multimetru cyfrowego, przetwornik A/C z podwójnym całkowaniem, przetwornik AC/DC ‐ pomiar napięcia zmiennego, w tym pojecie True RMS, przyczyny błędów i niepewności pomiarowych, obliczanie błędów granicznych w pomiarach przyrządem analogowym i cyfrowym •
•
•
•
•
•
•
•
•
Ćwiczenie 2 Analiza błędów i niepewności pomiarowych •
•
•
•
•
•
przyczyny błędów i niepewności pomiarowych, obliczanie błędów granicznych w pomiarach przyrządem analogowym i cyfrowym, obliczanie niepewności typu A pomiarach bezpośrednich, obliczanie niepewności typu B w pomiarach bezpośrednich, obliczanie niepewności złożonej A i B w pomiarach bezpośrednich obliczanie niepewności typu B w pomiarach pośrednich. Ćwiczenie 3 Wprowadzenie do obsługi oscyloskopu 1. Budowa i zasada działania oscyloskopu cyfrowego, a w szczególności: A) Schemat blokowy oscyloskopu, B) Wzmacniacz wejściowy, przetwornik analogowo‐cyfrowy, blok akwizycji danych, układ wyzwalania 2. Zasady obsługi oscyloskopu cyfrowego: A) Układ odchylania pionowego ‐ sprzężenie kanałów wejściowych: AC, DC, GND, ‐ pojęcie czułości kanału (inaczej nazywane wzmocnieniem lub stałą napięciową kanału) ‐ współczynnik tłumienia sondy pomiarowej. B) Układ odchylania poziomego ‐ pojęcie współczynnika (stałej) podstawy czasu, ‐ tryby pracy podstawy czasu i ich zastosowanie (Y‐T, X‐Y, Roll) C) Układ wyzwalania ‐ pojęcie poziomu wyzwalania, ‐ tryby wyzwalania (edge, pulse, alternative), ‐ rodzaje wyzwalania (auto, normal, single), D) Układ próbkowania: ‐ Tryb akwizycji (normal, average, peak detect), ‐ Tryb próbkowania (w czasie rzeczywistym lub ekwiwalentnym), 3. Pomiary oscyloskopowe: A) Łączenie oscyloskopu ze źródłem sygnału (w tym budowa i kompensacja sondy oscyloskopowej), B) Pomiary podstawowych parametrów sygnałów w dziedzinie amplitudy metodami bezpośrednimi (amplituda, wartość międzyszczytowa, wartość maksymalna i minimalna, wartość średnia i skuteczna, itp) C) Pomiary podstawowych parametrów sygnałów w dziedzinie czasu metodami bezpośrednimi (pomiar czasu, okresu i częstotliwości, przesunięcia fazowego, współczynnika wypełnienia sygnału, itp) Ćwiczenie 4 Pomiary rezystancji metodami technicznymi •
techniczna metoda pomiaru rezystancji (układy pomiarowe z poprawnie mierzonym prądem lub napięciem, kryterium wyboru układu pomiarowego, itp) wpływ rezystancji wewnętrznej przyrządów pomiarowych na dokładność pomiaru (błędy metody), techniczna metoda pomiaru rezystancji wewnętrznej akumulatora, pomiary rezystancji metodą porównawczą: ‐ porównanie napięć, ‐ porównanie prądów. •
•
•
Ćwiczenie 5 Pomiary parametrów sygnałów napięciowych •
definicje parametrów sygnałów okresowych (wartość średnia, średnia wyprostowana, skuteczna, maksymalna, współczynniki: kształtu, szczytu, wypełnienia, zawartości harmonicznych). budowa i zasada działania przyrządów analogowych magnetoelektrycznych i elektromagnetycznych, pomiar przyrządem analogowym; pojęcia: skali, podziałki, działki elementarnej, stałej zakresowej, symbole stosowane do opisu przyrządów analogowych, budowa i zasada działania przyrządów cyfrowych, struktura multimetru cyfrowego, przetwornik A/C z podwójnym całkowaniem, przetwornik AC/DC ‐ pomiar napięcia zmiennego, w tym pojecie True RMS, układy realizujące przetwarzanie sygnałów: prostownik liniowy, prostownik szczytowy. •
•
•
•
•
•
•
•
Ćwiczenie 6 Pomiary prądów i napięć stałych oraz zmiennych odkształconych •
Zasada budowy i podstawowe właściwości (klasa oraz błąd podstawowy i ich związek z niepewnością pomiaru, zakres, rezystancja wewnętrzna) amperomierzy i woltomierzy magnetoelektrycznych, elektromagnetycznych oraz multimetrów cyfrowych, •
