HONEK, M. Ampérmetr s velkým rozlišením [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2019.
Cílem předložené bakalářské práce byl návrh speciálního ampérmetru s velkým rozlišením, určeného pro ověřování stability proudových zdrojů pro fokusační cívky elektronového mikroskopu. Velikost měřeného proudu je řádově jednotky A, požadované rozlišení pak v řádu A. Toto zadání vzniklo na základě požadavků Thermo Fisher Scientific. Na úvod je třeba říci, že měření proudu s takovouto citlivostí je velmi obtížné, pokud by se jednalo o přesnost, pak dokonce nedosažitelné současnými prostředky. Celá práce je rozčleněna do 10 kapitol a popisuje celý postup od teorie měření proudu a stanovení přesnosti a nejistot, přes rozbor jednotlivých komponent (zesilovače, bočník) po návrh koncepce zařízení, výběr součástek, samotnou realizaci a ověřování. S ohledem na specifika zamýšleného určení přístroje autor navrhl v podstatě převodník proud/napětí, jehož výstup bude měřen laboratorním voltmetrem a zaznamenán v k němu připojeném PC. V kapitole 7 je rozebráno několik koncepcí, z nichž byl nakonec vybrán modifikovaný rozdílový zesilovač připojený k přesnému bočníku snímajícímu měřený proud. Celé zapojení pak bylo simulováno v OrCADu a pomocí citlivostní analýzy byly stanoveny kritické součástky s ohledem na teplotní stabilitu celého zapojení. Zařízení bylo následně ve formě funkčního vzorku realizováno a provedeny na něm ověřovací měření, což je podrobně dokumentováno v kapitole 8 a v přílohách. Na základě experimentálních měření, provedených přímo ve firmě Thermo Fisher Scientific na virtuálním mikroskopu, byla autorem zjištěna nedostatečná teplotní stabilita realizovaného zapojení a navržena úprava pomocí termostatování Peltiérovým článkem. Kolísání výstupího napětí (dokumentované v příloze 5) mohou mít příčinu v samotném měřeném zdroji proudu, což bude vyžadovat další ověřování. Po formální stránce je práce dobrá, rozsahem odpovídá požadavkům na bakalářskou práci. Autor osvědčil schopnost samostatného řešení obtížnějšího úkolu a zvládl velmi dobře práci s literaturou, teoretický i praktický návrh zařízení a jeho praktické ověření. Výsledek je prakticky využitelný pro zamýšlený účel. Student pravidelně konzultoval postup práce jak s vedoucím, tak s odborným konzultantem. S ohledem na náročnost práce považuji zadání prakticky za splněné, neboť koncepce navrženého a realizovaného zařízení umožňuje měření s požadovanou citlivostí; je ovšem nutné (na základě provedených zkoušek) provést úpravy, které autor shrnul v kapitole 9.
Student Marek Honek ve své bakalářské práci řeší náročný návrh přesného ampérmetru s velkým rozlišením. V úvodní kapitole číslo dva rozebírá přesnost měření a jeho nejistoty, tato kapitola není ale v následném vyhodnocení naměřených údajů využita. V třetí kapitole rozebírající různé způsoby měření proudu je drobná nepřesnost, Rogowského cívkou lze měřit s využitím integrátoru i stejnosměrné průběhy. Jinak správně dochází k řešení měření proudu pomocí bočníku na nízké straně zdroje. V čtvrté kapitole rozebírá klíčové vlastnosti OZ z hlediska jeho potlačení nežádoucích souhlasných napětí (CMRR) a změn napájecího napětí (PSRR), v páté pak vlastnosti resistoru pro použitý bočník. Zde by bylo vhodné uvést výpočetní vztahy pro vlastní šum použitého rezistoru uvažující i vlastnosti materiálu, tedy šumu 1/f. Teplotní stabilitace je probrána dostatečně přehledně a nemám k ní připomínek. Při výběru OZ v sedmé kapitole není zřejmé proč se vybral právě OPA2188, když jsou v současné době k dispozici i lepší typy. Zde by byla na místě rešerše z dostupných katalogových listů předních výrobců s porovnáním jejich parametrů a výběru nejlepšího dostupného typu, když je zadání tak náročné. U výběru bočníku a zpětnovazebních rezistorů nemám námitek, využití rezistorové sítě s kompenzací změny rezistorů je velmi výhodná koncepce. Během oživování zapojení student pohotově řešil vzniklé problémy a nalézal lepší varianty zapojení. Výrazně zlepšil dosažené parametry. Spínaný zdroj se zdá být na výstupu dobře odrušen, následně v práci student dodatečně zařadil na jeho výstup ještě lineární stabilizátory což považuji za vhodné. Nebylo by ale možné spínaný zdroj úplně eliminovat a použít je lineární stabilizátory? Student v práci čerpal především z anglické literatury, chybí mi ale odkaz na doporučenou literaturu "Low level Measurement Handbook". Proto opoměl uvážit i šumovou analýzu uvažovaného zapojení. Vstupní rezistory 47R by neměly být tlustovrstvého typu a možná zanáší do průběhu nízkofrekvenční šum 1/f. Není uvažován vliv termoelektrického napětí použité pájky a není uvedeno jestli se použila lepší olovnatá pájka nebo bezolovnatá varianta. Bude zajímavé jestli se studentovi podaří od sebe oddělit nestabilitu zdroje napájecího proudu a navrženého ampérmetru. Po formální stránce jsou jen drobné překlepy, například "Odazva" místo "Odezva" na straně 60. Seznam symbolů a zkratek je obsažen, proměnné by měly být psány kurzívou. Celkově hodnotí bakalářskou práci studenta s ohledem na to, že se jedná o prakticky zaměřený návrh požadující kvalitní návrh a provedení pozitivně. Práci doporučuji k obhajobě.
eVSKP id 118411