Tájékoztatás & Bevezetés

Az előadások a következő témára: "Tájékoztatás & Bevezetés"— Előadás másolata:

1 Tájékoztatás & Bevezetés
Mérés és adatgyűjtés Tájékoztatás & Bevezetés Mingesz Róbert 2014. február 13.

2 Tartalom Tájékoztató a kurzusról Követelmények Bevezetés
SI mértékegységrendszer

3 Tájékoztató

4 Honlap http://www.inf.u-szeged.hu/~mingesz/Education/MA/ tájékoztató
ppt-k házi feladatok vizsga anyagok friss irodalomjegyzék

5 Tematika – alapok Méréselmélet alapjai Mértékegységek használata
Valószínűségszámítás és statisztika Mérési hibák, mérési hibák kezelése

6 Tematika – műszerek Jelek mintavételezése A/D és D/A konverzió
Műszerek felépítése és használatuk

7 Tematika – alkalmazások
Szenzorok és aktuátorok Műszerek programozása, mérőszoftverek

8 Laboratóriumi gyakorlat (ősz)
LabVIEW fejlesztőkörnyezet megismerése Mérőszoftverek készítése Műszerek használata Mérések, eredmények kiértékelése

9 Ajánlott irodalom Gerzson Miklós: „Méréselmélet”, 2011, Typotex Kiadó, Tankönyvtár Kemény Sándor, Deák András: „Mérések tervezése és eredményeik értékelése”, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1990. Schnell László szerk.: „Jelek és rendszerek méréstechnikája”, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1985. Analog Devices: „The Data Conversion Handbook” ... további irodalom a honlapon ...

10 Hallgatói értékelések

11 Gyakorlat és több esettanulmány (legalább egy mindenki szorgalmára bízott letölthető pdf-ben közzétett) nélkül az elmélet túl egyhangú és zavaros. Több gyakorlati példa és esettanulmány lesz

12 Követelmények

13 Értékelés: pontozás alapján
Házi feladatok (20 p) Pluszpontok Vizsga (2x40 p) Szóbeli vizsga 2 tétel

14 Tájékoztató ponthatárok
Jegy 50-59 2 60-74 3 75-89 4 90-∞ 5 A 90 pont felett elért pontmennyiség hozzáadódik a gyakorlat első jegyzőkönyvének pontszámához

15 Minimum követelmények
Szorgalmi időszak: min 10 p (vizsga feltétele) Mindkét tétel: min 20 p / tétel Összesen legalább 50 p

16 Vizsga – Szóbeli 2x40 pont Felkészülés: 40 perc Felelet: 15-20 perc
Tétel Tétel anyaga Kapcsolódás a többi anyaghoz Egyedi kérdés/feladat a tételhez kapcsolódóan Szóbeli kérdések

17 Pluszpontok Órai munka (<30 p) Órákon való részvétel
11-12 alkalom: + 2 p 13- alkalom: + 4 p Hibák jelzése (<30 p) Egyéni pluszfeladatok (<30 p)

18 Pontlevonások Jelenléti ívvel való visszaélés: Házi feladat másolása:
-1 pont / alkalom Házi feladat másolása: 0 pont a házira - 5 pont Vizsgán nem megengedett eszköz használata: Elégtelen vizsga

19 Reklamáció Minél hamarabb Legfeljebb UV időszak végéig
Beadott anyagok megőrzése: UV időszak végéig

20 Pontszám követése Google drive táblázat
Ha valaki nem szeretné, hogy ott megjelenjen az aktuális eredménye, időben szóljon!

21 Bevezetés

22 Mérések a világban Háztartások Közlekedés Kereskedelem
Biztonságtechnika Egészségügy Gyártás Tudomány

23 A mérés szerepe a tudományban
Tudományos megismerés Valóságra vonatkozó új ismeretek Ismeretek alkalmazása Hipotézisek + elméletek Empirikus megismerés (mérések): Elméletek ellenőrzése Konkrét paraméterek megállapítása

24 Mérés szerepe az iparban
Gyártásirányítás Folyamatelemzés, folyamatirányítás Minőségbiztosítás Nyersanyag, késztermék ellenőrzése Gyártási biztonság Emberek, létesítmény, környezet biztonsága Gyártásszervezés Darabszám, minőség

