Elektronika és méréstechnika

Electronics and Industrial Instrumentation

A tantárgyleírás hatályossága

Hatályosság kezdete:

—

Hatályosság vége:

—

Tantárgy neve (magyarul, angolul)

Elektronika és méréstechnika

Electronics and Industrial Instrumentation

Tantárgykód

BMEVEFKA702

Tantárgyjelleg

—

Képzési szint

—

Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)

Kurzustípus	elmélet	gyakorlat	laboratóriumi gyakorlat
óraszám (heti)	2	0	2
jelleg (kapcsolt/önálló)	—	—	kapcsolt

Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa

félévközi érdemjegy

Tantárgy kreditértéke

Tantárgyfelelős

Dr. Bódiss János

Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység

Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék

https://www.ch.bme.hu/

Kar

Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar

Tantárgy weboldala

http://oktatas.ch.bme.hu/oktatas/konyvek/fizkem/elektron/

Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege

—

Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel

nincs

Célkitűzés

Tantárgyprogram

ELŐADÁSOK

A mérés, mint a modellezés része, s mint összehasonlítás. Egyszerű és összetett mérés. A műszerek csoportosítása. Aktív és passzív mérési módszerek. A jelek típusai. Sztochasztikus jelek jellemzése az idő- és a frekvenciatartományban. (2 óra)
Mérőberendezések sztatikus tulajdonságai. Mérőberendezések dinamikus viselkedése az idő- és a frekvenciatartományban. Az átviteli függvény. (2 óra)
Villamosságtani alapösszefüggések és alapeszközök egyen- és váltakozó áramú áramkörökben (Kirchoff-tételek, ellenállás, kapacitás, impedancia). Félvezető alapeszközök és velük megvalósítható műveletek: diódák (egyenirányítás, feszültségstabilizálás, fénymérés, fénykibocsájtás); tranzisztorok (erősítés, kapcsolás). Tápegységek. (2 óra)
Műveleti erősítők tulajdonságai, és alapkapcsolások: (invertáló és neminvertáló erősítő, összegző, logaritmáló, szorzó, integráló, deriváló, alul- és felüláteresztő szűrő, sávszűrő). (2 óra)
Műveleti erősítők méréstechnikai alkalmazásai: áram/feszültség-konverter, műszererősítő, műveleti erősítős híd, áram- és feszültségforrások, potenciosztát. (2 óra)
Különböző, méréstechnikai szempontból fontos áramkörök (logikai áramkörök, oszcillátorok, multivibrátorok, számlálók). DA és AD konverzió ill. konverterek és segédáramköreik; a digitalizálás alapfogalmai. AD és DA konverterek pontossága. (2 óra)
Feszültségmérés (analóg és digitális feszültségmérés, AC feszültségek mérése). Feszültségmérésés hibaforrásai (nagy forrásimpedancia, termofeszültség, és zaj hatása). Jel-zaj viszony növelése analóg eszközökkel (zajcsökkentés: árnyékolás, földhurok, mágneses zajforrások semlegesítése, átlagolás szerepe). Jel-zaj viszony javítása digitális eszközökkel (akkumulálás, integrálás, műveletek a frekvenciatartományban) (2 óra)
A számítógépes méréstechnika alapjai. Mérőkártyák és használatuk. Műszerek összekapcsolása (buszok és illesztő rendszerek (egyéni, soros, USB, párhuzamos, GPIB). Mérőberendezések számítógépes vezérlése és adatgyűjtés laboratóriumi és üzemi körülmények között. Távadók. (2 óra)
Hőmérséklet mérése. Nemzetközi Hőmérsékleti Skála. Fém és félvezető ellenálláshőmérők. Termopárok és mérési elrendezéseik. (2 óra)

10. Deformáció- és erőmérés (nyúlásmérő bélyeg, mérlegcella); Nyomásmérés (piezorezisztív nyomásérzékelők). Szintmérés (kapacitív és ultrahangos szintmérők -kapcsolók). Áramlási sebesség mérése (turbinás, hődrótos, örvényleszakadásos, indukciós és ultrahangos áramlásmérők). (2 óra)

11. Gázérzékelők. Nemdiszperziós (NDIR) és szűrős infravörös gázelemzők. Katalitikus égetéses gázérzékelők. Paramágneses és termomágneses oxigénelemzők. Elektrokémiai gázérzékelő cellák. Lambda-szondák. Nedvességmérés. (2 óra)

