A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
2026. March 21.
Hatályosság vége:
—
| Tantárgy neve (magyarul, angolul) |
Méréstechnika
Measurement Technology
|
||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tantárgykód | BMEVIMIAB01 | ||||||||||||
| Tantárgyjelleg | — | ||||||||||||
| Képzési szint | — | ||||||||||||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) |
|
||||||||||||
| Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa | félévközi érdemjegy | ||||||||||||
| Tantárgy kreditértéke | 5 | ||||||||||||
| Tantárgyfelelős |
DR. Sujbert László
beosztás: egyetemi docens
elérhetőség:
sujbert.laszlo@vik.bme.hu
|
||||||||||||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység |
Mesterséges Intelligencia és Rendszertervezés Tanszék
|
||||||||||||
| Kar | Villamosmérnöki és Informatikai Kar | ||||||||||||
| Tantárgy weboldala | http://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/VIMIAB01 | ||||||||||||
| 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
A tantárgyat átlagosan heti 3 órában adjuk elő. Az alábbi ütemezés 2 órás blokkokat tartalmaz, ez 14 hétre váltakozva heti egy vagy két dupla órát (2 vagy 4 óra) jelent.
- Bevezető. A méréstechnika tantárgy feladata, főbb témakörei. A mérés és a modellezés kapcsolata. Alapvető mérési módszerek. Mérési hibák: abszolút és relatív hiba.
- Mérési hibák: rendszeres, véletlen hiba, mintapéldák. Statikus átalakítók hibái: ofszet-, erősítés-, linearitási, hiszterézis-, kvantálási hiba. Mérési hibák terjedése (1): matematikai modell. Hibaösszegzés, mintapéldák.
- Mérési hibák terjedése (2), mintapéldák. Valószínűség-számítási áttekintés: sűrűség- és eloszlásfüggvény fogalma, nevezetes eloszlások. Momentumok: várható érték, négyzetes várható érték, variancia meghatározása.
- Gauss-eloszlás tulajdonságai, centrális határeloszlás-tétel. Standard normális eloszlás. Mérési adatok kiértékelése: matematikai modell, átlagolás, az átlag varianciája, tapasztalati szórás.
- Görbeillesztés. Egyenes és polinom illesztése. Konfidenciaszámítás (1). Gauss-, Khí-négyzet- és Student-eloszlás alkalmazása. Az eloszlások származtatása, formulák levezetése.
- Konfidenciaszámítás (2). Csebisev-egyenlőtlenség. Megoldható konfidenciaszámítási feladatok áttekintése. Konfidenciaszámítás alkalmazása hibaszámításra. A mérési bizonytalanság szabványos kiértékelése (GUM).
- Feszültség és áram mérése (1). Analóg és digitális műszer felépítése. Méréshatár kiterjesztése, bemenő ellenállás. Műszerekre jellemző mérési hibák és figyelembevételük.
- Feszültség és áram mérése (2). AC-mérők. AC jelek leírása: Fourier-sor, középértékek számítása, dB-skála. Különböző elven mérő műszerek összehasonlítása. Zaj jellemzése, jel-zaj viszony, zaj szűrése.
- Jelátalakítók: passzív elemek (ellenállás, tekercs, kondenzátor) nemideális viselkedésének modellezése. Feszültségosztók: ohmos, induktív és kapacitív osztó. Kompenzált ohmos osztó.
- Jelátalakítók: feszültség- és áramváltó. Elektronikai áttekintés: műveleti erősítős kapcsolások: alapkapcsolások, mérőerősítők (differenciaerősítő, 3 műveleti erősítős mérőerősítő). Alkalmazási lehetőségek.
- Impedanciamérés: DC kispontosságú módszerek, soros és párhuzamos ohmmérő. AC mérés: helyettesítőképek. A helyettesítőkép és a fizikai felépítés kapcsolata. AC kispontosságú módszerek. Teljesítménymérés.
- Impedanciamérés: Feszültség-összehasonlítás módszere. Nagypontosságú módszerek, Wheatstone-féle hídstruktúrák. Mintapéldák, konvergencia jellemzése.
- Aránytranszformátoros, áramkomparátoros hidak. Szórt impedanciák hatásának csökkentése. Mérőhálózatok zavarérzékenysége: árnyékolt vezetékek alkalmazása.
