Lista zagadnień teoretycznych do kolokwium.
1. Układy jednostek. Układ SI. Jednostki podstawowe, pochodne i krotne. Zasada
tworzenia jednostek pochodnych, przykłady. Na czym polega spójność układu
jednostek;
2. Liczby pewne (dokładne) i liczby przybliżone. Interpretacja miejsc znaczących
i nieznaczących. Cel i zasady zaokrąglania liczb przybliżonych. Działania
arytmetyczne na liczbach przybliżonych. Zaokrąglanie wyniku w oparciu o kryterium
liczby miejsc znaczących (mnożenie, dzielenie) oraz pozycji dziesiętnej ostatniej
ujawnionej cyfry (dodawanie, odejmowanie). Wstawianie stałej fizycznej do
przeliczeń. Zaokrąglanie wyników obliczeń pośrednich.
3. Proces pomiarowy. Uogólniony proces pomiarowy i jego 4 etapy. Metody
pomiarowe. Pojęcie metody pomiarowej. Klasyfikacja metod pomiarowych
w zależności od rodzaju wielkości mierzonej i wzorca (bezpośrednie, pośrednie) oraz
sposobu porównania wielkości mierzonej z wzorcem (wychyłowe, zerowe),
przykłady.
4. Błędy i niepewności pomiaru. Pojęcie błędu pomiaru. Błędy systematyczne
i przypadkowe oraz ich cechy charakterystyczne Błąd graniczny i sposoby jego
określania (dla przyrządów analogowych i cyfrowych a także w oparciu o dokładność
odczytu z przyrządu pomiarowego). Pojęcie niepewności pomiaru. Niepewności typu
A i B i sposoby ich obliczania. Złożona niepewność standardowa. Niepewność
rozszerzona. Zasady zaokrąglania niepewności oraz zasady zapisu wyniku
i niepewności zgodne z wytycznymi GUM. Określanie niepewności pomiarów
wykonanych metodą bezpośrednia i pośrednią, prawo przenoszenia niepewności;
5. Zastosowanie statystyki matematycznej do określania niepewności pomiaru.
Pojęcie gęstości prawdopodobieństwa, funkcja dystrybuanty i jej związek
z prawdopodobieństwem. Rozkład normalny (Gaussa): właściwości i parametry
(wartość oczekiwana, odchylenie standardowe), rozkład studenta (poziom istotności,
liczba stopni swobody, wartość krytyczna). Estymacja punktowa. Estymacja
przedziałowa. Klasowanie zmiennej losowej - sprawdzenie hipotezy rozkładu
normalnego;
6. Metody opracowania wyników pomiarów. Metody tabelaryczne, graficzne,
analityczne (metoda wybranych punktów, metoda średnich, metoda najmniejszej sumy
kwadratów – cechy charakterystyczne, tok postępowania przy wykorzystaniu tych
metod, ich główne wady i zalety). Jaki jest cel i zalety analitycznego opisu wyników
pomiarów;
7. Przetworniki
pomiarowe.
Definicja
przetwornika.
Typy
przetworników.
Klasyfikacje (z uwagi na: sposób przetwarzania sygnału pomiarowego, złożoność
procesu przetwarzania, strukturę przetwarzanych wielkości fizycznych., rodzaj
wielkości fizycznej na wyjściu z przetwornika, źródło energii pomocniczej).
Omówienie budowy, zasady działania i przedstawienie charakterystyk jednego
z przetworników:
- temperatury (termoelektryczny, rezystancyjny),
- ciśnienia (piezoelektryczny, pojemnościowy),
- naprężeń/odkształceń (tensometryczny),
- częstości obrotów (indukcyjny, pneumatyczny).
Cel stosowania różnicowych układów przetworników – zalety i przykłady takich
układów;
8. Właściwości statyczne przyrządów pomiarowych. Pojęcia prostej i odwrotnej
charakterystyki statycznej. Pojęcie wzorcowania przyrządu pomiarowego, przyrząd
wzorcowany i wzorcowy, wymagania odnośnie ich dokładności. Rodzaje
charakterystyk statycznych (liniowe i nieliniowe). Parametry charakterystyki
statycznej (czułość statyczna, nieliniowość, max. niejednoznaczność względna);
9. Właściwości dynamiczne przyrządów pomiarowych. Pojęcie charakterystyki
dynamicznej. Podział przyrządów pomiarowych z uwagi na rząd równania
opisującego właściwości dynamiczne przyrządu. Pojęcia tłumienia sygnału oraz
przesunięcia fazowego. Charakterystyki amplitudowe i fazowe dla przyrządów I-
rzędu. Parametry tych charakterystyk. Pojęcie częstości granicznej. Standardowe
sygnały wymuszające (skok jednostkowy, impuls jednostkowy, wymuszenie
harmoniczne) i odpowiedzi na te sygnały dla przyrządów I rzędu;
10. Filtracja sygnału pomiarowego. Cel filtracji i jej przykłady. Rodzaje filtrów. Idealne
i rzeczywiste charakterystyki filtrów. Typowe wielkości charakterystyczne (częstość
środkowa, dolna i górna częstość graniczna, szerokość pasma)