12. Mikroelektronikai érzékelők. Gyulladás- és robbanásbiztos megoldások (Zener-gát, elválasztás optocsatolóval vagy szigetelt erősítővel). (2 óra)

LABORATÓRIUMI MÉRÉSEK

Műveleti erősítős kapcsolások összeállítása és vizsgálata 1.
Műveleti erősítős kapcsolások összeállítása és vizsgálata 2.
Oszcillátorok vizsgálata; kapacitás meghatározása virtuális műszerekkel.
Adatgyűjtés, a mintavételi frekvencia meghatározása, jelrekonstrukció. AD/DA-kártya alkalmazása.
Átviteli függvény meghatározása pásztázó módszerrel.
Jel-zaj viszony javítása számítógéppel.
Piezorezisztív nyomásmérő, ultrahangos szintmérés.
Virtuális NDIR széndioxid-elemző vizsgálata.

e tárgy a szakirányú tárgyak között, a mintatanterv végén szerepelve az üzemi mérnöki praxis egyik közvetlen előkészítője. Ennek megfelelően a cél, az, hogy az e tárgyat elvégzett hallgató ismerve és értve az iparban használatos műszerek működési alapelveit, lehetséges problémáit, képes legyen adott üzem műszerezésének működtetésére; továbbá igényeit szakszerűen megfogalmazva ki tudja választani az annak fejlesztésére legcélszerűbb eszközöket. Figyelembe kell venni két tényt,: a) a műszerek túlnyomó többsége elektronikus, így az elektronikával való megismerkedés elkerülhetetlen; b) az üzemekben a világszinten legkorszerűbbtől a több évtizeddel ezelőtt gyártottig lehet találkozni műszerekkel, a mérnöknek itt is, ott is helyt kell állnia, így a régebbi méréstechnika oktatása sem mellőzhető teljesen. A fentieknek megfelelően, a tárgy alapvetően az üzemellenőrzésben/üzemszabályozásban használatos, folyamatos mérést végző és elektromos jelet szolgáltató műszerekkel és mérési módszerekkel foglalkozik. Ismerteti továbbá a mérőberendezésekben használatos fontosabb elektronikus áramköri megoldásokat, s foglalkozik a számítógépes méréstechnikával.

Tanulmányi eredmények

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Tudás

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Képességek

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Attitűd

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Autonómia és felelősség

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Oktatási módszertan

előadás és laboratórium.

Tanulástámogató anyagok

Online források

a CH intranet szerver volt O: meghajtót helyettesítő könyvtára oktatas/konyvek/fizkem/ alkönyvtárában lévő előadási anyag, illetve mérési leiratok a labormérésekhez;; Sztraka Lajos: Vegyipari műszerezés (Műegyetemi Kiadó, 1990); ; Az elektronikai anyagrészhez haszonnal forgatható, az itt követeltnél bővebb (esetenként jóval bővebb):; Hainzmann J., Varga S., Zoltai J.: Elektronikus áramkörök (Tankönyvkiadó, 2000),; Tietze, U., Schenk , Ch.: Analóg és digitális áramkörök (Műszaki, 1993)

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák

(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

nincs

Képesség típusú kompetenciák

(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

nincs

Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák

(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)

matematika, fizika, fizika laboratórium.

Általános szabályok

Követelmények: A tárgy alap- (A) és emelt (E)szinten egyaránt elvégezhető. Alapszinten követelmény két, előadási időben írandó összefoglaló zárthelyi (egyik az elektronikából, másik a méréstechnikából) alapszintű megírásából és a mérések legalább 70%-ának elvégzéséből (beleértve a jegyzőkönyvek beadását) legalább 40%-os eredmény elérése. Emelt szinten további követelmény a fenti összefoglaló zárthelyik emelt szintű megírása és legalább 3 pont megszerzése a maximális 5-ből a mérések legalább 70%-ánál. Az összefoglaló zárthelyit alapszinten íróknak az A és A+E típusú kérdésekre, az emelt szinten íróknak az A+E és az E típusú kérdésekre kell válaszolnia. Azt a zárthelyit, melyet emelt szinten írtak, de az E típusú kérdésekre adott válaszok nem értékelhetők, alapszintű zárthelyiként bíráljuk el. Az E típusú kérdések a megértés mélységét és a tudás alkalmazására való képességet firtatják. Például: A-típus: Ismertesse a jel-zaj viszony javításának frekvenciatartománybeli módszereit! E-típus: Miért nem szoktak nemlineáris jeleket Fourier-transzformálni? Az összefoglaló zárthelyikre egyenként maximum 30 pont kapható. A laboratóriumi mérésekre fölkészülten, annak kiírt idejében kell eljönni. Az igazoltan betegek, illetve méltánylandó okból (fontos családi esemény, TDK-konferencia, stb.) előre bejelentetten meg nem jelenők a pótmérésnél elsőbbséget élveznek az önkényesen távolmaradottakkal szemben (egy mérést egyszerre max. 6 hallgató végezhet). Minden mérésen kis zárthelyit íratunk a mérési leirat anyagából, erre max. 3 pont adható. A hibátlan jegyzőkönyvvel további 2 pont szerezhető. Hibás jegyzőkönyv javításra való visszaadása max. 1 pont levonásával jár. A késedelmes jegyzőkönyvbeadás ugyancsak 1 pont levonást jelent minden megkezdett héttel – amíg csak 0-ra nem fogynak az adott mérésnél szerzett pontok. A jegyzőkönyvnek A4 méretű, összetűzött vagy kapcsozott lapokból kell állnia. Önálló alkotásnak kell lennie, ha kézzel írva készült, olvasható legyen. Tartalmi vonatkozásban a mindenkori mérésvezető kívánalmai a mérvadók. A jegyzőkönyvet a következő mérési alkalommal, az újabb mérés megkezdése előtt kell beadni. A félév végére maximum P=30+30+8x5=100 pont szerezhető. A jegy: elégtelen, ha a P < 40; elégséges, ha 40 ≤ P < 55; közepes, ha 55 ≤ P < 70; jó, ha 70 ≤ P < 85; jeles, ha 85 ≤ P. Pótlási lehetőségek: félév végén mind pótmérésre (a fenti megszorításokkal és korlátozott mértékben), mind pótzárthelyi írására – a TVSz 14.§ (1) a) pontját figyelembe véve.- van lehetőség. Pótmérésre legalább egy héttel annak tervezett időpontja előtt jelentkezni kell annál az oktatónál, akinél a mérés elmaradt. Amennyiben más mérőcsoporthoz csatlakozva (merthogy annak 6 főnél kisebb létszáma azt megengedi), más mérésvezetővel kerül sor a pótmérésre, mind ez utóbbi, mind az elmaradt mérés időpontjában hivatalos mérésvezetőnél jelentkezni kell, legalább egy héttel a pótmérés tervezett időpontja előtt. Tekintve, hogy a feszített őszi laborrend miatt valószínűleg csak e módon lehet pótmérni, előfordulhat, hogy adott esetben nem nyílik mód pótmérés végzésére – ekkor a TVSz 16.§ (1) pontja szerint járunk el. Konzultációk: az előadó hetente, az első előadáson meghirdetendő időpontban tart konzultációt. Az egyes mérésvezetőknél - a náluk való jelentkezés és időegyeztetés mellett – is lehet konzultálni.

Teljesítményértékelési módszerek

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya

Nincs megadva részarány.

Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Vizsgarészek részaránya

Nincs megadva részarány.

Érdemjegy megállapítása

Nincs megadva érdemjegy határ.

Jelenléti és részvételi követelmények

Nincs megadva jelenléti követelmény.

Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai

Nincs megadva.

Rövid leírás

Nincs megadva.

Részletes leírás

Név Beosztás Tanszék Dr. Sztraka Lajos ny. főmunkatárs Fiz. Kém. és Anyagt. T. Dr. Pajkossy Tamás egy. magántanár Fiz. Kém. és Anyagt. T. Dr. Bódiss János tanszéki főmérnök Fiz. Kém. és Anyagt. T.

Ajánlott tantárgyak

az előadások látogatása hetente 2 órát, a labor hetente 3 óra mérést, 1-1,5 óra felkészülést, kb. 1-2 óra jegyzőkönyvírást igényel. A témazáró zárthelyikre való felkészüléshez 8-10 órára van szükség.

A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka

Nincs megadva munkaidő bontás.

Tantárgykövetelmények hatályossága

Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:

—

Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:

—

Tantervi elhelyezés

Kar	Képzés	Tanterv	Mintatantervi jelleg	Elsődleges
Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar	biomérnöki	Biomérnöki alapképzési szak tanterve	kötelező	nem
Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar	biomérnöki	Biomérnöki alapképzési szak tanterve	kötelező	nem
Default Faculty	Default Program	Default Curriculum	—	nem