APW'04
'Automatyka i Pomiary w Warszawie 2004'
(16 września 2004 r.)

Konferencja integracyjno-historyczna zorganizowana z okazji 45-lat Sekcji Automatyki i Pomiarów OW SEP



Jacek Czajewski *

DZIAŁALNOŚĆ KATEDRY i ZAKŁADU MIERNICTWA ELEKTRYCZNEGO
POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ

1. Wprowadzenie

Początki historii badań naukowych i dydaktyki w zakresie miernictwa elektrycznego w Politechnice Warszawskiej sięgają roku 1898, w którym powołano Warszawski Instytut Politechniczny. Na jednym z trzech pierwszych jego wydziałów, a mianowicie na Wydziale Mechanicznym, istniała Katedra Elektrotechniczna kierowana przez prof. Georgija Wulfa, a w jej ramach Laboratorium Elektrotechniczne mieściło się w Gmachu Fizyki. Zarówno w programie wykładu z elektrotechniki prowadzonego dla studentów po trzecim roku, jak i w zajęciach laboratoryjnych nie mogło zabraknąć elementów techniki pomiarowej.

Kazimierz Drewnowski (1881–1952)

W miejsce ewakuowanego w czerwcu 1915 r. do Rosji Instytutu Politechnicznego, w listopadzie tegoż roku powołano Politechnikę Warszawską. Rozwój elektrotechniki już wówczas wskazywał na potrzebę utworzenia samodzielnego Wydziału Elektrotechnicznego i tę koncepcję rozważano, ale na przeszkodzie stanęły braki kadrowe. Dlatego przyjęto tymczasowe rozwiązanie polegające na powołaniu wśród czterech wydziałów Politechniki Warszawskiej wspólnego Wydziału Budowy Maszyn i Elektrotechnicznego.

Elektrotechnikę wykładał wówczas inż. Kazimierz Drewnowski, późniejszy profesor i rektor Politechniki Warszawskiej, twórca łączności w wojsku polskim. Kazimierz Drewnowski cieszył się ogromnym autorytetem. Dowodem tego był fakt wyboru jego osoby jako przedstawiciela Wydziału do Senatu PW, jak też powierzane mu później funkcje dziekana Wydziału Elektrycznego i rektora Politechniki Warszawskiej wybranego w 1939 r.
Prof. Drewnowski wywarł duży wpływ na rozwój i strukturę przyszłego Wydziału Elektrycznego, o organizacji opartej na najnowocześniejszych wzorach zachodnich, z wyodrębnieniem kierunków teoretycznych i doświadczalny
ch. On też był inicjatorem wybudowania w latach trzydziestych Gmachu Elektrotechnicznego.

2. Okres przedwojenny

Pierwsze, wydzielone Laboratorium Miernictwa Elektrycznego począł prof. Drewnowski organizować w 1916 r. Było ono usytuowane w Gmachu Fizyki i Elektrotechniki (obecnie Gmach Fizyki). Wkrótce po tym poczęły powstawać inne laboratoria, np. Laboratorium Maszyn Elektrycznych (1918), Laboratorium Elektrotechniki Prądów Słabych (1920), Laboratorium Wysokich Napięć (1922).

W 1921 r. powstał w Politechnice Warszawskiej samodzielny Wydział Elektrotechniczny (w 1924 r. zmienił nazwę na Wydział Elektryczny), na którym w roku 1922 powstała Katedra Miernictwa Elektrycznego, kierowana przez Kazimierza Drewnowskiego.

W 1927 r. Katedra Miernictwa Elektrycznego została przekształcona w Katedrę Miernictwa Elektrycznego i Wysokich Napięć, w dalszym ciągu pod kierownictwem prof. Kazimierza Drewnowskiego. W skład Katedry wchodziły dwa zakłady: Miernictwa Elektrycznego i Wysokich Napięć. W działalności naukowej początkowo dominowały zagadnienia pomiarów wysokich napięć, strat dielektrycznych, rejestracji przepięć i udarów oraz pomiaru czasu ich trwania, konstrukcji iskierników pomiarowych, badania rozkładu pól elektrycznych.

