Osnove elektroničkih mjerenja i instrumentacije

Opis predmeta

Predmet daje pregled temeljnih znanja iz elektroničkih mjernih sustava i elektroničke instrumentacije. Okvirni sadržaj: Digitalni multimetar i osciloskop. Elektronička mjerenja, elektronički mjerni lanac, statičke i dinamičke karakteristike, elektromagnetske smetnje, spajanje u mjerni krug. Senzori. Pojačala. Šum. Izvori referentnog napona. Analogno-digitalna pretvorba. Prijenos mjernih signala. Primjeri i zadaci.

Opće kompetencije

Temeljno razumijevanje koncepta elektroničkog mjernog lanca, znanja o odabiru njegovih komponenata te utjecaju smetnje i šuma. Praktično iskustvo na realnom primjeru.

Ishodi učenja

  1. primijeniti osnovnu elektroničku mjernu opremu
  2. opisati elektronički mjerni lanac i definirati njegove ključne parametre
  3. odabrati način spajanja izvora signala u mjerni krug
  4. objasniti djelovanje smetnje i šuma te procijeniti njihov utjecaj
  5. koristiti različite senzore
  6. procijeniti kvalitetu izvora referentnog napona
  7. odabrati analogno-digitalni pretvornik i izračunati pogrešku realne komponente

Oblici nastave

Predavanja

Tri sata predavanja tjedno kroz 15 tjedana nastave, prema tjednom planu.

Provjere znanja

Znanje se provjerava pisanim testom na međuispitu te pisanim testom i usmenom provjerom na završnom ispitu. Znanje se provjerava izlaznim testom na svakoj od 6 laboratorijskih vježbi. Studenti koji ne zadovolje na kontinuiranim provjerama znanja, pristupaju pisanom i usmenom ispitu.

Auditorne vježbe

Na auditornim vježbama rješavaju se zadaci i daju numerički primjeri iz obrađenog gradiva, kao i pripreme za laboratorijske vježbe. Auditorne vježbe održavaju se u dodatnom terminu, jedan sat tjedno.

Laboratorijske vježbe

Laboratorijske vježbe prate gradivo predavanja. Ukupno je 6 laboratorijskih vježbi. Prve dvije odnose se na rukovanje laboratorijskom opremom i smetnje. Preostale 4 vježbe pokrivaju elektronički mjerni lanac na primjeru digitalne vage.

Konzultacije

Studenti imaju na raspolaganju tjedni definiran termin konzultacija kod nastavnika i asistenta.

Ostalo

Zadaju se dvije domaće zadaće koje služe kao pripreme za pisane provjere znanja.

Način ocjenjivanja

   
Odlukom Fakultetskoga vijeća, u akademskoj godini 2019./2020. međuispiti su ukinuti, a bodovi pridijeljeni toj komponenti prebacuju se u završni ispit, osim u slučaju kad su nositelji drugačije preraspodijelili bodove i komponente provjere. Obavijest o načinu ocjenjivanja potražite među obavijestima vezanim uz svaki predmet.
   
Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 0 % 20 % 0 % 20 %
Međuispit: Pismeni 0 % 25 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 0 % 25 %
Završni ispit: Usmeni 30 %
Ispit: Pismeni 50 % 40 %
Ispit: Usmeni 40 %
Napomena / komentar

Student je obvezan odraditi sve laboratorijske vježbe.

Tjedni plan nastave

  1. Elektronička mjerenja i elektronički mjerni sustavi. Osnovni pojmovi: točnost, preciznost, osjetljivost, mjerna nesigurnost.
  2. Elektronički mjerni lanac. Funkcijske cjeline. Senzor. Predobrada i analogna obrada signala senzora. Analogno-digitalna pretvorba. Izvori referentnog napona. Statičke i dinamičke značajke.
  3. Uzemljenje. Vrste izvora mjernog signala (asimetrični, diferencijalni, plivajući) i njihovo povezivanje u mjerni krug. Paralelni i serijski izvor smetnje. Faktor potiskivanja zajedničkog signala.
  4. Elektromagnetske smetnje. Izvori, vrste veze i načini smanjenja utjecaja na izvor signala.
  5. Mjerenje napona i struje. Mjerenje vremena i frekvencije. Digitalni multimetar. Analogni i digitalni osciloskop.
  6. Senzori, prvi dio: otpornički senzori za mjerenje temperature i naprezanja. Kapacitivni i induktivni senzori. Načelo rada i spajanje u mjerni krug.
  7. Senzori, drugi dio: piezoelektrički senzori, termopar, fotodioda, Hallov senzor. Načelo rada i spajanje u mjerni krug.
  8. Provjera znanja - pismeni međuispit
  9. Pojačala, prvi dio: operacijsko pojačalo, osnovne značajke. Napon pomaka. Najveća brzina porasta napona. Osnovni spojevi asimetričnih pojačala.
  10. Pojačala, drugi dio: analiza diferencijalnog pojačala, faktor potiskivanja zajedničkog napona. Instrumentacijsko pojačalo, izvedbe i parametri.
  11. Fizikalno porijeklo i vrste šuma. Parametri šuma. Termički šum. Šum sačme. 1/f šum. Nadomjesni spoj pojačala i ukupni izlazni šum. Omjer signala i šuma.
  12. Izvori referentnog napona u mjernom lancu. Ograničenja i iskazivanje značajki izvora referentnog napona. Osnovni spojevi IRN sa Zener diodom i IRN zasnovanog na širini zabranjenog pojasa.
  13. Analogno-digitalna pretvorba, prvi dio: uzorkovanje i kvantiziranje signala. Odabir frekvencije uzorkovanja. Analiza kruga za uzimanje i zadržavanje uzoraka (S&H). Kvatnizacijska pogreška i šum kvantizacije. Pretipkavanje i filtriranje kvantizacijskog šuma, povećanje razlučivosti pretvorbe.
  14. Analogno-digitalna pretvorba, drugi dio: statička karakteristika kvantizatora, integralna i diferencijalna nelinearnost. Efektivni broj bita. Podjela analogno-digitalnih pretvornika. Osnovne topologije: paralelni, sa sukcesivnom aproksimacijom, pretvorba napona u frekvenciju, s dva pilasta napona, delta-sigma. Povezivanje s mikrokontrolerom. Prijenos i prikaz mjernih signala.
  15. Provjera znanja - završni ispit, ismeni i usmeni

