Detail předmětu

Speciální fyzika

FAST-CB52Ak. rok: 2014/2015

Automatizované měřící systémy - Úvod. Snímače a převodníky. Realizace vstupu a výstupu. Úvod do měřícího systému GPIB. Přehled přístrojů s GPIB. Instrukce vybraných přístrojů. Programování stykové karty GPIB. Praktické cvičení.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. RNDr. Pavel Schauer, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyziky (FYZ)

Výsledky učení předmětu

Znalosti snímačů fyzikálních veličin a automatizovaných metod měření neelektrických i elektrických veličin. Převod neelektrických veličin na elektrické nebo optické signály. Znalosti o zpracování signálů výpočetní technikou. Počítačové programování v moderním jazyku (nyní v Pythonu). Znalosti a přehled o aplikačních možnostech ve stavebnictví a posledních trendech v měřicí technice.

Prerekvizity

Základní kurs fyziky, základní měřící metody, práce s veličinami a jednotkami. Základní znalost práce na počítači. Zpracování dat na počítači, vstupní a výstupní operace. Základy programování.

Korekvizity

Počítačové programování.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

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

Vzdělávací činnost a metody budou následující:

1) Teoretická výuka výkladem a ukázkami na počítači
2) Praktická výuka u počítače s přípojenými přístroji ke sběrnici GPIB.
3) Domácí práce a realizace zadaných projektů se budou provádět na osobním počítači studenta, přístroje budou nahrazeny simulací.

Více na http://fyzika.fce.vutbr.cz, sekce studium.

Způsob a kritéria hodnocení

Účast na cvičení. Vypracování individuální úlohy dle seznamu úloh. Odevzdání funkčního počítačového programu ke jmenované úloze. Test sestavení jednoduché úlohy. Zápočet. Zkouška.

Osnovy výuky

1. Úvod: Počítače v měření, ekonomický přínos, kvalitativní přínos.
2. Snímače a převodníky: snímače tlaku, teploty, mechanického napětí, změny délky, změny objemu.
3. Realizace vstupu a výstupu: sériový V/V RS232, paralelní V/V LPT1, měřící systém GPIB (IEEE488).
4. Úvod do měřícího systému GPIB: Základní požadavky na zapojení, popis sběrnice, funkční příkazy GPIB.
5. Přehled přístrojů s GPIB: Agilent, Tectronics, ostatní vybrané přístroje s GPIB.
6. Instrukce vybraných přístrojů: 1. část: osciloskopy série Agilent 54600.
7. Instrukce vybraných přístrojů - 2. část: programovatelné zdroje série Agilent E363xA, digitální multimetr Agilent 34401A.
8. Programování stykové karty GPIB: instrukce pro kartu firmy Agilent, ukázka programové jednotky visa_simul, ukázka programové jednotky PRISTROJ, ukázka programu pro měření.
9. Praktická úloha: příprava konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
10. Praktická úloha: příprava konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
11. Praktická úloha: odladění konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
12. Praktická úloha: odladění konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
13. Praktická úloha: odzkoušení konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.

Pracovní stáže

---

Učební cíle

Absolvent získává znalosti v oblasti snímačů fyzikálních veličin a metod měření neelektrických i elektrických veličin. Je seznamován s převodem neelektrických veličin na elektrické nebo optické signály a získává znalosti o zpracování těchto signálů výpočetní technikou. Dále získává znalosti a přehled o aplikačních možnostech ve stavebnictví a současných trendech v měřicí technice.

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.

Doporučené volitelné složky programu

---

Základní literatura

Pavel Schauer: Laboratorní cvičení z fyziky I. PC-DIR, 1994. (CS)
Schauer Pavel: Poznámky k předmětu Speciální fyzika. nevyšlo tiskem, autor poskytuje studentovi zdarma elektronicky, 2013. (CS)

Doporučená literatura

Pavel Schauer: Notes to the Special Physics. Only the electronic version. Author provides to the students free.. 2013. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-K-C-SI magisterský navazující

    obor K , 1 ročník, letní semestr, volitelný

  • Program N-P-C-SI magisterský navazující

    obor K , 1 ročník, letní semestr, volitelný

  • Program N-P-E-SI magisterský navazující

    obor K , 1 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. RNDr. Pavel Schauer, CSc.

Osnova

1. Úvod: Počítače v měření, ekonomický přínos, kvalitativní přínos.
2. Snímače a převodníky: snímače tlaku, teploty, mechanického napětí, změny délky, změny objemu.
3. Realizace vstupu a výstupu: sériový V/V RS232, paralelní V/V LPT1, měřící systém GPIB (IEEE488).
4. Úvod do měřícího systému GPIB: Základní požadavky na zapojení, popis sběrnice, funkční příkazy GPIB.
5. Přehled přístrojů s GPIB: Agilent, Tectronics, ostatní vybrané přístroje s GPIB.
6. Instrukce vybraných přístrojů: 1. část: osciloskopy série Agilent 54600.
7. Instrukce vybraných přístrojů - 2. část: programovatelné zdroje série Agilent E363xA, digitální multimetr Agilent 34401A.
8. Programování stykové karty GPIB: instrukce pro kartu firmy Agilent, ukázka programové jednotky visa_simul, ukázka programové jednotky PRISTROJ, ukázka programu pro měření.
9. Praktická úloha: příprava konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
10. Praktická úloha: příprava konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
11. Praktická úloha: odladění konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
12. Praktická úloha: odladění konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
13. Praktická úloha: odzkoušení konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. RNDr. Pavel Schauer, CSc.

Osnova

1. Úvod, seznámení s předmětem a náplní, plán cvičení, základní informace
2. Ukázka snímačů podle jejich kategorií. Procvičení práce se snímači ve skupinách.
3. Sestavování měřícího celku pro vybraná schémata úloh (GPIB, koaxiální propojení, PC-přístroje, USB modul quido, Agilent), práce v malých skupinách.
4. Sestavování měřícího celku pro další zvolená schémata úloh, práce ve skupinách.
5. Cejchování termistoru, cejchování termo-diody. Realizace automatizovaného celku, práce ve skupinách na úlohách částečně připravených učitelem.
6. Programování automatizovaných úloh v programovacím jazyce Python.
7. Programování úloh z 9. týdne cvičení v programovacím jazyku Python, odladění pomocí programové simulační jednotky „visa_simul“.
8. Programování úloh z 11. týdne cvičení v programovacím jazyku Python, odladění pomocí programové simulační jednotky „visa_simul“.
9. Měření R-I charakteristiky diody (skupina A), Měření U-I charakteristiky odporu (skupina B), Realizace automatizovaného měřícího pracoviště, zapojení úloh
10. Měření na pracovištích ve skupinách úloh z 9. týdne cvičení, s využitím programů ze 7. týdne cvičení, využití programové jednotky „visa_simul“ komunikující s visa_simul. Protokol o měření.
11. Měření U-I charakteristiky diody (skupina A) ,Měření R-I charakteristiky odporu (skupina B), Realizace automatizovaného měřícího pracoviště, zapojení úloh
12. Měření na pracovištích ve skupinách z 11. týdne cvičení, s využitím programu ze 8. týdne cvičení, s využitím programové jednotky „visa_simul“ komunikující s visa_simuli. Protokol o měření.
13. Zhodnocení protokolů. Zápočet