W latach 1931 – 37 doktoraty uzyskali m.in. naukowcy tej miary jak prof. Stanisław Szpor – wybitny specjalista techniki wysokich napięć rozwijający tę dziedzinę po wojnie w Politechnice Gdańskiej - i prof. Janusz Lech Jakubowski – późniejszy doktor h.c. Politechniki Warszawskiej, wieloletni kierownik Katedry Wysokich Napięć w Politechnice Warszawskiej i dziekan Wydziału Elektrycznego, prof. Jerzy Skowroński – wybitny specjalista z dziedziny materiałoznawstwa i kriotechniki na Politechnice Wrocławskiej. Ich promotorem był prof. Kazimierz Drewnowski.

Również inni wychowankowie i współpracownicy prof. Drewnowskiego osiągnęli ogromne sukcesy w nauce. Np. prof. Witold Iwaszkiewicz położył ogromne zasługi w rozwoju miernictwa elektrycznego w Politechnice Łódzkiej, prof. Stanisław Trzetrzewiński w Politechnice Gdańskiej, a prof. Władysław Findeisen, zatrudniony w 1948 r. na stanowisku asystenta w Katedrze Miernictwa Elektrycznego, został rektorem i doktorem h.c. Politechniki Warszawskiej.

3. Okres powojenny

Po wojnie powstała samodzielna Katedra Wysokich Napięć, natomiast reaktywowaną w 1946 r. Katedrą Miernictwa Elektrycznego kierował początkowo prof. Bolesław Jabłoński, były kierownik Działu Liczników i Legalizacji Liczników w Elektrowni Miejskiej w Warszawie.
We wrześniu 1947 r. kierownictwo Katedry przejął prof. Kazimierz Drewnowski, który po uwolnieniu w 1945 r. z obozu koncentracyjnego w Dachau początkowo organizował w Belgii Polski Ośrodek Studiów Wyższych umożliwiając kilkuset studentom dokończenie przerwanych wojną studiów, a w 1947 r. powrócił do Polski.

Po śmierci prof. Kazimierza Drewnowskiego w 1952 r. kierownictwo Katedry Miernictwa Elektrycznego objął prof. Jan Paweł Nowacki. Równolegle działała powołana w 1950 r. Katedra Elektrycznych Przyrządów Pomiarowych kierowana przez prof. Bolesława Jabłońskiego. Istnienie dwóch “pomiarowych” katedr było usprawiedliwione niezwykle szeroką tematyką prac naukowych i dydaktyki, spowodowaną ogromnym rozwojem miernictwa i zapotrzebowaniem na spe cjalistów z tej dziedziny, uznanej wówczas za jeden z głównych działów studiów na Wydziale Elektrycznym.
Na drugim i trzecim roku wykładano przedmiot “Miernictwo elektryczne”, na trzecim “Budowę przyrządów pomiarowych”, “Miernictwo elektroenergetyczne” i
"Miernictwo wysokonapięciowe”, na czwartym “Miernictwo oświetleniowe”. Te dwa ostatnie przedmioty przejęła później Katedra Wysokich Napięć i powstała w 1951 r. Katedra Techniki Świetlnej” .

Po śmierci prof. Bolesław Jabłońskiego w 1956 r. obie “pomiarowe” katedry połączono w jedną Katedrę Miernictwa Elektrycznego z zachowaniem podziału na zakłady odpowiadające dawnym katedrom. Pierwszy, powojenny doktorat z dziedziny miernictwa elektrycznego obronił w 1958 r. prof. Maciej Nałęcz – twórca i dyrektor PAN-owskich Instytutów (Automatyki, Cybernetyki, Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej); promotorem był prof. Paweł Nowacki.

W tym pierwszym, powojennym okresie głównym elementem działalności była odbudowa laboratoriów i pozyskiwanie aparatury pomiarowej. Realizacja zleceń zewnętrznych polegała głównie na reperacji przyrządów pomiarowych, wytwarzaniu dzielników napięcia, transduktorów, przekładników, mierników elektrostatycznych, prototypowych serii mierników elektrodynamicznych, konduktometrów i solomierzy, mierników stratności dielektrycznej materiałów izolacyjnych, liczników energii, mostków, kompensatorów technicznych i laboratoryjnych, serii przyrządów pomiarowych przystosowanych do pracy w warunkach tropikalnych – na eksport do Wietnamu [1, 2, 3].

