Detail předmětu

Measurement of physical quantities

FEKT-CMFVAk. rok: 2011/2012

Kurz poskytuje studentům přehled používaných základních principů snímačů, jejich parametrů a konstrukcí. Zabývá se instrumentací, koncepcí a postupy měření fyzikálních (neelektrických) veličin. Na skutečných příkladech z průmyslové praxe prezentuje zejména specifika těchto měření a odlišností oproti obvyklým elektronickým měřením elektrických veličin. Pozornost je věnována i snímačům a metodám měření využívajících optických signálů, optických vláknových senzorů a sběru, zpracování a vyhodnocení (prezentaci) naměřených výsledků.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Petr Beneš, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a měřicí techniky (UAMT)

Výsledky učení předmětu

Absolvent kurzu získá základní, ale v praxi použitelné znalosti a dovednosti z oblasti snímačů a metod měření nejfrekventovanějších fyzikálních veličin, včetně návrhu základní koncepce měření, zpracování a vyhodnocení výsledků.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

laboratoří 0 - 40
písemná část zkoušky 0 - 40
ústní část zkoušky 0 - 20

Osnovy výuky

Úvod - základní terminologie, třídění, koncepce senzorů a měřičů, konstrukční řešení.
Měření polohy a rozměrů.
Měření rychlosti a zrychlení (přímočaré, úhlové)
Měření sil, tlaku a hmotnosti.
Měření deformace a momentu síly.
Měření vibrací a chvění (defektoskopie).
Měření teploty, tepla, tepelného toku.
Měření průtoku.
Měření záření (ultrafialového, viditelného, infračerveného).
Měření ionizujícího záření.
Měření složení látek, vlhkosti a parametrů životního prostředí.
Měření v zabezpečovací technice (monitorování, ochrana objektů atd.).
Měřící systémy pro sběr a zpracování měřených dat (protokoly, sběrnice), senzorové systémy, lokální sítě. Současný stav a předpokládaný vývoj.

Učební cíle

Cílem kurzu je seznámit studenty se základy moderních způsobů a metod měření fyzikálních veličin, které představují až 95 % všech měřených veličin a to jak v laboratorní, tak i průmyslové praxi. Ukázat význam senzorů a měření fyzikálních (technologických) veličin v technických i netechnických oborech (zdravotnictví, ochrana životního prostředí, umění, zabezpečovací technika atd.), ve vědě a obecně v informačních technologiích.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

NORTON,H.N.: Handbook of Transducers. Prentice Hall, 1989 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BC bakalářský

    obor BC-SEE , 2 ročník, letní semestr, volitelný mimooborový
    obor BC-MET , 2 ročník, letní semestr, volitelný mimooborový
    obor BC-AMT , 2 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Beneš, Ph.D.

Osnova

Úvod - základní terminologie, třídění, koncepce senzorů a měřičů, konstrukční řešení.
Měření polohy a rozměrů.
Měření rychlosti a zrychlení (přímočaré, úhlové)
Měření sil, tlaku a hmotnosti.
Měření deformace a momentu síly.
Měření vibrací a chvění (defektoskopie).
Měření teploty, tepla, tepelného toku.
Měření průtoku.
Měření záření (ultrafialového, viditelného, infračerveného).
Měření ionizujícího záření.
Měření složení látek, vlhkosti a parametrů životního prostředí.
Měření v zabezpečovací technice (monitorování, ochrana objektů atd.).
Měřící systémy pro sběr a zpracování měřených dat (protokoly, sběrnice), senzorové systémy, lokální sítě. Současný stav a předpokládaný vývoj.

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Beneš, Ph.D.

Osnova

Úvodní cvičení (organizace, instruktáž, bezpečnost a seznámení s pracovištěm).
Měření polohy a rozměrů (indukčnostní snímač, kapacitní snímač, fotoelektrický snímač, vláknová optika, strojírenský digitální komparátor, digitální úchylkoměr, posuvka a sklonoměr, příp. zájmu další).
Měření rychlosti a zrychlení (lineární a úhlová rychlost kontaktními a bezkontaktními optickými metodami, oscilátorové snímače a měření pomocí magnetických značek)
Měření sil, tlaku a hmotnosti (tenzometrické snímače, piezoelektrické snímače, optické snímače, digitální laboratorní váhy se sběrnicí).
Měření deformace (kovové a polovodičové tenzometry, difusní membrány).
Měření vibrací (piezoelektrické snímače, ukázkové měření s multianylyzátorem fy B & K 3560C).
Měření teploty dotykové (kovové, polovodičové a inteligentní snímače) a bezdotykové (radiační pyrometry a skener).
Měření průtoku (ukázkové měření základních metod a snímačů průtoku na zkušební trati ve speciální katedrové laboratoři pro měření tlaku a průtoku).
Měření záření (měření základních parametrů optického záření v UV, VIS a IR oblasti pomocí ručních servisních přístrojů a na optickém měřicím systému řízeném PC).
Měření složení látek (základní snímače a metody používané u analytických měření: měření CO2, koncentrace, měření vodivosti a indexu lomu, měření pH standardními i iontově selektivními elektrodami, ukázka měřiče ovzduší fy B & K ).
Základní optické vláknové snímače a jejich typické aplikace (měření teploty, polohy, tlaku, složení látek, rychlosti atd.).
Volné téma (podle zájmu).
Zápočet (náhradní cvičení).