| Tantárgy neve (magyarul, angolul) | Számítógépes mérési adatgyűjtés és jelfeldolgozás | |||
|
Data Acquisition and Signal Processing
|
||||
| Tantárgykód | BMEGEMINGMJ | |||
| Tantárgyjelleg | kontaktórás tanegység | |||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) | kurzustípus: | előadás (elmélet) | gyakorlat | laboratóriumi gyakorlat |
| óraszám (heti): | 2 | 0 | 1 | |
| jelleg (kapcsolt/önálló): | - | - | kapcsolt | |
| Tanulmányi teljesítményértékelés (minőségi értékelés) típusa | félévközi érdemjegy | |||
| Tantárgy kreditértéke | 4 | |||
| Tantárgyfelelős | neve: | Dr. Aradi Petra Katalin (71655948312) | ||
| beosztása: | egyetemi docens | |||
| elérhetősége: | aradi.petra@mogi.bme.hu | |||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység | Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék | |||
| http://www.mogi.bme.hu/ | ||||
| Tantárgy weblapja | http://www.mogi.bme.hu/tantargylista/BMEGEMINGMJ | |||
| Tantárgy oktatásának nyelve | magyar | |||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | kötelező | |||
| Közvetlen előkövetelmények | Erős előkövetelmény | nincs | ||
| Gyenge előkövetelmény | ||||
| Párhuzamos előkövetelmény | ||||
| Mérföldkő előkövetelmény | legalább 0 megszerzett kredit | |||
| Kizáró feltétel | BMEGEMIMG01 | |||
Célkitűzés
A gépészmérnöki gyakorlatban előforduló mérésekhez kapcsolódó számítógépes adatgyűjtési és jelfeldolgozási lehetőségek megismertetése. Mérőláncok felépítése és dinamikai átviteli tulajdonságai. Mérőlánc illesztése a mérendő jelekhez. Jelek rendszerezése és analízise idő és frekvencia tartományban. Jelfeldolgozás alapvető áramkörei, zajhatások csökkentése, a szűrés és árnyékolás megoldása. A jelfeldolgozás matematikai módszerei. Időben változó jelek mintavételezése. Digitális méréstechnika a gépészetben. A digitális adatgyűjtés és jelfeldolgozás módszerei és eszközei.
Tanulási eredmények
A tantárgy teljesítésével elsajátítható kompetenciák
Tudás
Átfogó ismeretekkel rendelkezik a gépészmérnöki gyakorlatban előforduló jellegzetes fizikai folyamatokhoz kapcsolódó mérhető mennyiségekről és jellegzetes mérési módszerekről. Pontos ismeretekkel rendelkezik az alapvető méréstechnikai matematikai modell struktúrákról, a mérőláncok elemeinek dinamikai sajátságairól. Tisztában van a mérőláncok egységeivel, feladataikkal, fizikai megvalósításukkal. Tájékozott a számítógépes mérési adatgyűjtés berendezéseinek lehetőségeivel kapcsolatban. Meghatározza a mérendő rendszer lényeges részegységeit, a megfelelő fizikai összefüggések és a mérési követelmények ismeretében kiválasztva a jelek fizikai megjelenési formáját, értéktartományát, jellemzőit. Alapvető ismeretekkel rendelkezik a folytonos idejű rendszerek számítógépes méréséhez szükséges mintavételezés matematikai és megvalósítási hátteréről. Tisztában van a fizikai jellemzőből előállított villamos jel számítógépbe/elektronikus mérőberendezésbe juttatásához szükséges áramköti kialakításokkal. Ismeri a zajhatás csökkentés, szűrés és árnyékolás módszereit és alkalmazási lehetőségeit. Tájékozott a mintavételezett jelsorozat matematikai feldolgozásával kapcsolatos elméleti háttér és annak szoftveres megvalósításai tekintetében. Ismeri a mért jelek számítógépes feldolgozásánál használatos szűrési, átlagolási, simítási eljárásokat és azok szoftveres, és ahol értelmezhető hardveres implementációit. Ismeri a mért és villamos jellé konvertált mennyiségek számítógépes feldolgozásához alkalmazható algoritmusokról, felhasználói programokról.