W 1959 r. prof. Paweł Nowacki został dyrektorem Instytutu Badań Jądrowych i kierownikiem nowopowstałej Katedry Energetyki Jądrowej na Wydziale Mechanicznym, Energetyki i Lotnictwa PW, natomiast kierownictwo Katedry Miernictwa Elektrycznego przejął doc. Stefan Lebson, który od 1957 r. kierował Zakładem Elektrycznych Przyrządów Pomiarowych, a wcześniej był dyrektorem technicznym Fabryki przyrządów Pomiarowych ERA we Włochach i wykładał miernictwo elektryczne w Wieczorowej Szkole Inżynierskiej.

Stefan Lebson (1906 – 1972)

Doc. Stefan Lebson kierował Katedrą, a następnie Zakładem Miernictwa Elektrycznego — na jaki w ramach politycznej reorganizacji uczelni przemianowano Katedrę w 1970 r. włączając ją w skład Instytutu Elektrotechniki Teoretycznej i Miernictwa Elektrycznego - aż do śmierci w 1972 r.
Nieprzeciętna osobowość doc. Stefana Lebsona, ogromna wiedza teoretyczna i doświadczenie wyniesione z wieloletniej pracy w przemyśle oraz głębokie zaangażowanie we wszystko co robił, pozwoliły mu stworzyć prawdziwą, promieniującą na cały kraj, naukową szkołę metrologii elektrycznej i wykształcić liczącą się grupę wybitnych fachowców.
Żaden z kilku jego następców na stanowisku kierownika Zakładu, łącznie z autorem tego artykułu kierującym Zakładem od 1995 r., nie zdołał mu pod tym względem dorównać [4].

Lata sześćdziesiąte do dziewięćdziesiątych to najintensywniejszy okres działalności Katedry i Zakładu Miernictwa Elektrycznego. W tym czasie ponad dwudziestu pracowników obroniło doktoraty, ośmiu habilitacje, a trzech uzyskało tytuły profesorskie.
Profesorowie, którzy wywodzą swój naukowy rodowód z Katedry i Zakładu Miernictwa Elektrycznego pracują lub pracowali również na innych Wydziałach PW i innych uczelniach, np. na Wydziale MEL oraz Elektroniki PW, w Politechnice Gdańskiej, Lubelskiej, Łódzkiej, Opolskiej, Radomskiej, Świętokrzyskiej, Wrocławskiej, Zielonogórskiej, Wojskowej Akademii Technicznej.

Plon działalności pracowników Katedry i Zakładu to, obok trudnych do przecenienia osiągnięć dydaktycznych, łatwiejsze w ocenie efekty pracy naukowej. Wyrażają się one liczbą książek, monografii, podręczników i skryptów przekraczającą 200 oraz przynajmniej dziesięciokrotnie większą liczbą artykułów, referatów naukowych i patentów. Oprócz tego na szczególną uwagę zasługują dokonania praktyczne.

