Fizikalna merjenja

2021/2022
Program:
Visokošolski strokovni študijski program 1. stopnje Aplikativna fizika
Letnik:
3 letnik
Semester:
prvi
Vrsta:
obvezni
ECTS:
7
Jezik:
slovenski
Nosilci predmeta:
Ure na teden – 1. semester:
Predavanja
2
Seminar
1
Vaje
1.67
Laboratorij
0
Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti

Opravljen izpit iz Fizike in Matematike,
Praktikuma 1 in 2

Vsebina

Definicija fizikalnih količin z merjenjem, enote, merjenje v živem svetu, delovna definicija merjenja in merilnega sistema.

Optimalna povratna zanka. Sistematične in naključne napake, normalna porazdelitev, združevanje meritev z različno natančnostjo, princip merjenja konstante in skalarne spremenljivke. Povratna zanka.

Merilni sistemi. Senzorji kot sistemi prvega ali drugega reda, prenosne funkcije in odziv na standardne vhodne signale, Bodejev diagram, primeri senzorjev. Metoda odziva sistema na periodično motnjo in fazno občutljiva detekcija, neoptimalne povratne zanke in stabilnostni kriterij.

Vpliv merjenja na opazovani sistem. Vhodna in izhodna impedanca, Theveninov izrek, instrumentacijski ojačevalnik, prenos signalov na večje razdalje, karakteristična impedanca in prilagoditve, termični šum na uporu

Merjenje in statistika. Merjenje statičnih količin in intervalsko ocenjevanje parametrov normalne porazdelitve, statistike T, chi-kvadrat, F, U, preizkušanje hipotez o parametrih normalne porazdelitve, prilagoditveni testi (Pearsonov chi-kvadrat, test Kolmogorova).

Konkretna merjenja. Merjenje frekvence in časa s fazno vpeto zanko in vpenjanja na resonančni vrh, merjenje premikov, temperature, tlaka, toplotne prevodnosti, toplotnega toka, kompenzacijski merilni sistemi.

Digitalni in analogni filtri. Diferenčne enačbe, transformacija Z, bilinearna transformacija, digitalni filtri prvega in drugega reda, zarezni filter.

Pozitivna povratna zanka in oscilatorji. Histerezna zanka in Schmittov prožilnik, astabilni multivibrator, relaksacijski oscillator, napetostno nadzorovan oscillator.

Praktične vezave senzorjev. Kompenzacija termočlenov, kompenzacija nelinearnosti senzorjev, aktivno vezan Wheatstoneov mostiček,

Temeljni literatura in viri

A. Likar, Osnove fizikalnih merjenj in merilnih sistemov, DMFA,
Izb. pogl. fiz. 26, 2011
A. Likar, D. Cvetko in G. Planinšič, Zgledi iz fizikalnih merjenj, DMFA, Izb. pogl. fiz. 43, 2011

Cilji in kompetence

Predmet posreduje osnovna znanja, ki jih fizik potrebuje pri delu v razvojnem ali raziskovalnem laboratoriju. Poudarek je na zlitju izmerkov in dinamičnega zakona, ki se mu merjeni sistem do znane natančnosti pokorava. Različni merski prijemi so le posebni primeri te osnovne sheme.

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje:
Obravnavana snov Kurs daje razumevanje pravilne zgradbe merilnih sistemov iz prvih principov kar usposablja za samostojno načrtovanje takih sistemov.

Metode poučevanja in učenja

Predavanje, vaje, domače naloge in konzultacije.

Načini ocenjevanja

2 kolokvija namesto izpita iz vaj, izpit iz vaj.
Izpit iz teorije
(ocene: 5 (negativno), 6-10 (pozitivno), ob upoštevanju Statuta UL)

Reference nosilca

[1] LIKAR, Andrej, LIPOGLAVŠEK, Matej, VENCELJ, Matjaž, VIDMAR, Tim, BARK, R. A., GUEORGUIEVA, E., KOMATI, F. S., LAWRIE, J. J., MALIAGE, S. M., MULLINS, S. M., MURRAY, S. H. T., RAMASHIDZHA, T. Proton capture to continuum states of supBi. Phys. rev. C. Nucl. phys., 2006, vol. 73, str.044609-1-044609-8. [COBISS-SI-ID 19861287]
[2] LIPOGLAVŠEK, Matej, LIKAR, Andrej, VENCELJ, Matjaž, VIDMAR, Tim. High resolution measurement of the supPb(p, [gamma] capture reaction up to E[sub](gamma]=19 MeV. Phys. lett., Sect. B. [Print ed.], 2004, vol. 593, str. 61-65. [COBISS-SI-ID 18465831]
[3] GAJEVIĆ, Jelena, CVETINOVIĆ, Aleksandra, LIKAR, Andrej, LIPOGLAVŠEK, Matej, PELICON, Primož, PETROVIČ, Toni, SÀNCHEZ ORTIZ, Alberto. Electron screening in nickel. The european physical journal. A, Hadrons and nuclei, 2013, vol. 49, no. 6, str. 70-1-70-7, doi: 10.1140/epja/i2013-13070-3. [COBISS-SI-ID 26808615]
[4] LIPOGLAVŠEK, Matej, LIKAR, Andrej, VENCELJ, Matjaž. Breakup of the doubly magic Sn-100 core. Phys. rev. C. Nucl. phys., 2002, vol. 66, str. 011302-1-011302-5. [COBISS-SI-ID 17707047]
[5] RAZPET, Nada, LIKAR, Andrej. Čerenkov radiation through the Hamiltonian approach. Am. j. phys., 2010, vol. 78, iss. 12, str. 1384-1392. http://dx.doi.org/10.1119/1.3483788, doi: 10.1119/1.3483788. [COBISS-SI-ID 15795545]
[6] LIKAR, Andrej, RAZPET, Nada. Towards the Kelvin wake and beyond. Am. j. phys., apr. 2013, vol. 81, no. 4, str. 245-252, ilustr. http://dx.doi.org/10.1119/1.4793510, doi: 10.1119/1.4793510. [COBISS-SI-ID 9605961]