Laboratórium 1

A tantárgy angol neve: Laboratory Exercises 1.

Adatlap utolsó módosítása: 2019. május 9.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Villamosmérnöki alapszak (BSc)

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIMIAC12   0/0/3/f 4  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Orosz György,
A tantárgy tanszéki weboldala http://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/vimiac12
4. A tantárgy előadója Villamosmérnöki kar tanszékeivel közös kiszolgálás
5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Kredit megszerzése Méréstechnika, Elektronika 1. tantárgyakból kötelező.

Kredit megszerzése Digitális technika 2. tantárgyból ajánlott.

6. Előtanulmányi rend
Kötelező:
(TargyEredmeny("BMEVIHIAB02" , "jegy" , _ ) >= 2 VAGY
TargyEredmeny("BMEVIHIA205" , "jegy" , _ ) >= 2)
ÉS
(TargyEredmeny("BMEVIMIAB01" , "jegy" , _ ) >= 2 VAGY
TargyEredmeny("BMEVIMIA206" , "jegy" , _ ) >= 2)

ÉS NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIMIA304" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény("BMEVIMIA304", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0
VAGY
TárgyEredmény( "BMEVIMIAC05" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény("BMEVIMIAC05", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

ÉS (Training.Code=("5N-A7") VAGY Training.Code=("5N-A7H") VAGY Training.Code=("5NAA7"))

A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

Ajánlott:


Tematikaütközés miatt a tárgyat csak azok vehetik fel, akik korábban nem hallgatták a következő tárgyakat:

Neptun-kód       Cím

7. A tantárgy célkitűzése

A képzés elsődleges célja a hallgatók szakmaspecifikus gyakorlati ismereteinek és készségeinek fejlesztése. Ennek érdekében a hallgatók előzetes felkészülést, és a végrehajtás során intenzív közreműködést igénylő feladatokat oldanak meg, amelynek keretében

  • ismetereteket szereznek, ill. mélyítenek el a szakmájuk szempontjából fontos anyagokra, alkatrészekre, berendezésekre és mérőeszközökre vonatkozóan,
  • elsajátítják a mérések megtervezésének, összeállításának és végrehajtásának alapvető módszereit, valamint az alaplabor eszközeinek használatát,
  • gyakorolják a mérési eredmények kiértékelési módszereit, ill. eljárásait, és megismerik a mérések dokumentálásának valamint a mérési eredmények további felhasználásának legfontosabb szabályait.
  • A megszerzett ismeretekkel és készségekkel a hallgatók képesek kell legyenek egyszerűbb elektrotechnikai, elektronikai, ill. digitális technikai problémákhoz kapcsolódó mérési feladatok önálló megtervezésére és kivitelezésére,
  • a mérési eredmények helyességének/megfelelőségének megítélésére.

A kitűzött célok megvalósulása érdekében a hallgatók az alaplaborban komplex feladatokat oldanak meg. Ezeknek egyes elemeit a mérésre történő felkészülés időszakában, másokat a laboratóriumi munka keretében, ill. ezt követően kell elvégezniük. A felkészülés időszakára esik (1) a mérési feladat elvégzéséhez szükséges elméleti alapok átismétlése, ill. elsajátítása, beleértve mind a mérendő objektumra, mind a mérési módszerre vonatkozó ismerteket, (2) a konkrét mérés megtervezése a mérendő objektum ismeretében, (3) a mérésre vonatkozó terv ellenőrzése pl. szimulációval, (4) a szükséges mérőeszközök kiválasztása, (5) a mérés feladattervének/programjának teljes, vagy részleges elkészítése. A laboratóriumi munka végeztével a munka eredményeit és tapasztalatait összegző dokumentum/jegyzőkönyv elkészítése zárja a feladatok sorát.

8. A tantárgy részletes tematikája

1. sz. mérés: Műszerkezelés

Bevezetés: A laboratórium bemutatása, a követelmények ismertetése, baleseti és tűzvédelmi oktatás. A laboratóriumban használt általános célú műszerek megismerése és használatának gyakorlása.

2. sz. mérés: Alapmérések

A laborban használt általános célú műszerek használatának és tulajdonságának további megismerése egyszerű mérési feladatok elvégzésével. A műszerek speciális funkcióinak gyakorlása példákon keresztül. Mérés bizonytalanságának meghatározása. Egyen- és váltakozó jelek mérése. Műszerek nem ideális tulajdonságainak mérése. 

3. sz. mérés: Digitális alapeszközök

A mérés alapvető célja a tárgy későbbi FPGA alapú digitális méréseihez szükséges ismeretek átadása, az azokban szereplő korszerű tervezési és vizsgálati eszközök, módszerek első bemutatása.

4. sz. mérés: Jelanalízis I.

