Detail předmětu

Measurement of physical quantities

FEKT-CMFVAk. rok: 2018/2019

Kurz poskytuje studentům přehled používaných základních principů snímačů, jejich parametrů a konstrukcí. Zabývá se instrumentací, koncepcí a postupy měření fyzikálních (neelektrických) veličin. Na 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 a sběru, zpracování a vyhodnocení 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 zná:
- principy základních typů snímačů
- principy metod měření mechanických veličin (poloha, rychlost, zrychlení, síla, moment), průtok, teploty, záření
- postupy zpracování naměřených dat a jejich vyhodnocení
Absovent je schopen:
- činit kvalifikované závěry o konkrétním měření
- používat elektrické měřicí přístroje
- navrhnout a realizovat měření fyzikálních veličin

Prerekvizity

Student musí mít znalosti fyziky, matematiky a elektrických obvodů na úrovni 1.ročníku Bc. studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Metody vyučování zahrnují přednášky a laboratoře. Student odevzdává deset laboratorních záznamů.

Způsob a kritéria hodnocení

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

Osnovy výuky

1) Úvod - základní terminologie, statické a dynamické parametry snímačů
2) