Méréstechnika

1. A méréstechnika alapjai :

Alapfogalmak. A mérés és modellezés kapcsolata. Az érzékelők és a jelátalakítók szerepe: A fizikai/biológiai/kémiai folyamatok és a villamos jel kapcsolata. Ellenállás-változás (ellenállás-hőmérők, nyúlásmérő bélyegek), kapacitás-változás, ill. induktivitás-változás kimenetű érzékelők. Kis megváltozások mérése hídkapcsolásban. Hőelemek alkalmazástechnikája. A mérendő objektum és a mérőeszköz illesztésének szempontjai: kompenzált osztók, műszerek bemeneti fokozatai.

2. A méréselmélet alapjai :

Mérési hibák: modellezési, átviteli és műszerhiba; rendszeres és véletlen hiba; mérési hibák terjedése/összegzése; dinamikus hiba. Alapvető mérési módszerek: közvetlen összehasonlítás, közvetett összehasonlítás, helyettesítő módszer, felcserélési módszer, differencia módszer. Mérőeszközök struktúrája: soros, párhuzamos és visszacsatolt struktúra. A mérési bizonytalanság jellemzése, csökkentésének lehetőségei: Mérési sorozat kiértékelése. Valószínűségi modellek alkalmazása: a normális eloszlás kitüntetett szerepe, várható érték, szórás, konfidenciaszámítási alapok. Várható érték becslése, varianciája, konfidencia intervalluma. A mérési bizonytalanság A és B típusú meghatározása: A mérési bizonytalanság megadásának szabályai. A számítási gyakorlatok témája: (1) hibaszámítás, (2) konfidenciaszámítás, (3) mérési bizonytalanság kifejezése a GUM (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement) módszerrel.

3. Jelek és jelparaméterek mérése :

Pillanatérték-átlagérték mérése. Periodikus jelek mérése: egyszerű-, abszolút-középérték; csúcsérték; effektív érték; vektormérők; szelektív szintmérők; fázis-érzékeny mérések. A korrelációs méréstechnika alapjai. A spektrumanalízis megvalósításának alapjai: a transzponáló rendszerű és a Fourier (FFT) analizátorok. A számítási gyakorlatok témája: (1) jelparaméterek számítása, (2) korreláció és spektrum számítás.

4. A jelvezetés és jelátalakítás méréstechnikai jellemzése :

A jelvezetés problémái: Mérőhálózatok zavarérzékenysége. Konduktív, kapacitív és induktív csatolások. Impedancia-illesztés és földelés. Lebegő forrás mérése. Közös-jel elnyomási tényező. Védőárnyékolás alkalmazása. A jelátalakítás problémái: jelkondicionálás, frekvencia transzpozíció. Galvanikus elválasztás (transzformátorok). Egyenirányítók (egy-utas, két-utas és csúcs-egyenirányítók, fázis-érzékeny és valódi effektív érték egyenirányítók); a jeldigitalizálás (mintavételezés és kvantálás) és jelrekonstrukció alapvető módszerei és eszközei: párhuzamos, soros-párhuzamos, szukcesszív approximációs, feszültség-idő, feszültség-frekvencia, kettős meredekségű és szigma-delta A/D átalakítók, ill. a létrahálózatos D/A átalakító méréstechnikai jellemzése. A számítási gyakorlatok témája: (1) zavarhatások számítása; jelátalakítók modellezése és hibaszámítása, (2) A/D átalakítók hibaszámítása.

5. Frekvencia és időmérés :

Az idő, ill. frekvencia mérés kitüntetett szerepe. Időtartammérés. Periódusidő mérés. Frekvenciamérés. �Reciprok� frekvenciamérés. Fázisszög mérés. Hibaanalízis. Kis időtartamok mérése, nagy frekvenciák mérése.

6. Villamos alapparaméterek mérése :

Áram és feszültség, energia és teljesítmény, elemi impedanciák, valamint két- és többpólusok mérésének módszerei és eszközei. A fizikai modell (referencia) helye és szerepe a mérési eljárásban. Impedancia modellek, a jelvezetés megoldásai: 2-5 vezetékes impedancia mérések. Soros és párhuzamos ohm-mérő, a három voltmérős módszer; a null módszer, hídkapcsolások; RLC hidak; a Wagner-féle segédhíd; aránytranszformátoros és áramkomparátoros hidak; elektronikus hidak; a T kapcsolás. A számítási gyakorlat témája: (1) mutatós és számjegykijelzésű műszerek pontossága, (2) hibaszámítás hídkapcsolásokban.

7. Jelforrások méréstechnikai jellemzése :

A vizsgálójel források szerepe a mérési eljárásban. Szinuszos jelforrások. Frekvencia szintézis: direkt, indirekt; a fázis-zárt hurok szerepe a frekvencia szintézisben. Hullámforma generátorok. Digitális szintézis. A gyakorlat anyaga: korszerű jelforrások jellemzői, működésük és használatuk.

8. A jelanalízis eszközei :

Hullámforma analízis alapjai. Analóg és digitális oszcilloszkópok, hullámforma analizátorok. A frekvenciatartománybeli analízis alapjai. Spektrum-analizátorok: amplitúdó-spektrum, komplex spektrum (Fourier) analizátorok. Hálózat analizátorok. A gyakorlatok anyagai: (1) korszerű digitális oszcilloszkópok, és (2) korszerű digitális sprektrumanalizátorok szolgáltatásai, méréstechnikai jellemzése.

9. Mérőműszerek és mérőeszközök kalibrálása, tesztelés és diagnosztika :

A mérésügyi hivatalok és az akkreditált kalibráló laboratóriumok szerepe. Etalonok, referenciák. A mérési eredmények visszavezethetősége. Kalibrálási eljárások. Irányelvek és szabványok. Joghatással járó mérés. Mérésautomatizálás. Automatikus működésű eszközök tesztelési és diagnosztikai feladatokra. Önkalibráló és önkorrigáló műszerek. Kitekintés jelleggel, konkrét berendezések vázlatos bemutatása.