A mérés során a hallgatók megismerkednek a jelek Fourier-transzformációval történő vizsgálatával, összehasonlítják az idő- és frekvenciatartománybeli leírást, mérési módszert sajátítanak el a Bode-diagram meghatározására, példákat látnak a méréstechnika gyakorlati alkalmazására és a spektrumanalízis mint mérnöki gyakorlatban fontos eszköz használatára.

5. sz. mérés: Jelanalízis II.

A mérés során a hallgatók feladatokat oldanak meg a következő témakörökben: az idő- és fázismérés, a lineáris hálózatok frekvenciafüggő átvitele és ennek elemzése időtartományban, jelterjedés elosztott paraméterű rendszereken (Time Domain Reflectometry), és hibadiagnosztikai feladatok megoldását időfüggvények elemzésével.

6. sz. mérés: Kétpólusok vizsgálata

A mérés célja, hogy az áramkörépítésben előforduló alkatrészek mérésével a hallgatók tájékozódjanak az RLC elemek nem ideális tulajdonságairól, összetett kétpólusok mérése során megismerjék azok erősen frekvenciafüggő viselkedését, és meghatározzák a leíró paramétereket, a mérések során tanulmányozzák az alkalmazott módszerek tulajdonságait és korlátjait.

7. sz. mérés: Négypólusok vizsgálata

A mérés célja a korábban megszerzett elméleti ismeretek gyakorlati vonatkozásainak bemutatása a modellalkotás, az impedanciamérés és a mágneses jellemzők mérése témakörökben, elsősorban anyagvizsgálati, paraméter-identifikációs feladatokhoz, ill. in-circuit mérésekhez kapcsolódóan.

8. sz. mérés: Aktív elektronikus eszközök vizsgálata

A mérés célja különböző diszkrét félvezető eszközök (bipoláris és térvezérlésű tranzisztorok, dióda) vizsgálata: karakterisztikájuk, kisjelű paramétereik és dinamikus tulajdonságaik mérése. A mérendő eszközök fizikai tulajdonságainak megismertetése mellett fontos célkitűzés a mérések elvégzésére szolgáló mérési eljárások, ill. mérési összeállítások és célműszerek, bemutatása, ill. gyakorlása.

9. sz. mérés: Logikai áramkörök vizsgálata

A mérés célja a TTL és CMOS integrált áramkörök tulajdonságainak vizsgálata és ellenőrzése méréssel, továbbá a műszeres (oszcilloszkópos) mérések (pl. trigger feltételek, X-Y mód...) gyakorlása és ismeretbővítés a digitális integrált áramkörök alkalmazása terén.

10. sz. mérés: Sorrendi hálózat vizsgálata

A mérés célkitűzése a sorrendi hálózatokkal kapcsolatos ismeretek és funkcionális elemekkel tervezés elmélyítése és gyakorlati vonatkozásainak bemutatása, ismerkedés a CAD-rendszerrel való logikai tervezés alapjaival, készség szerzése egyszerű logikai hálózatok tervezésében, szimulálásában, bemérésében.

11. sz. mérés: Programozható perifériák mérése

A mérés célja, hogy a gyakorlatban bemutassa komplex digitális áramkörök alkalmazását vezérlési és kommunikációs célokra, a vezérlőegység működésének demonstrálásával, gyakoroltassa számítógépes tervező-fejlesztő környezet használatát.

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Laboratórium
10. Követelmények

a. A szorgalmi időszakban:

(1) A 8. pontban felsorolt mérési feladatok eredményes teljesítése előírt órarendi időpontokban. Az eredményes teljesítéshez előzetes felkészülés, a mérések során aktív közreműködés és a mérés megfelelő szintű dokumentálása tartozik.

  • Otthoni felkészülés: Az előzetes felkészülést a mérésvezető a mérés elején ellenőrzi. Elégtelen felkészülés esetén a mérés nem végezhető el, a mérést a pótlási lehetőségek szabályai szerint meg kell ismételni.  A mérésre házi feladat készítendő. A házi feladat el nem készítése nem eredményez automatikusan pótlást, de színvonala beszámít a mérésre kapott osztályzatba.
  • Osztályzattal nem értékelt mérések: Az 1-3. mérések bevezető-felkészítő jellegűek, ezért az ezek keretében folyó hallgatói munkát osztályzattal nem értékeljük, de elégtelen teljesítés esetén a mérést a pótlási lehetőségek szabályai szerint meg kell ismételni.
  • Osztályzattal értékelt mérések (m): A 4-11. mérések esetén a végzett munkát a mérésvezető – minden hallgató esetében külön-külön – osztályzattal értékeli, amely a hallgató felkészültségét, a mérés során végzett munkájának színvonalát, és a mérőcsoport közös mérési jegyzőkönyvének minőségét veszi figyelembe. Elégtelen osztályzat esetén a mérést a pótlási lehetőségek szabályai szerint meg kell ismételni.

(2) Az ellenőrző mérés eredményes teljesítése. Az ellenőrző mérésre a szorgalmi időszak végén, előírt időpontban kerül sor.