Definicje wartości średniej, skutecznej, maksymalnej i międzyszczytowej oraz współczynnika szczytu sygnałów okresowych, •
Zasady rozszerzania zakresów amperomierzy i woltomierzy (boczniki, posobniki, przekładniki), •
Zasada działania przetwornika LEM z kompensacją strumienia, typu C/L (z zamkniętą pętlą sprzężenia zwrotnego – ang. Closed Loop), (por. Dodatek), •
Układy regulacji prądu i napięcia w obwodach zasilanych prądem stałym i zmiennym, •
Obserwacja oraz pomiar wartości maksymalnej napięcia i prądu za pomocą oscyloskopu Ćwiczenie 7 Pomiary mocy i energii dla jednofazowego prądu przemiennego •
definicje mocy chwilowej, czynnej, biernej i pozornej dla obwodów prądu sinusoidalnego, •
definicje wartości skutecznej, współczynnika mocy, jednostki energii i sposób ich przeliczania, •
budowa i zasada działania analogowych watomierzy ferrodynamicznych, •
struktura watomierza cyfrowego i sposób wyznaczania wyniku pomiaru, •
techniczne metody pomiaru mocy czynnej z dokładnym pomiarem prądu lub napięcia, •
źródła błędów i niepewności pomiarowych w cyfrowych i analogowych pomiarach mocy czynnej, •
sposób obliczania błędów granicznych i niepewności w pomiarach mocy czynnej. Ćwiczenie 8 Pomiary z wykorzystaniem oscyloskopu •
Budowa i zasada działania oscyloskopu cyfrowego (jak w ćwiczeniu nr 3) •
Zasady obsługi oscyloskopu cyfrowego (jak w ćwiczeniu nr 3) oraz zastosowania oscyloskopu do pomiaru częstotliwości, czasu i fazy różnymi metodami (np. metoda bezpośrednia, krzywych Lissajous), budowa i zastosowanie sondy pomiarowej •
Zasada działania cyfrowych przyrządów służących do pomiaru częstotliwości, czasu i fazy. Błędy pomiaru: analogowe i cyfrowe. Ćwiczenie 9 Mostki prądu stałego •
•
•
•
•
budowa i zasada działania laboratoryjnych i technicznych mostków Wheatsone'a i Thomsona warunki równowagi mostków prądu stałego zrównoważone mostki prądu stałego ‐ pomiar rezystancji błędy przy pomiarach rezystancji mostkiem Wheatsone'a niezrównoważony mostek Wheatstone'a Ćwiczenie 10 Mostki prądu przemiennego •
•
•
•
•
model szeregowy kondensatora i cewki, impedancja, składowe impedancji, zapis impedancji przy użyciu liczb zespolonych, rodzaje i zastosowania mostków prądu przemiennego, równoważenie mostków prądu przemiennego, podstawowe właściwości czteroramiennych mostków zmiennoprądowych (warunki równowagi, błędy: pochodzące od elementów wzorcowych, nieczułości, kwantowania, eliminacja wpływu zakłóceń i sprzężeń pasożytniczych), wskaźniki równowagi mostków prądu przemiennego, schemat blokowy selektywnego wskaźnika równowagi dla mostków prądu przemiennego, zastosowania niezrównoważonych mostków prądu przemiennego. •
•
•
Ćwiczenie 11 Podstawy akwizycji i cyfrowego przetwarzania sygnałów •
twierdzenie o próbkowaniu, •
•
•
•
•
kwantowanie, kodowanie, rozdzielczość przetwornika A/C, widmo sygnału, rozdzielczość częstotliwościowa widma, reprezentacja widmowa sygnału w przypadku niespełnienia twierdzenia o próbkowaniu, aliasing, konfiguracja wejść karty pomiarowej: SE, DIFF, dobór zakresu Ćwiczenie 12 Przetworniki analogowo‐cyfrowe i zastosowanie •
•
•
•
i cyfrowo‐analogowe, budowa Budowa i zasada działania przetworników analogowo‐cyfrowych: z bezpośrednim porównaniem, kompensacyjnego (z kompensacją wagową i równomierną), dwukrotnie całkującego. Budowa i zasada działania przetwornika cyfrowo‐analogowego z sumowaniem prądów. Twierdzenie o próbkowaniu., Charakterystyki statyczne i błędy przetwarzania przetworników C/A i A/C. Rozdzielczość i dokładność przetwarzania.,