Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Laboratórium I.

    A tantárgy angol neve: Laboratory I.

    Adatlap utolsó módosítása: 2007. február 1.

    Tantárgy lejárati dátuma: 2015. január 31.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki Szak

     

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIMM3023 5 4/0/0/f 5 1/1
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Dabóczi Tamás,
    A tantárgy tanszéki weboldala http://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/vimm3023/
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

         
         
    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Digitális technika, Hálózatok és rendszerek, Elektronika (4. szemeszter), Méréstechnika

    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    (TárgyEredmény( "BMEVIMM2022" , "aláírás" , _ ) >0 VAGY TárgyEredmény( "BMEVIMIA206" , "aláírás" , _ ) >0 VAGY TárgyEredmény( "BMEVIFO2553" , "aláírás" , _ ) >0 VAGY TárgyEredmény( "BMEVIMMF008" , "aláírás" , _ ) >0) ÉS (TárgyEredmény( "BMEVIFO1013" , "aláírás" , _ ) >0 VAGY TárgyEredmény( "BMEVIIIA108" , "aláírás" , _ ) >0 VAGY TárgyEredmény( "BMEVIFO1504" , "aláírás" , _ ) >0 VAGY TárgyEredmény( "BMEVIFOF002" , "aláírás" , _ ) >0 VAGY TárgyEredmény( "BMEVIFO1020" , "aláírás" , _ ) >0) ÉS (TárgyEredmény( "BMEVIEE2019" , "aláírás" , _ ) >0 VAGY TárgyEredmény( "BMEVIHIA205" , "aláírás" , _ ) >0 VAGY TárgyEredmény( "BMEVIEE2241" , "aláírás" , _ ) >0 VAGY TárgyEredmény( "BMEVIMMF007" , "aláírás" , _ ) >0)

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

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:

    A tárgyat csak azok a hallgatók vehetik fel, akik a Méréstechnikából (vimm2022) aláírást szereztek.

    7. A tantárgy célkitűzése

    A Laboratórium I. c. tárgy keretében folyó képzés elsődleges célja a hallgatók szakma-specifikus 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.

    Az alaplaborban folyó képzés amellett, hogy a mérnöki munkához elengedhetetlenül szükséges gyakorlati készségek fejlesztését segíti, szerepet vállal

    • a hallgatók mérnöki szemléletének formálásában,
    • szakmai felelősségtudatuk erősítésében, valamint
    • problémamegoldó és kommunikációs képességük fejlesztésében.

    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. Alapvető cél, hogy a megszerzett ismeretek alapján a műszerek kezelése ne okozzon nehézséget a későbbi tematikus mérési feladatok megoldásánál.

    2. sz. mérés: Alapmérések

    A laborban használt általános célú műszerek használatának gyakorlása egyszerű mérési feladatok elvégzésével. Elektromechanikus és digitális műszerek használata, mérési bizonytalanságuk meghatározása. Egyenfeszültség, egyenáram mérése. Váltakozó feszültség, váltakozó áram mérése. Mérési bizonytalanság meghatározása.

    3. sz. mérés: Digitális alapeszközök

    A mérés alapvető célja a tárgy későbbi digitális méréseihez szükséges ismeretek átadása, az azokban szereplő korszerű tervezési és vizsgálati eszközök, módszerek első bemutatása: (1) a logikai tervezésről és a mikrovezérlőkről korábban megszerzett ismeretek korszerű gyakorlati vonatkozásai, (2) az előtanulmányokban nem szereplő, és a mérésekhez szükséges szakma-specifikus ismeretek bemutatása a programozható logikai hálózatokról, a digitális hálózatok számítógéppel segített tervezéséről, a logikai hálózatok, funkcionális egységek ellenőrzésére szolgáló eszközökről és módszerekről, (3) a logikai analizátor kezelésének gyakoroltatása.

    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, spektrumanalízis használatára időtartományban nehezen detektálható tulajdonságok feltérképezésére. A mérés további célja a hallgatók által már korábban megismert jel- és rendszerelméletnek mérnöki feladatokban történő felhasználása. A hangsúly a jelek vizsgálatán van, hogy a későbbi mérések során rendszerek tulajdonságaira, jellemzőire tudjanak majd a hallgatók következtetni.

    5. sz. mérés: Jelanalízis II.

    A mérés során a hallgatók feladatokat oldanak meg a következő témakörökben: (1) az idő- és fázismérés, (2) a lineáris hálózatok frekvenciafüggő átvitele és ennek elemzése időtartományban, (3) jelterjedés elosztott paraméterű rendszereken (távvezetéken), (4) mintavételezés hatása periodikus jelek esetén, (4) mintavételi frekvencia megválasztása a vizsgált jel frekvenciájának függvényében. Ezen kívül megismerik az időtartománybeli reflexiómérést (Time Domain Reflectometry), és gyakorolják az idő- és fázismérést oszcilloszkóp segítségével, és hibadiagnosztikai feladatok megoldását időfüggvények elemzésével.

