TEORETICKÁ ČÁST TEORETICKÁ ČÁST PŘEDMĚTU FYZIKÁLNÍ PŘEDMĚTU FYZIKÁLNÍ

MĚŘENÍ – ÚVOD MĚŘENÍ – ÚVOD (KOMBINOVANÉ STUDIUM)(KOMBINOVANÉ STUDIUM)

Mgr. Radim UhlářMgr. Radim Uhlářrradim.uhlaradim.uhlar@vsb.cz@vsb.cz

Poruba, A952, kl. 4481Poruba, A952, kl. 4481www.uhlvyuka.webz.czwww.uhlvyuka.webz.cz

Podmínky udělení zápočtuPodmínky udělení zápočtu- viz if.vsb.cz -- viz if.vsb.cz -> studium -> FBI ->> studium -> FBI ->

fyfyzikálních předmětů -zikálních předmětů -> Fyzik> Fyzikální měřeníální měření(prez.) -(prez.) ->> Harmonogram výuky předmětu Harmonogram výuky předmětu FYZIKÁLNÍ MĚŘENÍFYZIKÁLNÍ MĚŘENÍ

Konkretizace podmínek udělení zápočtu a Konkretizace podmínek udělení zápočtu a bodů:bodů:

1) Každý posluchač odměří čtyři laboratorní 1) Každý posluchač odměří čtyři laboratorní úlohy a odevzdá úlohy a odevzdá za sebeza sebe čtyři jim čtyři jim odpovídající protokoly v požadované odpovídající protokoly v požadované kvalitě s relevantními výsledky v termínech kvalitě s relevantními výsledky v termínech konání závěrečného testu.konání závěrečného testu.

2)2) Za jeden protokol maximálně 20 bodů.Za jeden protokol maximálně 20 bodů.3)3) Získání minimálně 51 bodů.Získání minimálně 51 bodů.6)6) Úspěšné absolvování písemného testu, Úspěšné absolvování písemného testu,

tzn. minimálně deset bodů z dvaceti. tzn. minimálně deset bodů z dvaceti. Test je možně jednou opravit. Test je možně jednou opravit.

7)7) Vrácení určitého protokolu k Vrácení určitého protokolu k přepracování poprvé – odečet 4 b., přepracování poprvé – odečet 4 b., podruhé – odečet 8 b., potřetí – odečet podruhé – odečet 8 b., potřetí – odečet 12 b. atd.12 b. atd.

Vzor testu a tato prezentace vizVzor testu a tato prezentace viz www.uhlvyuka.webz.czwww.uhlvyuka.webz.cz

nebo if.vsb.cznebo if.vsb.cz ......

LogickLogické schéma experimentální é schéma experimentální prácepráce

Zásady: Zásady:

LOGIKA LOGIKA

SROZUMITELNOSTSROZUMITELNOST

ÚPLNOSTÚPLNOST

Etapy procesu měření fyzikálních veličin se Etapy procesu měření fyzikálních veličin se shodují s etapami jakékoli experimentální shodují s etapami jakékoli experimentální činnosti:činnosti:

Projekt měřeníProjekt měření

a) Formulace problémua) Formulace problému

Jednoznačnost, úplnost, obsahuje Jednoznačnost, úplnost, obsahuje požadavky na kvalitu měření.požadavky na kvalitu měření.

b) Všeobecný rozborb) Všeobecný rozbor

- rešerše odborné literatury apod.- rešerše odborné literatury apod.

c) Teoretická odvození a rozboryc) Teoretická odvození a rozbory

- odvození potřebných vztahů, uvedení - odvození potřebných vztahů, uvedení podmínek, za nichž platípodmínek, za nichž platí

Pozn. Měřená veličina může záviset na Pozn. Měřená veličina může záviset na různých souborech dílčích veličin, výběr různých souborech dílčích veličin, výběr vztahu závisí na mnoha faktorech vztahu závisí na mnoha faktorech (obtížnost měření dílčích veličin, (obtížnost měření dílčích veličin, dosažitelná přesnost měření, přístrojové dosažitelná přesnost měření, přístrojové vybavení)vybavení)

d) Rozbor a optimalizace nejistotd) Rozbor a optimalizace nejistot

e) Vypracování metodiky měřeníe) Vypracování metodiky měření

Realizace experimentuRealizace experimentu

a) Fyzická příprava experimentua) Fyzická příprava experimentu

- kalibrace měřidel, sestavení aparatury a - kalibrace měřidel, sestavení aparatury a ověření její funkčnosti, zajištění ověření její funkčnosti, zajištění stabilních vnějších podmínek např. stabilních vnějších podmínek např. termostatem, zápis evidenčních případně termostatem, zápis evidenčních případně výrobních čísel měřidel apod.výrobních čísel měřidel apod.