Képesség
Kiválasztja a mérési folyamat villmos vagy villamossá alakított jeleinek feldolgozásához alkalmazandó hardver egysége(ke)t és szoftvert. Meghatározza a mérés és a kapcsolódó jelfeldolgozás során megoldandó feladatokat, részfeladatokat. Azonosítja a méréshez és jelkondicionáláshoz leginkább alkamas mérőlánc részegységeket. Megtervezi a foyamathoz és a mért jellemzőhöz szükséges mintavételezés és diszkretizálás paramétereit. Felismeri a jelek szűrésének igényét, majd kiválasztja a megfelelő hardveres vagy szoftveres szűrőt. Képes felismerni a mérőrendszerbeli zajforrásokat és megoldást keresni a zajcsökkentésre. Képes a jelfeldolgozáshoz szükséges matematikai mószerek számítógépes implementálására. Elemzi a jelfeldolgozó szoftverek lehetőségeit, a feladat megoldásához leginkább alkalmas megoldás kiválasztása céljából. Használja a választott jelfeldolgozó hardver és szoftver által biztosított adattárolási és file-kezelési funkciókat. Alkalmazza a megoldandó feladatra választott jelfeldolgozó program adatábrázolási lehetőségeit. Képes azonosítani a jeleldolgozás alapvető áramköreit és kiválasztani a feladathoz megfelelőt.
Attitűd
Munkáját, eredményeit és következtetéseit folyamatosan ellenőrzi. Folyamatos ismeretszerzéssel bővíti a mérési adatok számítógépes gyűjtésével és feldolgozásával kapcsolatos tudását. Nyitott az információtechnológiai eszközök használatára. Törekszik a mérési, adatgyűjtési és jelfeldolgozási probléma megoldásához szükséges eszközrendszer megismerésére és rutinszerű használatára. Fejleszti a pontos és hibamentes feladatmegoldást, a mérnöki precizitást és szabatosságot szolgáló képességeit. Érvényesíti az energiahatékonyság, a fenntarthatóság és környezettudatosság elvét feladatai megoldása során. Figyelemmel követi a a mérési adatok számítógépes gyűjtésével és feldolgozásával kapcsolatos eszközökben és lehetőségeiben bekövetkező változásokat. Eredményeit a szakmai szabályainak megfelelően publikálja. Véleményét és nézeteit másokat nem sértve közzéteszi.
Önállóság és felelősség
Együttműködik az ismeretek bővítése során az oktatóval és hallgatótársaival. Elfogadja a megalapozott szakmai és egyéb kritikai észrevételeket. Egyes helyzetekben – csapat részeként – együttműködik hallgatótársaival a feladatok megoldásában. Ismeretei birtokában, elemzései alapján felelős, megalapozott döntést hoz. Felelősséget érez választott szakterülete problémái, valamint a fenntartható környezethasználat, továbbá a jelen és a jövő nemzedékei iránt. Elkötelezett a rendszerelvű gondolkodás és problémamegoldás elvei és módszerei iránt.
Oktatási módszertan
A tantárgy oktatása során elválik egymástól az előadás és laboratóriumi gyakorlat, mind tartalmában, mind pedig módszertanában. Az előadások alapvetően a frontális oktatás technikáját alkalmazva ismertetik meg a hallgatókkal a tudás kompetenciaelemek által meghatározott információkkal. Az előadásokhoz közzétett diasorok tartoznak, így a hallgatók azokat az előadáson saját jegyzeteikkel ki tudják egészíteni. Az előadások anyagai és a további elérhető írásos tananyagok egymást kiegészítik, külön-külön nem elegendőek a megfelelő felkészültség eléréséhez. A laboratóriumi foglalkozások az előadásokhoz kapcsolódó tematikával segítik elő az ismeretek alkalmazását és készségszintű elsajátítását. A laboratóriumi foglalkozásokon az előzetesen otthon, önállóan elsajátított ismereteket az oktató segítségével alkalmazva zajlik améréshez, számítógépes adatgyűtéshez és jelfeldolgozáshoz tartozó feladatmegoldás.
Tanulástámogató anyagok
Tankönyv
Jonathan Blackledge: Digital Signal Processing (Second Edition), Dublin Institute of Technology, 2006. ISBN: 1-904275-26-5
Jegyzet
A tantárgyhoz az adatlap kitöltése során még nem áll rendelkezésre könyv vagy jegyzet, annak legkorábbi megjelenési ideje 2020.