  • Gyakorlati rész (gy): Ennek keretében a hallgató abban a laboratóriumban, ahol a gyakorlatokat is végezte, az elvégzett 11 mérés anyagából egy gyakorlati feladatot kap, amelyet adott idő alatt el kell végeznie, arról rövid jegyzőkönyvet kell készítenie. A mérésvezető a mérés végén ellenőrző kérdéseket tesz fel, és a munka színvonala, a mérési jegyzőkönyv tartalma, valamint a kérdésekre adott válasz alapján osztályzatot ad.

(3) A zárthelyi dolgozat eredményes megírása. A zárthelyi dolgozat megírására a szorgalmi időszak végén, előírt időpontban kerül sor. Az ellenőrző mérésen csak az vehet részt, aki mind a 11 gyakorlatot eredményesen teljesítette.

  • Zárthelyi dolgozat (zh): A ZH alkalmával olyan feladatokat kell megoldani, amelyek lefedik a mérések anyagát, és a laborgyakorlatok során megszerzett, vagy ott elmélyített ismereteket kérnek számon. (Mérési módszerek, egyszerűbb kapcsolási rajzok, műszerek összekötésével kapcsolatos feladatok, stb.)

A félévközi jegy számításának módja:

jegy = 0.6*m + 0.2*gy + 0.2*zh

ahol m az eredményesen elvégzett 4-11. gyakorlatokon kapott osztályzatok számtani átlaga, gy az ellenőrző mérés osztályzata, zh a zárthelyi dolgozatra kapott osztályzat. (Kerekítés 50 századtól felfelé.) A félévközi osztályzat elégtelen, ha a hallgató nem végezte el eredményesen mind a 11 gyakorlatot, vagy gy és zh közül bármelyik elégtelen.

b. A vizsgaidőszakban: nincs.

c. Elővizsga: nincs.

11. Pótlási lehetőségek

Az előírt 11 mérésből a félév során maximum 2 mérés pótlására biztosítunk lehetőséget, függetlenül attól, hogy elégtelen eredménnyel zárult mérés, vagy pedig távolmaradás miatt válik a pótlás szükségessé. Az első három mérésre alapvetően építenek a további mérések, ezért ezeket a félév első felében kell pótolni a laborvezető által készített beosztás szerint. A további tematikus mérés a szorgalmi időszak végén a laborvezető által készített beosztás szerint pótolhatók.

Tartós betegség vagy előre bejelentett és méltánylást igénylő esetben a tantárgyfelelős dönt az esetleges további pótlási lehetőségről, ill. annak rendjéről.

Eredménytelen vagy elmulasztott ellenőrző mérés pótlására legkésőbb a pótlási időszak első hetében biztosítunk egy pótlási lehetőséget.

Eredménytelen, vagy elmulasztott zárthelyi dolgozat pótlására a TVSZ szerint van lehetőség.

12. Konzultációs lehetőségek

Egyeztetés szerint.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

A tárgyhoz mérési útmutatók és műszerismertetők tartoznak, amelyek a tantárgy honlapján mérésenként lebontva elektronikus formában állnak rendelkezésre.

A segédletek adatai:

Péceli Gábor - Dabóczi Tamás (szerk.): Hallgatói segédlet a Laboratórium 1. c. tárgy méréseihez, Műegyetemi Kiadó.

Péceli Gábor - Dabóczi Tamás (szerk.): Műszerismertető segédlet a Laboratórium 1. c. tárgy méréseihez, Műegyetemi Kiadó.

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra42
Félévközi készülés laborra42
Felkészülés zárthelyire12
Házi feladat elkészítése15
Vizsgafelkészülés9
Összesen120
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta A Laboratórium 1. tantárgyat kidolgozó Kari Munkaközösség.
IMSc tematika és módszer

Az IMSc hallgatók számára az alapfeladatokon felül lehetőség van a mérési feladatokban az egyes jelenségek részletesebb vizsgálatára és kiegészítő feladatok megoldására.

IMSc pontok szerzésére a mérési feladatok, a ZH és az önállóan végrehajtott ellenőrző mérés jelesen felüli színvonalon történő teljesítésével van lehetőség.

IMSc pontozás

A tantárgyból összesen 20 IMSc pont szerezhető meg a következő bontásban:

  • a tematikus (4-11) mérésekre mérésenként 2 (a félév során összesen 16) IMSc pont kapható (pl. kiegészítő feladatok megoldása, jegyzőkönyv magas színvonalú elkészítése, beugró feladatokba beillesztett nehezebb kérdések megválaszolása).
  • A zárthelyi során 2 IMSc pont szerezhető az alapfeladatokon felüli IMSc feladat megoldásával.
  • A gyakorlati ellenőrző mérésen 2 IMSc pont szerezhető a normál mérési feladaton felül kiosztott kiegészítő feladatért.
  • IMSc pont az alapfeladatok jeles teljesítése mellett szerezhető.