A Jelek és rendszerek 2 c . tantárgy (pl. VIHVA200) kreditjének megszerzése ajánlott.

(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 a legalapvetőbb jelvezetési és jelátalakító eszközök felépítéséről és működéséről,

(5) ismerjék az időtartam és frekvenciamérés eszközeit és módszereit,

(6) ismerjék a villamos alapjellemzők mérésének legfontosabb eszközeit és módszereit, továbbá az egyes mérőeszközök funkcionális felépítését és működési módját,

(7) ismerjék a mérések során használt jelforrások és jelanalizátorok legfontosabb jellemzőit és működésük lényegét,

(8) tájékozottak legyenek a metrológia és a mérésügy szerepéről, továbbá legfontosabb feladatairól,

(9) tudatában legyenek annak, hogy napjainkban - elsősorban információtechnológiai eszközök révén - a méréstechnika mindenütt jelen van,

(10) megszerzett ismereteik birtokában eredményesen teljesítsék a Laboratórium I-II. tárgyak mérési feladatait.

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.

• egy nagyzárthelyi pontszámának 40%-os teljesítése
• 5 azonos súlyú kiszárthelyi összpontszámának 33%-os teljesítése
• 5 nem kötelező házi feladat elkészítése

[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