Modern méréstechnika interdiszciplináris alkalmazásokkal

Tematika/tételsor

  1. Mérőműszerek felépítése, osztályozása. Analóg és digitális műszerkomponensek, műszerek tulajdonságai, hibái, a hibák okai. Analóg és digitális elemek feladatai
  2. Példák modern műszerek felépítésére, a műszerek főbb funkcionális egységei. Laboratóriumi, orvosi műszerpéldák.
  3. Műszerhibák okai és a pontosságra gyakorolt hatás. Statikus, dinamikus hibák, zaj. Az analóg komponensek tipikus hibái.
  4. A digitális komponensek tipikus hibái. Integrális és differenciális nemlinearitás, kvantálási zaj, fizikai zaj A/D konverterekben. Effektív és zajmentes felbontás, a zaj csökkentésének lehetőségei.
  5. Mintavételezéses mérés, mintavételi tétel. A mintavételi tétel megsértésének következményi. Anti-aliasing szűrés, szűrőfajták. A digitális oszcilloszkóp néhány speciális méréstechnikai funkciója.
  6. Mintavételezett jelek spektrális analízise. DFT és tulajdonságai, FFT. Spektrális jellemzők számítása. Ablakfüggvények alkalamzása.
  7. A diszkrét jelek spektrális analízisének alkalmazásai. Nemegyenletesen mintavételezett jelek analízise. Időfüggő spektrális analízis, wavelet-transzformáció. A diszkrét Hilbert-transzformáció és alakalmazási lehetőségei.
  8. Az analóg és digitális szűrési elvek alapjai. Elsőfokú analóg szűrő digitális megvalósítása differenciálegyenlet alapján. Mozgóátlag és sinc szűrők.
  9. FIR és IIR szűrők. A szűrők tulajdonságai, származtatási elvek. Dekonvolúciós és optimális szűrők, IIR szűrők és a z-transzformáció kapcsolata.
  10. A digitális jelszintézis alapjai, jelgenerálási elvek. A rekonstrukció tulajdonságai. DDS áramkörök felépítése és működése, típusválasztéka. Anti-imaging szűrés, sin(x)/x kompenzálás. Néhány alkalmazási példa.
  11. Chopper és lockin méréstechnika. A moduláció, szinkron demoduláció és tulajdonságai. Lockin erősítők, az SR830 digitális lockin erősítő felépítése. Alkalmazási példák.
  12. Szenzorok. Hőmérsékletmérés termoelemekkel, Pt100 és termisztor érzékelőkkel. Tipikus mérési módszerek, hidegpontkompenzálás, négypontos mérés. Integrált hőmérsékletérzékelők.
  13. Nyomás- és gyorsulásszenzorok, giroszkópok. Működési elv, tulajdonságok, típusválaszték.
  14. Egyéb szenzorok. Optikai érzékelők. Fotodiódák, jelkondicionálás, CCD méréstechnikai alapok. Relatív páratartalom, pH érték, gázkoncentráció mérése. ’Fluctuation enhanced sensing’ (FES)
  15. Aktuátorok. DC motorok vezérlése, szelepek vezérlése. Léptetőmotorok vezérlése. Lézerdióda, Peltier-elem meghajtása, ’thermoelectric cooling’ (TEC)
  16. Célműszerek fejlesztése. Analóg és digitális építőelemek, pontossági követelmények. Analóg jelkondicionáló komponensek, analóg s digitális jeleket kezelő intergált áramkörök
  17. Vezérlők, kijelzők, interfésztípusok. Galvanikus leválasztás, optikai jelátvitel.

Az előadás anyaga

Példaszoftverek

Referenciák, segédanyagok