Platný od: 23.2.2017 OPIS ŠTUDIJNÉHO ODBORU
(a) Názov študijného odboru: (b) Stupne vysokoškolského štúdia, v ktorých sa odbor študuje a štandardná dĺžka štúdia študijných programov pre tieto stupne vysokoškolského štúdia: Študijný odbor MERACIA TECHNIKA sa môže podľa Sústavy študijných odborov vydanej rozhodnutím Ministerstva školstva SR č. 2090/2002-sekr. zo dňa 16. decembra 2002 študovať v: treťom stupni vysokoškolského štúdia (PhD.) so štandardnou dĺžkou študijných programov v dennej forme 3 roky (v externej forme 5 rokov). (c) Obsah študijného odboru: (c1) Všeobecná časť Obsahom štúdijného odboru je výskum a vývoj meracích prístrojov a postupov využívajúcich elektronické, informačné a komunikačné technológie. Tieto systémy majú zabezpečiť zber fyzikálnych údajov z prostredia v reálnom čase so známymi metrologickými a spoľahlivostnými parametrami pre potreby riadenia, monitorovania a overovania vybraných parametrov. (c4) Obsah tretieho stupňa Absolvent ovláda vedecké metódy výskumu a vývoja meracích prístrojov, je schopný rozvíjať a navrhovať meracie prístroje na základe stavu vedeckého poznania, navrhnúť pôvodné princípy merania a pre realizáciu tohto postupu vyvíjať originálne technické a programové prostriedky meracieho prístroja.. Absolvent dokáže vedecky optimalizovať technické riešenie meracích prístrojov pri ich aplikácii v rôznych odvetviach výroby pre potreby automatizácie výroby, sledovania parametrov pre potreby úplného manažmentu kvality a certifikáciu výrobkov, zabezpečenie nástrojov pre služby skúšobníctva a metrológie ako aj systémov monitorovania parametrov v geograficky rozložených technologických systémoch. Meracia technika má interdisciplinárny charakter. Preto jedným z cieľov je pripraviť aj absolventov schopných vytvárať vlastné prístroje pre potreby humanitných, prírodovedných odvetví a medicíny založených na experimentálnom sledovaní javov. 1
Teoretické vedomosti (3. stupeň) Absolvent odboru Meracia technika (3. stupeň) - má hlboké teoretické vedomosti z vybraných kapitol z matematiky, fyziky, elektrotechniky a základov strojárstva, - má špičkové znalosti z teórie merania, meracích prístrojov a systémov, technických a programových prostriedkov informačných a komunikačných technológii, elektronických systémov s vysokou stabilitou a reprodukovateľnosťou parametrov, skúšobníctva a reťazcov nadväznosti a senzorovej techniky, - ovláda metódy vedeckého výskumu, metódy riadenia výskumného a vývojového týmu Praktické schopnosti a zručnosti (3. stupeň) Absolvent odboru Meracia technika (3. stupeň) získa schopnosť - vedecky bádať a prinášať vlastné riešenia problémov v oblasti meracej techniky a inovatívne plánovať zložité experimenty - aplikovať získané výsledky vedeckého výskumu v prax - pripravovať štúdie o budúcom vývoji a prezentovať výsledky výskumu - aktívne využívať aspoň jeden svetový jazyk Doplňujúce vedomosti, schopnosti a zručnosti (3. stupeň) Absolvent odboru Meracia technika (3. stupeň) si osvojí - väzby výskum-vývoj-výroba-použitie-recyklácia, vedecké formulovanie problému, vedenie výskumných týmov, právne, ekonomické a environmentálne aspekty nových produktov, etické a spoločenské stránky vedeckej práce, prezentácia výsledkov, rozvoj študijného odboru a prínos pre prax. Vymedzenie jadra znalostí (3. stupeň) Nosné témy jadra znalostí študijného odboru (3. stupeň) Jadro obsahuje len rámcové témy ( vybrané state): 2
Študijná časť: 1. Vybrané kapitoly z matematiky: lineárna algebra, matematická analýza, deferenciálne rovnice, pravdepodobnosť a matematická štatistika, množiny a množinové systémy, numerické metódy analýzy a algebry. 2. Vybrané kapitoly z fyziky: mechanika pevných a pružných telies, teória elektromagnetického poľa, fyzika tuhých látok, kryogenika, spektroskopia, optika, mechanika prúdenia kvapalín a plynov. 3. Teória merania: základy metrológie, neistoty v meraní, modely a metódy merania, metrologické vlastnosti meradiel, kalibrácia a diagnostika, spracovanie meracích veličín. 4. Meracie prístroje a systémy: princípy meracích prístrojov, mikroelektronické prvky meracích prístrojov, snímače vybraných veličín, automatizované meracie systémy s využitím informačných a komunikačných technológií, spracovanie signálov pre zvýšenie presnosti a potlačenie parazitných vplyvov, princípy kalibrácie vybraných veličín. 5. Metódy merania vybraných veličín: hmotnosť, parametre elektrických sústav a elektromagnetického poľa, dĺžka a geometrická poloha, čas a frekvencia, rýchlosť a zrýchlenie pevných telies, kvapalín a plynov, termometria, ionizujúce žiarenie a rádioaktivita, fotometria a rádiometria, pretečené množstvo kvapalín a plynov, látkového množstva a biologických parametrov. 