25 Mérések megbízhatósága
Mérési hibák, véges pontosság Mérési eljárás megbízhatósága Elméletek, modellek megbízhatósága

26 A mért jellemzők leképezése egy szimbólumhalmazra
A mérés definíciója I. A mért jellemzők leképezése egy szimbólumhalmazra Alma színe → piros Ember magassága → 195 cm

27 A mérés definíciója II. Egy mennyiség nagyságának jellemzése a választott mértékegységben jellemzett számmértékkel Mennyiség = számmérték ∙ mértékegység Magasság = 1,65 ∙ m

28 A mérés definíciója III.
Egy ismeretlen mennyiség egy ismert állandónak gondolt mennyiséggel való összehasonlítása Ez az állandó (etalon) rendelkezésre kell álljon Közvetlen / közvetett összehasonlítás

29 Metrológiai alapfogalmak
Mérhető mennyiség Mennyiségrendszer Alapmennyiség Származtatott mennyiség Mennyiség dimenziója Egység dimenziójú mennyiség Mértékegység Mértékegységrendszer Alapegység Származtatott egység Koherens mértékegység Koherens mértékegységrendszer Mennyiség értéke Mérőszám Egyezményes skála / referencia-skála

30 Törvényi háttér Európai Uniós szabályozás: Mérőeszköz Irányelv (MID) október 30. Jogi szabályozás Magyarországon 1991. évi XLV. Törvény a mérésügyről 127/1991. (X.9.) Kormányrendelet Mérésügyi szervezet: Magyar Kereskedelmi Engedélyezési Hivatal (MKEH) Metrológiai Főosztály

31 SI mértékegységrendszer

32 Mértékegység hiba

33 Mars Climate Orbiter 655 000 000 $ (144 000 000 000 Ft)
Metrikus vs Birodalmi egységek

34 Egységrendszerek i. e. 4. évezred
Egyiptom, Mezopotámia: hossz, tömeg, idő Tradicionális egységek: Emberi test a mérték Megfelelő etalonok

35 Etalonok Mérések során erre vezetjük vissza a mért mennyiséget
Szempontok: Pontosság Reprodukálhatóság Könnyű elérhetőség Elméleti alátámasztás

36 Metrikus rendszer Francia forradalom (1791.) Méter: Gramm:
A Párizson áthaladó délkör negyvenmilliomod része Gramm: 1 cm3 víz tömege az olvadó jég hőmérsékletén Népszerűsítés: világkiállítások

37 Metrikus rendszer Méteregyezmény (1875.) MKS rendszer (1889.)
CGS mértékegységrendszer MKS rendszer (1889.) méter, kilogramm, másodperc MKSA rendszer (1946.) amper SI Nemzetközi egységrendszer (1960.)

38 Ahol nem az SI-t használják
Kivételek: Burma, Libéria, USA

39 Az SI alapegységei

40 Másodperc (s) Korábbi def.: ℎν=∆𝐸
az trópusi év 1/ ,9747 része ℎν=∆𝐸 cézium-133 atom két hiperfinom energiaszintje közötti átmenetnek megfelelő sugárzás periódusának időtartama

41 Méter (m) Korábban: Relativitáselmélet: a fény sebessége állandó
etalon hossza, fény hullámhossza Relativitáselmélet: a fény sebessége állandó A méter annak az útnak a hosszúsága, amelyet a fény vákuumban 1/ másodperc időtartam alatt megtesz. Mérés: hullámhosszra visszavezetve

42 Kilogramm (kg) Franciaország 90% platina, 10% irídium
Etalon másolata több országban Állandó?

43 Ampere (A) Az amper az az állandó áram,mely ha két egyenes, vákuumban levő, végtelen hosszú, egymástól párhuzamosan 1 méterre levő elhanyagolható kör keresztmetszetű vezetőn át folyik, akkor a fellépő erő méterenként 2∙ 10 −7 N.

44 Kelvin (K) A kelvin úgy definiált, hogy a víz hármaspontjánál a hőmérséklet értéke 273,16K. A hármaspontnál a víz három különböző halmazállapota egyensúlyban jelenik meg.