b) Vlastní měřeníb) Vlastní měření- výběr vhodných rozsahů, sledování výběr vhodných rozsahů, sledování

relevantních podmínek, zápis hodnot relevantních podmínek, zápis hodnot měřené veličinyměřené veličiny

c) Matematické zpracování výsledků měřeníc) Matematické zpracování výsledků měření- Soubor výsledků a zhodnocení Soubor výsledků a zhodnocení

experimentu, případně komentářeexperimentu, případně komentáře

Protokol z měřeníProtokol z měření

ZáhlavíZáhlaví (viz if.vsb.cz - (viz if.vsb.cz -> studium -> FBI ->> studium -> FBI ->fyfyzikálních předmětů -zikálních předmětů -> Fyzik> Fyzikální měřeníální měření(prez.) -(prez.) ->> záhlaví protokolu záhlaví protokoluAnotaceAnotace – stručná charakteristika práce v – stručná charakteristika práce v rozsahu několika řádků, zpracovává se rozsahu několika řádků, zpracovává se nakonecnakonecSeznam symbolů a označeníSeznam symbolů a označení - uvedení - uvedení jejich významujejich významu, pozn.: jen nově zavedené, , pozn.: jen nově zavedené, nevysvětlené v původním návodunevysvětlené v původním návoduCíle měřeníCíle měření

Měřicí prostředkyMěřicí prostředky

Kompendium teorieKompendium teorie

Pokyny k vlastnímu měřeníPokyny k vlastnímu měření

Matematické zpracování výsledků Matematické zpracování výsledků měřeníměření

-- tabulky naměřených hodnottabulky naměřených hodnot

-- výpočet měřené veličiny a příslušných výpočet měřené veličiny a příslušných nejistotnejistot (absolutní a relativní) (absolutní a relativní)

Soubor výsledků a zhodnocení Soubor výsledků a zhodnocení experimentuexperimentu

- absolutní a relativní nejistotu výsledku absolutní a relativní nejistotu výsledku měření všech veličin!!měření všech veličin!!

- jednotkyjednotky- relevantní podmínky a skutečnosti mající relevantní podmínky a skutečnosti mající

na výsledek měření odůvodněně vlivna výsledek měření odůvodněně vliv- Použít dohodnutý zápis výsledku měření Použít dohodnutý zápis výsledku měření

ve tvaru hodnota ve tvaru hodnota ±± nejistota nejistota

- určit v procentech, je-li to možné, odchylku určit v procentech, je-li to možné, odchylku naměřené hodnoty od tabulkové (viz naměřené hodnoty od tabulkové (viz tabulky fyzikálních veličin, např. Brož, J., tabulky fyzikálních veličin, např. Brož, J., Roskovec, V., Roskovec, V., && Valouch, M. Valouch, M. F Fyzikální a yzikální a matematické tabulky, SNTL, Praha, matematické tabulky, SNTL, Praha, 1980.),1980.),

- zhodnocení, zda byly splněny požadavky zhodnocení, zda byly splněny požadavky zadání experimentuzadání experimentu (relativní nejistota resp. (relativní nejistota resp. odchylka od tabulkové hodnoty do 5%)odchylka od tabulkové hodnoty do 5%). .

Referenční seznamReferenční seznam- např. např. http://if.vsb.cz/http://if.vsb.cz/ - Návody k předmětu - Návody k předmětu

Fyzikální měření pro fakultu FBIFyzikální měření pro fakultu FBI

Kopečný, J., Mádr, V., Pištora, J., Fojtek, Kopečný, J., Mádr, V., Pištora, J., Fojtek, A., A., && Foukal, J. Foukal, J. F Fyzikální měření, VŠB-TU, yzikální měření, VŠB-TU, Ostrava, 1999.Ostrava, 1999.

