- Nazwa przedmiotu:
- Pomiary wielkości dynamicznych
- Koordynator przedmiotu:
- dr inż. Piotr Deuszkiewicz
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Mechatronika Pojazdów i Maszyn Roboczych
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- 1150-MT000-IZP-0216
- Semestr nominalny:
- 4 / rok ak. 2018/2019
- Liczba punktów ECTS:
- 2
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
-  1) Liczba godzin kontaktowych – 23 godz., w tym:
a) wykład – 20 godz.;
b) konsultacje– 1 godz.;
c) egzamin – 2 godz.;
2) Praca własna studenta – 30 godzin, w tym:
a) 5 godz. – bieżące przygotowanie studenta do wykładu,
b) 15 godz. – studia literaturowe,
c) 10 godz. – przygotowanie do egzaminu.
3) RAZEM – 53 godz.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 1 punkt ECTS – liczba godzin kontaktowych – 23 godz., w tym:
a) wykład – 16 godz.;
b) konsultacje – 5 godz.;
c) egzamin – 2 godz.;
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- -
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
- 
            
                - Wykład16h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
 
- Wymagania wstępne:
- Podstawowe wiadomości z przedmiotów: Analiza I i II, Algebra oraz mechanika, a w szczególności: Zbiory, funkcje, pochodne funkcji, całki nieoznaczone, liczby zespolone i trygonometria.
- Limit liczby studentów:
- Zgodnie z zarządzeniem Rektora
- Cel przedmiotu:
- Uzyskanie wiedzy o metodach i technikach pomiarów wielkości dynamicznych występujących w budowie maszyn oraz podstawowej wiedzy o metodach i technikach analizy i przetwarzania sygnałów. Poznanie metod analizy sygnałów w zakresie niezbędnym do zrozumienia przedmiotów aplikacyjnych (np. Diagnostyka maszyn, Minimalizacja drgań i hałasu, itp.). Uzyskanie umiejętności dokonywania selekcji przydatnych informacji o obserwowanym systemie dynamicznym dla realizacji określonego zadania (diagnostyka, ocena normowa, identyfikacja modelu itp.) i na tej podstawie dobranie właściwej metody przetwarzania sygnału.
- Treści kształcenia:
- 1.	Pojęcia podstawowe: definicja pomiaru, definicja pomiaru wielkości dynamicznej; Zapis matematyczny definicji podstawowych: pojęcie metryki, normy, miary, przestrzeni metrycznej; Przykłady metryk.
2.	System pomiarowy: rejestracja jako przekaz informacji, tor pomiarowy jako przetwarzanie informacji, zmiana nośnika informacji; Przetworniki pomiarowe: przyspieszenia, prędkości i przemieszczenia, ciśnienia akustycznego, temperatury, odkształcenia itp.
3.	Ogólna charakterystyka toru pomiarowego, postulat liniowości; Opis toru pomiarowego od przetwornika do systemu analizującego; Wnioskowanie na podstawie pomiarów pośrednich; Skalowanie toru pomiarowego; Skale funkcyjne, względna skala logarytmiczna (dB).
4.	Losowość uzyskiwanych informacji: elementy podstawowych definicji procesów losowych i ich właściwości – przykład poglądowy.
5.	Klasyfikacja sygnałów obserwowanych: sygnały zdeterminowane-losowe, sygnały okresowe-nieokresowe; stacjonarne-niestacjonarne itp.; Losowość pomiaru jako element towarzyszący każdej działalności pomiarowej, pojęcie estymaty.
6.	Podstawowe charakterystyki sygnałów losowych w dziedzinie czasu: wartość średnia, wartość średniokwadratowa, wartość skuteczna, funkcje korelacji własnej i wzajemnej, odchylenie standardowe.
7.	Podstawowe charakterystyki sygnałów losowych w dziedzinie amplitudy: rozkład gęstości prawdopodobieństwa amplitud, dystrybuanta.
8.	Modele sygnałów zdeterminowanych: sygnały okresowe (harmoniczne i poliharmoniczne), sygnały nieokresowe, sygnały prawieokresowe, sygnały przejściowe (nieustalone).
9.	Wprowadzenie do analizy częstotliwościowej: szereg Fouriera (postać trygonometryczna i wykładnicza), Transformata Fouriera: prosta i odwrotna.
10.	Transformata Fouriera sygnału losowego, gęstość widmowa mocy, zależność pomiędzy gęstościami widmowymi mocy a funkcjami korelacji, twierdzenie Parsevala.
11.	„Bramkowanie” i filtracja sygnałów, pojęcie splotu funkcji, twierdzenie Borela o splocie.