- Mérővezetékek és szórt impedanciák hatásának kompenzálási lehetőségei. 2-, 3-, 4-, 5-vezetékes mérés bevezetése. In-circuit mérés. A teljes impedanciamérési feladat áttekintése.
- Idő- és frekvenciamérés: számlálós frekvencia/periódusidő/átlagperiódusidő-mérő felépítése, hibaszámítása. Állandó kapuidejű átlagperiódusidő-mérő. Digitális fázisszögmérés.
- Analóg és digitális oszcilloszkóp. A kiértékelhető ábra megjelenésének feltételei, a triggeráramkör/logika szerepe. Megvalósítható funkciók. Jelfeldolgozási áttekintés: mintavételi tétel és alkalmazásai.
- Spektrumanalízis. Analóg megoldások: párhuzamos, hangolt szűrős és heterodin spektrumanalizátor. A diszkrét Fourier-transzformáció alkalmazása. Ablakfüggvények alkalmazása.
- AD-átalakítók: flash, szukcesszív approximációs, dual-slope. Subranging AD. Hosszú- és rövididejű stabilitás szerepe az átalakítás folyamatában. Átalakítási idő, zavarjel-elnyomás számítása.
- DA-átalakítók: létrahálózatos DA-k. Kapcsolt kapacitású DA-k. AD- és DA-átalakítók összehasonlítása. AD- és DA-átalakítók hibái: integrális és differenciális nemlinearitás.
- Kvantálási hiba, kvantálás zajmodellje. A mintavételezés hatása a kvantálási zajra. Effektív bitszám számítása. Delta-szigma AD- és DA-átalakítók felépítése és működése.
- Tartalék előadás (csúszás, munkaszüneti napok miatti elmaradás stb. kompenzálására).
A tantárgy a környező anyagi világ megismerését, valamint kvantitatív és kvalitatív jellemzését segítő mérnöki módszereket és eszközöket mutat be. Méréselméleti, méréstechnikai és műszertechnikai alapismereteket ad; szemléletmódjával segíti valamennyi műszaki tantárgy – közöttük a laboratóriumi gyakorlatok – ismeretanyagának elsajátítását. Jelentős mértékben fejleszti a tudatos modellalkotási és problémamegoldó készséget. Mindezt a villamos mennyiségek alapvető mérési módszereinek és eszközeinek megismertetésén keresztül éri el, de támaszkodik az analógiák következetes alkalmazásában rejlő lehetőségekre is. A tantárgy további célja annak tudatosítása, hogy a mérésekkel szerzett információ szakszerű feldolgozása minden esetben megköveteli a mérések pontosságával (bizonytalanságával) kapcsolatos adatszolgáltatást is.
A tantárgy követelményeit eredményesen teljesítő hallgatóktól elvárható, hogy:
(1) alkalmazni tudják az alapvető mérési módszereket és ismerjék a megfelelő mérési eljárás kiválasztásának szempontjait;
(2) legyenek tisztában a mérési hibák számításának elvi és gyakorlati kérdéseivel, különös tekintettel a hibaterjedés matematikai kezelésére, valamint a mérési bizonytalanság jellemzésére;
(3) ismerjék a leggyakrabban használt jelparaméterek meghatározásának és mérésének módszereit, továbbá a jelanalízis legalapvetőbb eszközeinek elvi felépítését;
(4) áttekintésük legyen az alapvető jelvezetési és jelátalakító eszközök felépítéséről és működéséről;
(5) ismerjék a villamos alapjellemzők mérésének legfontosabb eszközeit és módszereit, továbbá az egyes mérőeszközök funkcionális felépítését és működési módját;
(6) ismerjék az idő- és frekvenciamérés módszereit;
(7) ismerjék a mérések során használt jelforrások és jelanalizátorok legfontosabb jellemzőit, valamint működésük funkcionális és jelfeldolgozási alapjait;
(8) tisztában legyenek az analóg-digitál, illetve digitál-analóg átalakítók működésével, kiválasztásuk szempontjaival, valamint jelátviteli jellemzőivel;
(9) megszerzett ismereteik birtokában eredményesen teljesítsék a Laboratórium 1.-2. tantárgyak mérési feladatait.