Online elérhető tanulástámogató anyag
https://www.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tamop412A/2011-0042_mereselmelet/adatok.html
https://arrow.dit.ie/cgi/viewcontent.cgi?article=1002&context=engschelebk
https://www.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tamop412A/2010-0017_36_jelfeldolgozas_es_szamitogepes_iranyitas/adatok.html
A tantárgyleírás hatályossága
| Hatályosság kezdete: | 2019. szeptember 1. |
| Hatályosság vége: | 2024. augusztus 31. |
Általános szabályok
A tanulási eredmények értékelése egy rész- és egy összegző tanulmányi teljesítményértékelés alapján történik. Az összegző tanulmányi teljesítményértékelés: a tantárgy és tudás, képesség típusú kompetenciaelemeinek komplex, írásos értékelési módja zárthelyi dolgozat formájában, a dolgozat egyrészt a megszerzett ismeretek alkalmazására fókuszál, így a problémafelismerést és -megoldást helyezi a középpontba, másrészt a szükséges lexikális ismereteket kéri számon a teljesítményértékelés során, a rendelkezésre álló munkaidő 90 perc. A részteljesítmény értékelés (házi feladat): a tantárgy tudás, képesség, attitűd, valamint önállóság és felelősség típusú kompetenciaelemeinek komplex értékelési módja, melynek megjelenési formája az egyénileg készített házi feladat.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
| 1. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | összegző (szummatív) értékelés | |
| Darabszáma: | 1 | |
| Célja, leírása: | Az összegző értékelés a hallgatók tudás és képesség típusú kompetenciákkal meghatározott tanulási eredményeit vizsgálja és méri. Az összegző értékelés a kijelölt elméleti ismeretanyag elsajátítottságát, valamint a gyakorlaton szerzett ismeretek meglétét és képességek alkalmazását méri fel. Az összegző értékelés 65%-ban az elméleti ismeretekre, 35%-ban az alkalmazói készségekre fókuszál. Teljesítésére a tanulmányi teljesítményértékelési tervben meghatározott időpontban, előreláthatólag a 13. oktatási héten, az előadáson kerül sor. Az összegző teljesítményértékelésen 100 pont szerezhető, minimálisan 50 pont elérése szükséges. | |
| 2. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | részteljesítmény (formatív) értékelés, egyszerű | |
| Darabszáma: | 6 | |
| Célja, leírása: | A részteljesítmény értékelés (mérési jegyzőkönyv elkészítése a mérés elvégzését követően): a tantárgy tudás, képesség, attitűd, valamint önállóság és felelősség típusú kompetenciaelemeinek komplex értékelési módja, megjelenési formája a két fős csoportban végzett laboratóriumi mérés eredményének értékelése és dokumentálása. A mérés értékeléséhez és a dokumentáció (mérési jegyzőkönyv) elkészítéséhez az előírt szoftvereket kell használni. A mérési jegyzőkönyvet a félév elején közölt helyre kell elektronikusan feltölteni a szintén félév elején megadott ütemezés szerint. | |
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
A tárgyhoz nem tartozik vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelés.
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya a minősítésben, aláírás megadásában
| Azonosítója | Részarány |
|---|---|
| 1. Évközi teljesítményértékelés | 50 % |
| 2. Évközi teljesítményértékelés | 50 % |
Vizsgaelemek részaránya a minősítésben
A tárgyhoz nem tartozik vizsgaelem.
Érdemjegy megállapítása
| Érdemjegy | ECTS minősítés | Teljesítmény %-ban kifejezve |
|---|---|---|
| jeles (5) | Excellent [A] | 90 % felett |
| jeles (5) | Very Good [B] | 85 % - 90 % |
| jó (4) | Good [C] | 72 % - 85 % |
| közepes (3) | Satisfactory [D] | 65 % - 72 % |
| elégséges (2) | Pass [E] | 50 % - 65 % |
| elégtelen (1) | Fail [F] | 50 % alatt |
Az egyes érdemjegyeknél megadott alsó határérték már az adott érdemjegyhez tartozik.
Jelenléti és részvételi követelmények
Az előadások legalább 50 %-án (lefelé kerekítve) jelen kell lenni.