6. Základy elektroniky a informatiky, teórie elektronických obvodov pre spracovanie nízko a vysokofrekvenčných signálov, systémy na generáciu, záznam, prenos analógových a číslicových signálov so zabezpečenou presnosťou, spoľahlivosťou a presným priradením v čase, metódy číslicového spracovania signálov pre prenos a potlačenie vplyvu rušiacich signálov. Z uvedených šiestich voliteľných predmetov sú obvykle tri, podľa voľby školiteľa, predmetom dizertačnej skúšky. Vedecká časť: - Výskum aktuálneho otvoreného vedeckého problému z odboru. - Zásady vedeckej práce, väzby výskum-vývoj-výroba-použitierecyklácia, vedecké formulovanie problému (technické zadanie), právne a environmentálne aspekty výsledkov vedy, etické a spoločenské stránky vedeckej práce, prezentácia výsledkov, rozvoj študijného odboru 3
a prínos pre prax. - Vlastný príspevok študenta predstavovaný publikovaním záverov svojho vedeckého bádania v medzinárodných odborných periodikách a aktívna účasť na vedeckých podujatiach. - Vypracovanie záverečnej práce predstavujúcej vlastný vedecký prínos v odbore. Znalosti uvedené v jadre majú rozsah 1/3 v študijnej časti a 2/3 vo vedeckej časti. Dizertačná skúška a obhajoba dizertačnej práce (záverečná práca) musí spĺňať kritérium, aby študent preukázal schopnosť samostatne získavať teoretické a praktické poznatky. INDIKÁTORY ŠTUDIJNÉHO ODBORU Študijné programy 3. stupňa vysokoškolského vzdelávania obsahujú pomer študijnej a vedeckej časti študijného programu 1:2. O akceptácii študijného programu v študijnom odbore rozhoduje Ministerstvo školstva SR (priznaním práva konať dizertačnú skúšku, záverečnú skúšku vo forme obhajoby dizertácie a priznaním práva Vedeckej rade fakulty udelovať vedecko-akademický titul "philosophiae doctor - PhD."). (d) Zdôvodnenie potreby vzniku študijného odboru: Meracia technika je nástroj využívaný vo všetkých výrobných procesoch, experimentálnom bádaní v oblasti medicínskych, spoločenských a prírodovedných disciplín. V procese automatizovanej výroby je zdrojom vstupnej informácie pre automatizáciu, zabezpečenia medzioperačnej a výstupnej kontroly parametrov produktov pre priamu výmenu tovarov a úplný manažment kvality výroby. Znalosti o princípoch merania, predstavujú základnú nevyhnutnosť v prakticky všetkých vedeckých profesiách. Mierová kvantitatívna- informácia tvorí druhý komplementárny údaj o jave, ku jeho kvalitatívnemu opisu. Až kvantifikácia jednotlivých kvalitatívnych znakov javu alebo predmetu umožní jeho vyčerpávajúci opis. Vierohodnosť takéhoto opisu závisí od presnosti použitých prístrojov a metódy merania. Odbor Meracia technika má interdisciplinárny charakter ako po stránke realizácie aplikácie v rôznych oblastiach využitia tak aj princípmi ktoré sa osobitne pri snímačoch využívajú. Spracovanie meracej informácie prebieha v elektronických 4
systémoch s využitím výdobytkov elektroniky, informatiky a telekomunikácií. Meranie je základným nástrojom vedeckého výskumu a jeho úspešnosť je podmienená úrovňou samotnej meracej techniky. Podobne kvalita produkcie závisí od presnosti s akou sú v procese výroby merané určujúce parametre výrobku. Vybrané parametre produktov a vierohodnosť s akou tieto parametre sa overujú v skúšobníctve určuje zhodu ich vlastností s tými, ktoré boli dohodnuté pri ich výmene. Meracia technika ako vedný odbor pre doktorandské štúdium sa úspešne rozvíjala od roku 1962 so sídlom obhajovacej komisie v Ústave merania SAV. Od roku 1997 je garantom a sídlom Spoločnej odborovej komisie Kategra merania, Fakulta elektrotechniky a informačných technológií STU Bratislava. Významným podielom na jeho tvorbe a rozvoji sa podieľali: Katedra elektroniky a multimediálnych komunikácií, Fakulta elektrotechniky a informatiky, TU Košice, Katedra automatizácie a merania Strojníckej fakulty TU Bratislava a Ústav merania SAV Bratislava. (e) Príklady podobných študijných odborov v zahraničí: Študijný odbor Meracia technika (Instrumentation) sa vyskytuje na mnohých zahraničných technických univerzitách ako samostatný program (curriculum) naväzujúci na druhý stupeň štúdia v odboroch meranie a elektronika. Z množstva zahraničných univerzít možno uviesť: Česká republika, Vysoká škola báňska Technická univerzita Ostrava, České vysoké učení technické Praha, Rusko Moscow Power Engineering Institute Moscow, Tomsk Polytechnic University, Tomsk, Poľsko - Polytechnika Wroclaw, University of Technology, Kielce, University Twente Enschede, Nemecko Technische Universität Mníchov, Rakúsko Technische Universität, Viedeň, Taliansko University of Sannio, Benvento, Polytecnico di Torino, Torino. (f) Vymedzenie príbuzných študijných odborov a rozdielov medzi nimi: - Meranie - Metrológia - Biomedicínske inžinierstvo - Banské meračstvo a geodézia. 5
- Kvalita produkcie - Elektronika - Automatizácia - Mechatronika - Informačné systémy 6