    6. sz. mérés: Kétpólusok vizsgálata

    A mérés célja, hogy (1) az áramkör építésben előforduló alkatrészek mérésével a hallgatók tájékozódjanak az RLC elemek nem ideális tulajdonságairól, (2) összetett kétpólusok mérése során megismerjék azok erősen frekvenciafüggő viselkedését, és meghatározzák a leíró paramétereket, (3) a mérések során tanulmányozzák az alkalmazott módszerek tulajdonságait és korlátjait. Az elvégzendő mérések fejlesztik a hallgatók modellalkotó készségét, szembesítik őket a valós eszközök (műszerek és mérendő objektumok) hibáival. A komplex kétpólusok mérése során a hallgatók gyakorolják az áramkör analízist is.

    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 diódák (réteg, Schottky, Zener, LED), bipoláris és térvezérlésű tranzisztorok 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 (1) a Digitális technika I.-II. tantárgyakban tanult sorrendi hálózatokkal kapcsolatos ismeretek és funkcionális elemekkel tervezés elmélyítése és gyakorlati vonatkozásainak bemutatása, (2) ismerkedés a CAD-rendszerrel való logikai tervezés alapjaival, (3) készség szerezése egyszerű logikai hálózatok tervezésében, szimulálásában, bemérésében.

    11. sz. mérés: Programozható perifériák mérése

    A mérés célja, hogy (1) a gyakorlatban bemutassa egy egyszerű programozott vezérlőáramkör működését (utasítás vezérelt áramkör), programozását gépközeli szinten, (2) gyakoroltassa a programok írását, fordítását, betöltését, lépésenkénti és valósidejű végrehajtását, a megszakítás működésének mechanizmusát és használatát, (3) bemutassa tipikus párhuzamos és soros kommunikációs módszerek mérését, (4) bemutassa komplex digitális áramkörök alkalmazását vezérlési és kommunikációs célokra, a vezérlőegység működésének demonstrálásával, továbbá (5) gyakoroltassa számítógépes tervező-fejlesztő környezet használatát, hardver-szoftver komponensek együttes alkalmazását.

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

    (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 (lásd 7. pont).
    • Az előzetes felkészülést a mérésvezető a mérés elején ellenőrzi. Elégtelen felkészülés esetén mérés nem végezhető, a mérést a pótlási lehetőségek szabályai szerint meg kell ismételni.
    • 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.
    • 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.
    1. Az ellenőrző mérés eredményes teljesítése. Az ellenőrző mérésre a szorgalmi időszak végén, előírt időpontban kerül sor. Az ellenőrző mérés két részből áll:
    • Írásbeli rész (e1): Az ellenőrző mérésnek ez a része közösen zajlik az egész évfolyam számára. Az írásbeli alkalmával olyan példákat 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.) Az írásbelit külön osztályozzuk.
    • Gyakorlati rész (e2): Ennek keretében a hallgató abban a laboratóriumban, ahol a gyakorlatokat is végezte, 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.

    A félévközi jegy számításának módja:

    jegy = 0.6m + 0.2e1 + 0.2e2

    ahol m az eredményesen elvégzett 4-11. mérésekre kapott osztályzatok számtani átlaga, e1 az ellenőrző mérés írásbeli részének osztályzata, e2 az ellenőrző mérés gyakorlati részére kapott osztályzat. (Kerekítés 50 századtól felfelé). A félévközi osztályzat elégtelen, ha a hallgató nem végezte el eredményesen mind a 11 mérést, vagy e1 és e2 közül bármelyik elégtelen.

    b. A vizsgaidőszakban: -

    1. Elővizsga: -
    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 ezek közül csak egy pótlásra van lehetőség, mégpedig a 3. mérés hetének végéig. A további tematikus mérés(ek) közül szintén egy pótolható a szorgalmi időszak végén a laborvezető által készített beosztás szerint.

    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 írásbeli és/vagy gyakorlati részének pótlására legkésőbb a vizsgaidőszak első hetében biztosítunk egy-egy pótlási lehetőséget.

    12. Konzultációs lehetőségek

    Igény szerint, a laborvezető által megszervezett módon.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    A tárgyhoz mérési útmutatók és műszerismertetők tartoznak, amelyeket a jegyzetboltban lehet megvásárolni. A segédlet adatai:

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

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

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

     

    Kontakt óra

    48

    Félévközi készülés órákra

    88

    Felkészülés az ellenőrző mérésre

    14

       

    Összesen

    150

    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    A Laboratórium I. tárgyat kidolgozó Kari Munkaközösség.