Detail předmětu

Senzory neelektrických veličin

FEKT-LSNVAk. rok: 2011/2012

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

Jazyk výuky

čeština

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 teoretické znalosti a praktické dovednosti z oblasti snímačů a metod měření nejfrekventovanějších neelektrických veličin, včetně návrhu koncepce měření, zpracování a vyhodnocení výsledků.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského 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 20 - 50
ústní část zkoušky 0 - 10

Osnovy výuky

Definice oboru, popis jednotlivých veličin, využití v automatizační technice, robotice, defektoskopii a dalších oborech. Etalonáž základních veličin, měřicí kanál, systém, statická a dynamická měření fyzikálních veličin. Výhody měření neelektrických veličin elektrickými metodami. Definice snímače. Základní vlastnosti a požadavky. Fyzikální model snímače. Rozdělení snímačů.
Snímače a měření polohy a rozměrů.
Snímače a měření rychlosti a zrychlení (přímočaré, úhlové)
Snímače a měření sil, tlaku a hmotnosti.
Snímače a měření deformace a momentu síly.
Snímače a měření vibrací, vibrační analýza (defektoskopie).
Snímače a měření teploty, tepla, tepelného toku.
Snímače a měření vlhkosti, hladiny a průtoku.
Snímače a měření záření (ultrafialového, viditelného, infračerveného).
Snímače a měření ionizujícího záření, složení látek a parametrů životního prostředí.
Snímače a měření v zabezpečovací technice (monitorování, ochrana objektů atd.).
Snímače a měření ostatních veličin, speciální metody a obvody pro měření fyzikálních veličin. Další směry rozvoje snímačové techniky. Fluidikové snímače, biosnímače a chemické snímače.
Základní koncepce měřičů, konstrukční řešení. Měřící systémy pro sběr a zpracování měřených dat (protokoly, sběrnice).

Učební cíle

Cílem kursu je seznámit posluchače se základní teorií, principy a konstrukcí snímačů a poskytnout znalosti pro jejich návrh a optimální využití. Dále seznámit se základními problémovými oblastmi snímačové techniky (parazitní vlivy, kalibrace, diagnostika apod.). Hlavním úkolem kursu je inženýrská znalost základů snímačové informatiky.

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

ĎAĎO,S.-KREIDL,M.: Senzory a měřicí obvody. ČVUT Praha, 1996 (CS)
FRADEN,J.: Handbook of modern sensors. Springer 2004, ISBN 0-387-00750-4 (EN)
Leonardo pilot project M1 - M12 "Modular Courses on Modern sensors"
ZEHNULA,K.: Snímače neelektrických veličin, SNTL Praha, 1986 (CS)

Doporučená literatura

ĎAĎO,S.-BEJČEK,L.-PLATIL,A.: Měření průtoku a výšky hladiny. BEN Praha 2005, ISBN 80-7300-156-X (CS)
ZEHNULA,K.: Čidla robotů. Praha SNTL, 1990 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-ML magisterský navazující

    obor ML-KAM , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    obor ML-BEI , 2 ročník, zimní semestr, volitelný mimooborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Stanislav Klusáček, Ph.D.

Osnova

Definice oboru, popis jednotlivých veličin, využití v automatizační technice, robotice, defektoskopii a dalších oborech. Etalonáž základních veličin, měřicí kanál, systém, statická a dynamická měření fyzikálních veličin. Výhody měření neelektrických veličin elektrickými metodami. Definice snímače. Základní vlastnosti a požadavky. Fyzikální model snímače. Rozdělení snímačů.
Snímače a měření polohy a rozměrů.
Snímače a měření rychlosti a zrychlení (přímočaré, úhlové)
Snímače a měření sil, tlaku a hmotnosti.
Snímače a měření deformace a momentu síly.
Snímače a měření vibrací, vibrační analýza (defektoskopie).
Snímače a měření teploty, tepla, tepelného toku.
Snímače a měření vlhkosti, hladiny a průtoku.
Snímače a měření záření (ultrafialového, viditelného, infračerveného).
Snímače a měření ionizujícího záření, složení látek a parametrů životního prostředí.
Snímače a měření v zabezpečovací technice (monitorování, ochrana objektů atd.).
Snímače a měření ostatních veličin, speciální metody a obvody pro měření fyzikálních veličin. Další směry rozvoje snímačové techniky. Fluidikové snímače, biosnímače a chemické snímače.
Základní koncepce měřičů, konstrukční řešení. Měřící systémy pro sběr a zpracování měřených dat (protokoly, sběrnice).

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Stanislav Klusáček, Ph.D.

Osnova

Úvodní cvičení. Administrativní a organizační záležitosti. Seznámení se strukturou, obsahem, formou a požadavky kursu. Bezpečnost práce v laboratoři.
Měření polohy (kontaktní).
Měření polohy (bezkontaktní).
Měření teploty.
Termoelektrické snímače teploty (kovové, polovodičové).
Bezdotykové a speciální měření teploty.
Měření deformací.
Měření rychlosti.
Měření mechanického kmitání.
Speciální snímače a obvody pro měření neelektrických veličin
Měření (monitorování) čistoty (kvality) ovzduší
Inteligentní snímače a snímačové moduly.
Volné téma.