12.	Filtracja sygnałów: charakterystyka filtru (odpowiedź impulsowa), opis charakterystyki w liniowej skali wartości (współczynnik wzmocnienia), opis charakterystyki w skali względnej (w decybelach), tłumienie sygnałów w pasmach zaporowych filtrów; 
13.	podział filtrów ze względu na pasmo działania, filtry pasmowe o stałej szerokości pasma i stałej względnej szerokości pasma, wykorzystanie filtrów pasmowych; charakterystyki częstotliwościowe sygnałów losowych: szum „biały” i szum „różowy”.
14.	Cyfrowe przetwarzanie sygnałów rzeczywistych: problem skończonego czasu rejestracji, próbkowanie sygnału, twierdzenie Shannona o próbkowaniu; aliasing, błędy analizy widmowej spowodowane próbkowaniem; kwantowanie amplitud sygnału;
15.	Dyskretna (DFT) i szybka (FFT) transformata Fouriera, przykłady analizy.
16.	Pomiary i analiza relacji wejście-wyjście układu, analiza koherencyjna, transmitancja układu, współczynnik wzmocnienia;
17.	 Funkcje koherencji: wpływ zakłócenia szumem sygnału wejściowego na wartości wyznaczonych transmitancji układu, wpływ zakłócenia szumem sygnału wyjściowego na wartości wyznaczonych transmitancji układu.
- Metody oceny:
- Pisemny egzamin.
- Egzamin:
- tak
- Literatura:
- 1.	Podręczniki i wykłady z Matematyki dotyczące następujących zagadnień:
	Zbiory, funkcje, pochodne funkcji, całki nieoznaczone (Analiza 1);
	Liczby zespolone (Algebra);
	Trygonometria.
2.	Podręczniki i wykłady z Mechaniki i Teorii drgań.
3.	Julius S. Bendat, Allan G. Piersol, Metody analizy i pomiaru sygnałów losowych, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1976.
4.	Richard G. Lyons, Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 2012.
5.	Edward Ozimek, Podstawy teoretyczne analizy widmowej sygnałów, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1985.
6.	Robert Randall, Frequency Analysis, Bruel & Kjaer, Copenhagen 1987.
7.	Jerzy Szabatin, Podstawy teorii sygnałów, Wydawnictwo: WKŁ, Warszawa 2007.
8.	Tomasz P.Zieliński, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Od teorii do zastosowań, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 2013.
oraz inne książki z podobnych dziedzin.
- Witryna www przedmiotu:
- -
- Uwagi:
- -
Efekty uczenia się
    Profil ogólnoakademicki - wiedza
                    - Efekt 1150-MT000-IZP-0216_W1
- Posiada wiedzę o metodach i technikach pomiarów wielkości dynamicznych występujących w budowie maszyn (przemieszczeń, prędkości, przyspieszeń, naprężeń itp.).
 Weryfikacja: Egzamin
 Powiązane efekty kierunkowe: 
                        KMchtr_W02, KMchtr_W15
 Powiązane efekty obszarowe: 
                        T1A_W01, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07, InzA_W02
- Efekt 1150-MT000-IZP-0216_W2
- Posiada podstawową wiedzę o metodach i technikach analizy i przetwarzania sygnałów.
 Weryfikacja: Egzamin
 Powiązane efekty kierunkowe: 
                        KMchtr_W15
 Powiązane efekty obszarowe: 
                        T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07, InzA_W02
- Efekt 1150-MT000-IZP-0216_W3
- Zna metody analizy sygnałów w zakresie niezbędnym do zrozumienia przedmiotów aplikacyjnych (np. Diagnostyka maszyn, Minimalizacja drgań i hałasu, itp.).
 Weryfikacja: Egzamin
 Powiązane efekty kierunkowe: 
                        KMchtr_W09, KMchtr_W15, KMchtr_W20
 Powiązane efekty obszarowe: 
                        T1A_W06, T1A_W08, InzA_W03, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07, InzA_W02, T1A_W06
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
                    - Efekt 1150-MT000-IZP-0216_U1
- Potrafi dokonać selekcji przydatnych informacji o obserwowanym systemie dynamicznym dla realizacji określonego zadania (diagnostyka, ocena normowa, identyfikacja modelu itp.) i na tej podstawie dobrać właściwe metody przetwarzania sygnału.
 Weryfikacja: Egzamin
 Powiązane efekty kierunkowe: 
                        KMchtr_U01, KMchtr_U06, KMchtr_U08, KMchtr_U11, KMChtr_U16
 Powiązane efekty obszarowe: 
                        T1A_U01, T1A_U05, T1A_U08, T1A_U09, InzA_U01, T1A_U08, T1A_U09, InzA_U01, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U10
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
                    - Efekt 1150-MT000-IZP-0216_K1
- Potrafi określić i zbadać wpływ oddziaływania maszyn i urządzeń na otoczenie człowieka i środowisko naturalne 
 Weryfikacja: Egzamin
 Powiązane efekty kierunkowe: 
                        KMchtr_K02, KMchtr_K05
 Powiązane efekty obszarowe: 
                        T1A_K02, InzA_K01, T1A_K06, InzA_K02