Oto najważniejsze z przyrządów, metod i systemów pomiarowych, opracowanych w tym okresie przez pracowników Katedry i Zakładu na rzecz jednostek gospodarki narodowej [5]:
  • seria wzorcowych woltomierzy, amperomierzy i watomierzy klasy 0,2 - dla Politechniki Białostockiej,
  • kompleksowe stanowisko do badania rejestratorów - dla Elektrowni Turów w Turoszowie,
  • seria wysokonapięciowych zapłonników ropy w piecach transporterowych - dla Zakładów Piekarniczych w Warszawie,
  • seria mikroomomierzy - dla PKP,
  • seria laboratoryjnych mostków Wheatstone’a, galwanometrów statycznych i balistycznych oraz elektronicznych wskaźników zera,
  • seria mostków przemiennoprądowych C2/C50 do badania kondensatorów - dla Zakładów Energetycznych,
  • seria teslomierzy halotronowych,
  • wykonanie prototypu magnetometru cienkowarstwowego,
  • opracowanie cyfrowego miernika wielkości fotomagnetycznych,
  • analiza pracy zapłonników lamp halogenkowych – dla Zakładów im. Róży Luksemburg,
  • seria elektrodynamicznych liczników energii prądu stałego z koncentratorami pola - dla MZK w Warszawie,
  • seria magnetycznych przetworników cienkowarstwowych - wdrożona do produkcji w Zakładach LUMEL w Zielonej Górze,
  • system wielopunktowego pomiaru temperatury wyłączników wysokiego napięcia - dla ZWAR Warszawa - Międzylesie,
  • system ciągłego pomiaru temperatury przewodów elektrycznych pod napięciem - dla Instytutu Elektroenergetyki PW,
  • opracowanie czujników i układu pomiarowego do określania grubości warstw dyfuzyjnych elementów stalowych – dla Instytutu Mechaniki Precyzyjnej,
  • pierwszy w Europie kalorymetr do badań kinetyki uwalniania ciepła – dla Instytutu Techniki Budowlanej w Warszawie,
  • system indykacji zagrożeń pożarowych lasów – dla Instytutu Leśnictwa w Warszawie,
  • omomierz elektroniczny – wdrożony do produkcji w fabryce ERA we Włochach,
  • wykrywacz przewodów pod napięciem – wdrożony do produkcji w prywatnej firmie,
  • zespól precyzyjnych zasilaczy do mikroskopu elektronowego - dla Instytutu Fizyki PAN,
  • stanowisko pomiarowe z komparatorem termoelektrycznym do sprawdzania laboratoryjnych mierników przemiennoprądowych – dla PKP,
  • tester sprzęgieł magnetycznych – dla Wytwórni Sprzęgieł w Ostrzeszowie,
  • seria termometrów cyfrowych – dla Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej,
  • projekt fazomierza z diodami Zenera
    – dla Zakładów LUMEL w Zielonej Górze,
  • tester filtrów trakcyjnych – dla PKP,
  • tester magnetofonów – dla Zakładów Radiowych im. Kasprzaka w Warszawie,
  • permeametry cyfrowe - dla Zakładów im. G. Dymitrowa, Instytutu Metali Nieżelaznych w Gliwicach, Zakładów POLKOLOR w Piasecznie, Instytutu Teleradiotechnicznego w Warszawie i Centralnego Biura Konstrukcji Obrabiarek w Pruszkowie,
  • system pomiaru przepływu wody metodą elektromagnetyczną – dla Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej,
  • komputerowy system badania materiałów magnetycznych - dla Instytutu Metali Nieżelaznych w Gliwicach,
  • automatyczny system wieloparametrowy do badań wybranych parametrów maszyn elektrycznych wirujących,
  • system cyfrowego pomiaru rezystywności próbek skalnych z odwiertów naftowych - dla AGH i Przedsiębiorstwa Poszukiwań Naftowych,
  • system do pomiaru naprężeń w ogniwach łańcuchów rowerowych - dla Fabryki Rowerów ROMET w Bydgoszczy,
  • programowane egzaminatory elektroniczne - dla Politechniki Warszawskiej i Poznańskiej,
  • seria przetworników do pomiaru parametrów pojazdów mechanicznych - dla WAT i Państwowego Instytutu Motoryzacji w Warszawie,
  • seria nowych typów przetworników wielkości nieelektrycznych – w ramach problemu CPBR 12.3,
  • projekt i realizacja laboratorium miernictwa elektrycznego - dla wyższej uczelni w Trypolisie,
  • seria przetworników konduktywności gruntu i poziomu wody w rzekach - dla realizacji,
  • programu "Badanie zasobów wodnych",
  • systemy pomiaru parametrów strumienia objętości cieczy metodą elektromagnetyczną w kanałach otwartych do bilansowania wód w polderach (polder Łęgnowo) - dla Akademii Techniczno-Rolniczej w Bydgoszczy,
  • system pomiaru parametrów toków szynowych w ruchu dla PKP,
  • seria analizatorów widma sygnałów - wdrożone do produkcji w COBRABiD w Poznaniu,
  • liczniki energii prądu stałego i jednofazowe liczniki mikroprocesorowe - dla Zakładów HEFRA oraz wdrożone do produkcji w COBRABiD ECO i firmie FLAMAL w Warszawie,
  • system pomiaru intensywności oddychania roślin - dla Uniwersytetu Warszawskiego,
  • seria mikroprocesorowych mierników powierzchni czynnej elementów galwanotechnicznych - wdrożona do eksportowej produkcji w firmie APEK w Warszawie,
  • system pomiaru momentu obrotowego, prędkości kątowej i mocy mechanicznej – dla Instytutu Maszyn Elektrycznych PW i COBRABiD Warszawa,
  • seria testerów filtrów trakcyjnych - dla PKP,
  • szereg ekspertyz skuteczności ochrony przeciwporażeniowej w zakładach przemysłowych.