45 Kandela (cd) Egy kandela (cd) fényintenzitás esetén az 540∙ Hz frekvenciájú monokromatikus fény egy adott irányban egységnyi szteradián térszögbe sugárzott teljesítménye 1/683W.

46 mól (mol) Egy mól anyagmennyiség definíció szerint annyi azonos elemi részt tartalmaz, mint ahány atom található 0,012kg szén 12-es izotópban.

47 SI kiegészítő egységek
Síkszög: A radián a kör két sugara által bezárt szög, melyek a körből éppen egy sugárnyi ívet jelölnek ki. Térszög: A szteradián annak a kúpnak a térszöge, melynek a csúcsát a gömb középpontjába helyezve a gömb felületéből éppen a sugár négyzetével egyenlő területet jelöl ki a gömb felszínén.

48 Probléma: tömegegység változása

49 Javaslat új definíciókra (2014?)
Természeti állandók: Planck állandó Elemi töltés Boltzmann állandó Avogadro szám Változatlanok maradnak: m, s, cd

50 SI prefixumok Jele Szorzó Név Y 1024 yotta Z 1021 zetta E 1018 exa P
1015 peta T 1012 tera G 109 giga M 106 mega k 103 kilo h 102 dekto da / dk 101 deka Jele Szorzó Név y 10-24 yocto z 10-21 zepto a 10-18 atto f 10-15 femto p 10-12 piko n 10-9 nano µ (u) 10-6 mikro m 10-3 milli c 10-2 centi d 10-1 deci

51 Bináris prefixumok kilo: k = 1000 kibi: Ki = 1024 = 210
További prefixumok: mebi (Mi), gibi, tebi, pebi, exbi, zebi, yobi

52 SI Származtatott mértékegységek

53 Korlátozás nélkül használható egységek
Térfogat: liter (l, L) Síkszög: fok (°), ívperc, ívmásodperc Tömeg: tonna (t) Idő: perc (min), óra (h), nap (d) Sebesség: km/h Munka: Wh Hőmérséklet: °C

54 Korlátozásokkal használható egységek
Hosszúság: tengeri mérföld, csillagászati egység, parsec, fényév Terület: hektár Síkszög: gon Tömeg: atomi egység Nyomás: bar, mmHg, atm Energia: elektronvolt Teljesítmény: VA, var

55 Mértékegységek átváltása
Átváltás: hány nm 35 km? 1 km= m 1 m= nm 35 km ∙ m 1 km ∙ nm 1 m =35∙ nm 35 km =3,5∙ nm

56 Mértékegységek átváltása
Hány g/cm kg/m3 1 kg=1000 g 1 m=100 cm 2700 kg m 3 ∙ 1000 g 1 kg ∙ 1 m 100 cm 3 = =2700 kg m 3 ∙ 1000 g 1 kg ∙ 1 m cm 3 = =2,7 g c m 3

57 Számolás mértékegységekkel
Egy ellenálláson 36 V feszültsége esik, a rajta átfolyó áramerősség 12 mA. Mekkora az ellenállás? 𝑅= 𝑈 𝐼 = 36 V 12 mA =3 kΩ

58 Más mértékegységrendszerek
USA hagyományos mértékegységrendszer Hivatalos egységrendszer itt: USA A technikai életben elterjedt

59 Hosszúság hüvelyk (inch), 1” = 1 in = 2,54 cm láb (foot), 1 ft = 12 in
yard, 1 yd = 3 ft mérföld (mile), 1 mi = 1760 yd

60 Térfogat gallon, 1 gal = 3,785 l US pint, 1 pt = 473,176 ml
teáskanál (teespoon), 1 tsp = 4,928 ml

61 Tömeg uncia (ounce), 1 oz = 28,34 g font (lb), 1 lb = 16 oz
tonna (short ton), 2000 lb = 907,18 kg

62 További egységek Fahrenheit 𝐹= 9 5 𝐶+32
Kalória (Calorie), 1 cal = 4,184 J Lóerő (Horsepower), 1 HP = 746 W Nyomás: Pound per square inch, 1 psi = 6 894,7 Pa

63 Köszönöm a figyelmet ... vége ...