PřílohyPřílohy

- Grafy- Grafy

Metrologické pojmyMetrologické pojmy

-- Měření je empirická činnost, jejímž Měření je empirická činnost, jejímž výsledkem je určení hodnoty nějaké výsledkem je určení hodnoty nějaké veličiny.veličiny.

-- Metrologie je vědní a technický obor Metrologie je vědní a technický obor zabývající se měřením. Zahrnuje veškeré zabývající se měřením. Zahrnuje veškeré poznatky týkající se měření, jejich poznatky týkající se měření, jejich praktického provádění a hodnocení jejich praktického provádění a hodnocení jejich výsledků. V užším slova smyslu zajišťuje výsledků. V užším slova smyslu zajišťuje jednotnost, správnost a přesnost měření. jednotnost, správnost a přesnost měření.

- Měřicí prostředek je každé zařízení používané Měřicí prostředek je každé zařízení používané k měření. Jsou jimik měření. Jsou jimi

a)a) měřidla – technický prostředek nebo zařízení měřidla – technický prostředek nebo zařízení určené k provádění měření; rozlišujeme určené k provádění měření; rozlišujeme

(i)(i) míry – měřidla, které při použití reprodukují míry – měřidla, které při použití reprodukují trvale jednu nebo několik určených hodnot trvale jednu nebo několik určených hodnot dané veličiny, při měření se žádná součást dané veličiny, při měření se žádná součást měřidel nepohybujeměřidel nepohybuje

(ii)(ii) měřicí přístroje – měřidla, u nichž se alespoň měřicí přístroje – měřidla, u nichž se alespoň jedna součást během měření funkčně jedna součást během měření funkčně pohybuje nebo mění svůj stavpohybuje nebo mění svůj stav

b)b) měřicí zařízení – doplňují měřidla, např. měřicí zařízení – doplňují měřidla, např. vypínače, přívodní vodiče, svorky apod.vypínače, přívodní vodiče, svorky apod.

- Kalibrace je soubor úkonů, které Kalibrace je soubor úkonů, které poskytují za určitých podmínek závislost poskytují za určitých podmínek závislost mezi hodnotami indikovanými měřidlem mezi hodnotami indikovanými měřidlem a mezi známými hodnotami měřené a mezi známými hodnotami měřené veličiny reprezentované etalonem veličiny reprezentované etalonem patřičného řádu.patřičného řádu.

- Etalon je měřidlo určené k definování, Etalon je měřidlo určené k definování, uchovávání a reprodukci určité jednotky uchovávání a reprodukci určité jednotky fyzikální veličiny.fyzikální veličiny.

Normy týkající se hodnocení kvality Normy týkající se hodnocení kvality výsledku měřenívýsledku měření

-- ČSN P ENV 13005 (014109)ČSN P ENV 13005 (014109)

Pokyn pro vyjádření nejistoty měřeníPokyn pro vyjádření nejistoty měření

-- Taylor, B. N., Taylor, B. N., & & Kuyatt, C. E. (1994). Kuyatt, C. E. (1994). Guidelines for Evaluating and Guidelines for Evaluating and Expressing the Uncertainty of NIST Expressing the Uncertainty of NIST Measurement ResultsMeasurement Results, NIST Technical , NIST Technical Note, National Institute of Standards Note, National Institute of Standards and Technology, Washington.and Technology, Washington.

- Guide to the Expression of Uncertainty of Guide to the Expression of Uncertainty of Measurements, (1993). ISO, Geneva. Measurements, (1993). ISO, Geneva.

Referenční seznamReferenční seznam

Kopečný, J., Mádr, V., Pištora, J., Fojtek, A., Kopečný, J., Mádr, V., Pištora, J., Fojtek, A., && Foukal, J. Foukal, J. (1999). (1999). FFyzikální měření, yzikální měření, VŠB-TU, Ostrava.VŠB-TU, Ostrava.

Mechlová, E., Košťál, K. et al. (1999). Mechlová, E., Košťál, K. et al. (1999). Výkladový slovník fyziky pro základní Výkladový slovník fyziky pro základní vysokoškolský kurz. Prometheus, Praha.vysokoškolský kurz. Prometheus, Praha.