A laboratóriumi gyakorlatok legalább 85 %-án (lefelé kerekítve) tevőlegesen részt kell venni.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
A javításra, ismétlésre és pótlásra vonatkozó különös szabályokat a TVSz általános szabályaival együttesen kell értelmezni és alkalmazni.
| Évközi összegző teljesítményértékelések egyenként eredményesen teljesítendők-e? | ||
| igen | ||
| Beadott és elfogadott részteljesítmény értékelés a jobb eredmény elérése érdekében a pótlási időszak végéig ismételten benyújtható-e? | ||
| NEM | ||
| Összegző teljesítményértékelés javítási, illetve ismétlési módja első alkalommal: | ||
| az összegző (szummatív) teljesítményértékelések egyenként javíthatók, illetve ismételhetők | ||
| Összegző teljesítményértékelés ismétlő-javítási lehetősége engedélyezett-e, ha igen, milyen formában: | ||
| az ismétlő-javítás lehetősége kizárt | ||
| Korábbi eredmény figyelembevétele javítás, ismétlés-javítás esetén: | ||
| az időben újabb eredmény felülírja a korábbit | ||
| Részteljesítmény értékelés javítási, illetve ismétlési módja első alkalommal: | ||
| a részteljesítmény értékelés egy alkalommal javítható, illetve ismételhető (ide értve a késedelmes benyújtást is) a pótlási időszak végéig | ||
| El nem végzett laboratóriumi gyakorlatok teljesítése: | ||
| az el nem végzett laborgyakorlatok a szorgalmi időszakban kijelölt pótlási alkalommal kötelezően elvégzendők | ||
| Hibásan (pl. jegyzőkönyvhiba) teljesített laboratóriumi gyakorlatok ismétlése: | ||
| a hibásan (pl. jegyzőkönyvhiba) teljesített laborgyakorlat a hibás rész kijavított formában történő benyújtásával teljesíthető | ||
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
| Tevékenység | óra / félév |
|---|---|
| részvétel a kontakt tanórákon | 42 |
| felkészülés a laboratóriumi gyakorlati foglalkozásokra | 14 |
| felkészülés az összegző teljesítményértékelésekre | 16 |
| részteljesítmény értékelés feladatának kidolgozása | 24 |
| további, a teljesítéshez szükséges munkaidő ráfordítás | 24 |
| összesen | 120 |
Tantárgykövetelmények hatályossága
| Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete: | 2019. szeptember 1. |
| Tantárgykövetelmények hatályosságának vége: | 2024. augusztus 31. |
Elsődleges szak
A tantárgy elsődleges (fő) szakja, amelyen meghirdetésre kerül és amelyhez a kompetenciák kapcsolódnak:
gépészmérnöki
Kapcsolódás a KKK rendelet céljához és (szakos) kompenetciáihoz
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
- Ismeri a műszaki szakterület műveléséhez szükséges általános és specifikus matematikai, természet- és társadalomtudományi elveket, szabályokat, összefüggéseket, eljárásokat.
- Részletekbe menően ismeri és érti a műszaki szakterület ismeretszerzési, adatgyűjtési módszereit, azok etikai korlátait és problémamegoldó technikáit.
- Rendelkezik a gépészeti területhez kapcsolódó méréstechnikai és méréselméleti ismeretekkel.
Képesség
- Képes az adott műszaki szakterület elméleteit és az azokkal összefüggő terminológiát a problémák megoldásakor innovatív módon alkalmazni.
- Probléma megoldása során képes megszervezni az együttműködést a kapcsolódó szakterületek szakértőivel.
- Felkészült a gépészeti rendszerek és folyamatok üzemeltetése során gyűjtött információk feldolgozására és rendszerezésére, elemzésére, következtetések levonására.
Attitűd
- Nyitott és fogékony a műszaki szakterületen zajló szakmai, technológiai fejlesztés és innováció megismerésére és elfogadására, hiteles közvetítésére.
- Törekszik a minőségi követelmények betartására és betartatására.
- Törekszik arra, hogy mind saját, mind munkatársai tudását folyamatos ön- és továbbképzéssel fejlessze.
Önállóság és felelősség
- Megszerzett tudását és tapasztalatait formális, nem formális és informális információátadási formákban megosztja szakterülete művelőivel.
- Önállóan képes mérnöki feladatok megoldására.
- Munkatársait és beosztottjait felelős és etikus szakmagyakorlásra ösztönzi.
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
|
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
Fizikai és méréstechnikai alapismeretek, valószínűségszámítás alapjai, komplex függvények, Fourier sor, Laplace transzformáció, elektronikai alapismeretek, szemelvények a nem villamos mennyiségek villamos mérése témakörből. |
|
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
Méréstechnikai gyakorlati készségek. Táblázatkezelő program használata. Magasszintű programozási nyelv ismerete. |