W 1967 r. w Katedrze Miernictwa Elektrycznego, z upoważnienia Głównego Urzędu Miar, powstał Ośrodek Legalizacji Mierników legalizujący elektryczne mierniki laboratoryjne wszystkich typów z obszaru całej Polski. Ośrodek zakończył działalność w 1974 r.

Rozwój techniki i możliwości wykorzystywania jej najnowszego narzędzia, jakim jest informatyka, w istotny sposób kształtuje profil badań, oczekiwania studentów i zainteresowania pracowników Zakładu. Główne, aktualnie realizowane kierunki badań Zakładu to:

  • nowoczesne metody analizy i przetwarzania sygnałów pomiarowych,
  • zastosowanie nowych technologii w realizacji systemów pomiarowych, zwłaszcza systemów rozproszonych,
  • bezpieczeństwo systemów informacyjno-pomiarowych,
  • efektywne metody analizy sygnałów w badaniach systemów elektroenergetycznych,
  • metody matematycznego opisu i badań właściwości systemów periodycznie zmiennych w czasie,
  • realizacja układów pomiarowych z wykorzystaniem mikrokontrolerów,
  • optymalizacja metod przesyłania sygnałów pomiarowych w systemach telekomunikacyjnych,
  • opracowywanie zasad budowy wirtualnych przyrządów i systemów pomiarowych,
  • systemy pomiarowe wielkości nieelektrycznych,
  • modyfikacja metodyki projektowania przetworników pierwotnych dla przepływomierzy elektromagnetycznych,
  • metody pomiaru i analizy parametrów materiałów magnetycznych, w tym blach elektrotechnicznych,
  • badanie dokładności nawigacyjnych systemów satelitarnych GPS i DGPS,
  • zastosowanie metod grafiki komputerowej do analizy rozkładu oświetlenia i modelowania reflektorów.

Dostosowując się do takiej tematyki badań, począwszy od października 2003 r. Zakład Miernictwa Elektrycznego zmienił nazwę na Zakład Systemów Informacyjno - Pomiarowych i wchodzi w skład tego samego, dwuzakładowego Instytutu, który obecnie nosi nazwę Instytut Elektrotechniki Teoretycznej i Systemów Informacyjno – Pomiarowych.
Zakład zatrudnia aktualnie 16 nauczycieli akademickich: 2 profesorów tytularnych, 2 dr hab. profesorów nadzwyczajnych PW, 7 dr inż. – adiunktów, 2 dr inż. – starszych wykładowców, 2 mgr inż. – asystentów oraz 5 doktorantów i 1 asystenta-stażystę. Ponadto Zakład regularnie zleca część zajęć dydaktycznych czterem byłym nauczycielom akademickim ze stopniem doktora, którzy ostatnio przeszli na emeryturę. W toku jest postępowanie o uzyskanie tytułu przez jednego z profesorów Zakładu, w ciągu najbliższego roku jeden z asystentów powinien obronić doktorat, a dwie osoby w ciągu dwóch lat powinno uzyskać habilitację.

4. Bibliografia

[1]. Praca zbiorowa: Zarys Historii Wydziału Elektrycznego 1921 – 1981. Materiały Sympozjum listopad 1981. Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1983.

[2]. A. Staniszewski: Historia Wydziału Elektrycznego Politechniki Warszawskiej 1965 – 1995. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskie
j, Warszawa, 1997.

[3]. W. Kwiatkowski, J. Olędzki, T. Świderski: Rozwój dyscypliny “miernictwo elektryczne” na Wydziale Elektrycznym Politechniki Warszawskiej. Przegląd Elektrotechniczny, nr 2/1983.

[4]. J. Czajewski: Lebson Stefan Jerzy. Słownik Biograficzny Techników Polskich, t. 14, Federacja Stowarzyszeń Naukowo-technicznych, Warszawa, 2003.

[5]. Materiały archiwalne Zakładu Miernictwa Elektrycznego i ustne relacje pracowników.

————————————

*/ Kierownik Zakładu Miernictwa Elektrycznego od 1995 r.