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
Heti 3 óra előadás (átlagosan) és 2 óra tantermi gyakorlat.
Tanulástámogató anyagok
Online források
[1] Zoltán István: Méréstechnika. Egyetemi tankönyv. Műegyetemi Kiadó. 1997. 55029; [2] Sujbert - Naszádos - Péceli: Méréstechnika példatár. Műegyetemi Kiadó. 2006. 55078; [3] Schnell L. (ed.): Jelek és rendszerek méréstechnikája. Jegyzetforma: Műegyetemi Kiadó. 51435, -1, -2; Angol nyelvű szakirodalom:; [1] Schnell, L. (Ed.): Technology of Electrical Measurements. Wiley, 1993.; Német nyelvű szakirodalom:; E. Schrüfer: Elektrische Meßtechnik. Carl Hanser Verlag München Wien, 1992.; [1] Grundlagen (68 S.); [2] Messung von Strom und Spannung, 2.1-5. (93 S; [3] Messung von ohmschen Widerständen, 3.1-4 (24 S.); [4] Messung von Blind- und Scheinwiderständen, 4.1-3 (13 S.); [5] Digitale Meßtechnik, 5.7 (10 S.); [6] Zeit- und Frequenzmessung, 6.1-6 (41 S.)
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
Matematika, fizika, digitális technika, jelek és rendszerek, valószínűségszámítás
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, digitális technika, jelek és rendszerek, valószínűségszámítás
Általános szabályok
Követelmények:
a. A szorgalmi időszakban: egy nagyzárthelyi pontszámának 40%-os teljesítés5 azonos
súlyú kiszárthelyi közül legalább három legalább 50%-os teljesítése5 nem kötelező házi feladat elkészítése
A félévközi jegyet a
nagyzárthelyi és a kiszárthelyik eredményének 50-50%-os súlyozásával képzett
összpontszám alapján állapítjuk meg. Az elégséges osztályzat megszerzésének
feltétele legalább 40%-os eredmény elérése.
Négy vagy öt kiszárthelyi
legalább 50%-os teljesítése esetén, illetve a nem kötelező házi feladatok
megoldásáért a hallgató pluszpontokat kap. A zárthelyik alapján megállapított legalább
elégséges osztályzatot a félév során kapott pluszpontok maximum egy
osztályzattal javíthatják.
b. A vizsgaidőszakban: nincs
Az angol és a német nyelvű kurzus követelményei megegyeznek a magyar nyelvűével.
Pótlási lehetőségek:
A
nagyzárthelyi két alkalommal pótolható: egy pótlás a
szorgalmi, egy a pótlási időszakban. A kiszárthelyik és a nem kötelező
házi feladatok nem pótolhatók.
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
IMSc program:
Az IMSc tanulókörök számára saját tematika szerinti tantermi gyakorlatokat tartunk. Az alapvető eljárások begyakorlására kevesebb időt fordítunk, a fennmaradó időben összetett feladatokat oldunk meg.
Esetenként az elméleti tananyagot a tantermi gyakorlaton kiegészítjük.
Az IMSc hallgatók számára ajánlott a szorgalmi házi feladatok elkészítése.
IMSc pontok:
A kiszárthelyikre IMSc pont nem kapható.
A szorgalmi házi feladatokra feladatonként 3 - 3, összesen 15 IMSc pont kapható.
A nagyzárthelyi IMSc példát is tartalmaz. Az IMSc példával kiegészített
zárthelyi összpontszáma 30%-kal haladja meg az IMSc példa nélküli
maximális pontszámot. Az IMSc példával összesen 10 IMSc pont szerezhető.
Összesen tehát 25 IMSc pont szerezhető meg.
Az IMSc pontok megszerzése a programban nem résztvevő hallgatók számára is biztosított.
Ajánlott tantárgyak
Aláírás megszerzése Matematika A4, valamint kredit megszerzése Jelek és rendszerek 2. és Elektronika 1. tantárgyakból ajánlott.
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
Nincs megadva munkaidő bontás.
Tantárgykövetelmények hatályossága
Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:
—
Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:
—
Tantervi elhelyezés
Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.