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

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)

Za upis predmeta treba položiti predmete

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

izv. prof. dr. sc. Darko Vasić - 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
Preduvjeti za:
Upis predmeta :
Položen : Elektronika 1
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