Hoppa direkt till innehållet
printicon
Kursplan:

Grundläggande mätteknik B, 7,5 hp

Engelskt namn: Basic Measurement Techniques

Denna kursplan gäller: 2011-06-27 och tillsvidare

Kurskod: 5FY036

Högskolepoäng: 7,5

Utbildningsnivå: Grundnivå

Huvudområden och successiv fördjupning: Fysik: Grundnivå, har mindre än 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav

Betygsskala: För denna kurs ges betygen 5 Med beröm godkänd, 4 Icke utan beröm godkänd, 3 Godkänd, VG Väl godkänd, G Godkänd, U Underkänd

Ansvarig institution: Institutionen för fysik

Beslutad av: teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden, 2007-08-21

Reviderad av: teknisk naturvetenskaplig fakultet, 2011-06-15

Innehåll

Kursen inleds med en kort introduktion i praktisk kretsteori, inklusive mask- och nodanalys och tvåpolmodeller, samt hanterande av vanliga laboratorieinstrument (oscilloskop, multimeter, spänningsaggregat och signalgenerator). j?-metoden att lösa differentialekvationer med periodiska randvillkor härleds. Aktiva komponenter introduceras och enkla operationsförstärkarkretsar demonstreras. På grundval av erhållna kunskaper behandlas därefter dels egenskaper hos individuella komponenter i mätsystem, dels egenskaper hos mätsystem som helhet. De komponenter som diskuteras är dels ett antal vanliga givartyper och deras typiska egenskaper som känslighet, onoggrannhet och dynamiska egenskaper, dels omvandlare som bryggor, instrument- och isolationsförstärkare. Kanalväljare, analog-digitalomvandlare och datorinterface tas upp i begränsad omfattning, liksom programmering av mätsystem med grafiska programspråk (LabView). Begränsningar i mätnoggrannhet på grund av yttre störningar och brus diskuteras i detalj. Störningsvägar och störningsutbredning diskuteras systematiskt, liksom olika sätt att minimera eller eliminera störningar i mätsystem genom skärmning, val av impedansnivåer och förstärkare samt filtrering. Termiskt brus diskuteras, liksom brusegenskaper hos aktiva och passiva komponenter. Olika brusmått diskuteras, liksom metoder att optimera signal/brus-förhållandet efter mätning. Faslåsteknik, auto- och korskorrelation samt Fourieranalys diskuteras. Slutligen ges en elementär introduktion till dynamiska egenskaper hos första och andra ordningens system, och hur dessa egenskaper påverkar mätnoggrannheten vid mätning av tidsvarierande signaler. Ett genomgående tema i kursen är att nyttja verkliga, kommersiella komponenter och data i undervisningen, både vid föreläsningar, problemlösning, och laborationer, för att ge ingenjörsmässigt användbara kunskaper. Kursen omfattar en teoridel om 6 hp och en experimentell laborationsdel om 1,5 hp.

Förväntade studieresultat

Efter genomgången kurs ska den studerande kunna: - analysera enklare lik- och växelspänningskretsar och finna teoretiska spänningsnivåer och strömmar i godtyckliga punkter eller noder, - ersätta ett komplicerat nätverk av spännings- och/eller strömkällor och impedanser med en enkel tvåpol av Norton- eller Thévenintyp, - analysera de enklaste operationsförstärkarkretsarna teoretiskt och kunna koppla upp dessa i praktiskt fungerande form, - handha, koppla in, och förstå funktionen hos några vanliga laboratorieinstrument, - redogöra för de vanligaste typerna av givare för mätning av temperatur, kraft, tryck, vibration och deformation, deras egenskaper och användning, - läsa och förstå datablad för vanliga typer av givare, läsa ut storheter som mätområde, utsignal, känslighet, noggrannhet, samt känslighet för yttre störningar som temperatur etc., och med hjälp av detta kunna uppskatta förväntad mätnoggrannhet när givaren används i en given tillämpning, - göra en enkel analys av störnivåer som följd av kapacitiv/induktiv/resistiv koppling av yttre störningar, och kunna föreslå åtgärder för att förbättra förhållandet mellan signalnivå och störningsnivå, - analysera det totala termiska bruset och signal/brusförhållandet i enkla kretsar utgående från datablad och kretsimpedanser, - beräkna det dynamiska felet som funktion av tid eller frekvens för ett givet första eller andra ordningens mätsystem, - beskriva hur ett auto- eller korskorrelationssystem används för att mäta signaler och/eller brusegenskaper.

Behörighetskrav

Univ: För tillträde till kursen krävs Metoder och verktyg för ingenjörer (5FY060, 7,5 hp) eller Mekanik I med experimentell metodik (5FY113, 7,5 hp) eller motsvarande.