Studijski programi

Sveučilišni preddiplomski
Elektroenergetika (modul)
Izborni predmeti (6. semestar)
Elektroničko i računalno inženjerstvo (modul)
(6. semestar)
Elektronika (modul)
Izborni predmeti (6. semestar)
Računalno inženjerstvo (modul)
Izborni predmeti (6. semestar)

Literatura

C. F. Coombs (1994.), Electronic instrument handbook, Mc-Graw-Hill
A. FP Van Putten (1996.), Electronic measurement systems, Taylor&Francis
A. Šantić (1993.), Elektronička instrumentacija, Školska knjiga
Vedran Bilas, Goran Horak, Tihomir Marjanović, Zoran Stare, Darko Vasić (2013.), Osnove elektroničkih mjerenja i instrumentacije, laboratorijske vježbe, Sveučilište u Zagrebu Fakultet elektrotehnike i računarstva

Predavanja

Auditorne vježbe

Laboratorijske vježbe

Izvedba

ID 86493
  Ljetni semestar
4 ECTS
R0 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
15 Auditorne vježbe
15 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe

Ocjenjivanje

90 izvrstan
75 vrlo dobar
60 dobar
50 dovoljan

Osnove elektroničkih mjerenja i instrumentacije

Šifra: 86493
ECTS: 4
Nositelji: prof. dr. sc. Vedran Bilas
Izvođači: izv. prof. dr. sc. Darko Vasić - Predavanja
doc. dr. sc. Dinko Oletić - Predavanja

izv. prof. dr. sc. Darko Vasić - Laboratorijske vježbe
Ivan Rep, mag. ing. - Laboratorijske vježbe
Dorijan Špikić, mag. ing. - Laboratorijske vježbe

izv. prof. dr. sc. Darko Vasić - Auditorne vježbe
Prijava ispita: Studomat
Engleski jezik:

0,0,0

Nastavnik nije u mogućnosti ponuditi nastavu na engleskom jeziku.
Opterećenje:
Vrsta nastaveUkupno
Predavanja 45
Auditorne vježbe 15
Laboratorijske vježbe 15
* Opterećenje je izraženo u školskim satima (1 školski sat = 45 minuta)
Opis predmeta:
Predmet daje pregled temeljnih znanja iz elektroničkih mjernih sustava i elektroničke instrumentacije. Okvirni sadržaj: Digitalni multimetar i osciloskop. Elektronička mjerenja, elektronički mjerni lanac, statičke i dinamičke karakteristike, elektromagnetske smetnje, spajanje u mjerni krug. Senzori. Pojačala. Šum. Izvori referentnog napona. Analogno-digitalna pretvorba. Prijenos mjernih signala. Primjeri i zadaci.
Literatura:
  1. Electronic instrument handbook; C. F. Coombs; Mc-Graw-Hill; 1994; ISBN: 0-07-012616-x
  2. Electronic measurement systems; A. FP Van Putten; Taylor&Francis; 1996; ISBN: 0-7503-0340-9
  3. Elektronička instrumentacija; A. Šantić; Školska knjiga; 1993; ISBN: 978-953-0-30664-6
  4. Osnove elektroničkih mjerenja i instrumentacije, laboratorijske vježbe; Vedran Bilas, Goran Horak, Tihomir Marjanović, Zoran Stare, Darko Vasić; Sveučilište u Zagrebu Fakultet elektrotehnike i računarstva; 2013; ISBN: 9789531841931
6. semestar
Izborni predmeti - Redovni modul - Elektroenergetika
Obavezni predmet - Redovni modul - Elektroničko i računalno inženjerstvo
Izborni predmeti - Redovni modul - Elektronika
Izborni predmeti - Redovni modul - Računalno inženjerstvo
Termini konzultacija:

Obavijesti