Undervisningens upplägg

Undervisningen bedrivs i form av föreläsningar, räkneövningar och handledda laborationer. Laborationerna är obligatoriska.

Examination

Kunskapsredovisningen sker dels genom en skriftlig tentamen, dels genom muntlig eller skriftlig redovisning av laborationsarbetet. Vid tentamen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). På laborationsmomentet ges något av betygen Underkänd (U) eller Godkänd (G). På hela kursen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). För att bli godkänd på hela kursen krävs att samtliga prov och obligatoriska moment är godkända. Betyget utgör en sammanfattande bedömning av resultaten vid examinationens olika delar och sätts först när alla obligatoriska moment är godkända. Den som godkänts i ett prov får ej undergå förnyat prov för högre betyg. En student som utan godkänt resultat har genomgått två prov för en kurs eller en del av en kurs, har rätt att få en annan examinator utsedd, om inte särskilda skäl talar emot det (HF 6 kap. 22 §). Begäran om ny examinator ställs till prefekten för Institutionen för fysik. TILLGODORÄKNANDE Tillgodoräknande prövas individuellt.

Litteratur

  • Giltig från: 2016 vecka 23

    Läsperiod 1 (UMU-53008, UMU-A5362) Fysik

    Bentley John P.
    Principles of measurement systems
    4. ed. : Harlow : Pearson Prentice Hall : 2005 : xiv, 528 s. :
    ISBN: 0-13-043028-5
    Se bibliotekets söktjänst

    Laborationsinstruktioner

    Läsperiod 2 (UMU-53021, UMU-A5363) Teknisk fysik

    Bengtsson Lars
    Elektriska mätsystem och mätmetoder
    1. uppl. : Lund : Studentlitteratur : 2012 : 645 s. :
    ISBN: 978-91-44-08068-0
    Se bibliotekets söktjänst

    Alternativt den engelska e-boken, notera dock att denna INTE kan tas med på tentamen.

    Bengtsson Lars
    Electrical Measurement systems and methods [Elektronisk resurs]
    Studentlitteratur AB : 2014 : 0 s. :
    ISBN: 9789144103884-
    Se bibliotekets söktjänst

    Laborationsinstruktioner

  • Giltig från: 2016 vecka 22

    Läsperiod 1 (UMU-53008) Fysik

    Bentley John P.
    Principles of measurement systems
    4. ed. : Harlow : Pearson Prentice Hall : 2005 : xiv, 528 s. :
    ISBN: 0-13-043028-5
    Se bibliotekets söktjänst

    Laborationsinstruktioner

    Läsperiod 2 (UMU-53021) Teknisk fysik

    Bengtsson Lars
    Elektriska mätsystem och mätmetoder
    1. uppl. : Lund : Studentlitteratur : 2012 : 645 s. :
    ISBN: 978-91-44-08068-0
    Se bibliotekets söktjänst

    Alternativt den engelska e-boken:

    Bengtsson Lars
    Electrical Measurement systems and methods [Elektronisk resurs]
    Studentlitteratur AB : 2014 : 0 s. :
    ISBN: 9789144103884-
    Se bibliotekets söktjänst

    Laborationsinstruktioner

  • Giltig från: 2012 vecka 19

    Bentley John P.
    Principles of measurement systems
    4. ed. : Harlow : Pearson Prentice Hall : 2005 : xiv, 528 s. :
    ISBN: 0-13-043028-5
    Se bibliotekets söktjänst

    Laborationsinstruktioner.

  • Giltig från: 2011 vecka 37

    I första hand

    Bentley John P.
    Principles of measurement systems
    4. ed. : Harlow : Pearson Prentice Hall : 2005 : xiv, 528 s. :
    ISBN: 0-13-043028-5
    Se bibliotekets söktjänst

    Tillåtet alternativ

    Bengtsson Lars
    Elektriska mätsystem och mätmetoder
    2., [rev. och utök.] uppl. : Lund : Studentlitteratur : 2003 : [16], 509 s. :
    ISBN: 91-44-02903-9 (inb.)
    Se bibliotekets söktjänst

    Laborationsinstruktioner.

  • Giltig från: 2011 vecka 27

    I första hand

    Bentley John P.
    Principles of measurement systems
    3. ed. : Harlow : Longman Scientific & Technical ;a New York :b Wiley : & Technical ;a New York :b Wiley,c 1995 : xi, 468 s. :
    ISBN: 0-582-23779-3 (Longman)
    Obligatorisk
    Se bibliotekets söktjänst

    Tillåtet alternativ

    Bengtsson Lars
    Elektriska mätsystem och mätmetoder
    2., [rev. och utök.] uppl. : Lund : Studentlitteratur : 2003 : [16], 509 s. :
    ISBN: 91-44-02903-9 (inb.)
    Obligatorisk
    Se bibliotekets söktjänst

    Laborationsinstruktioner.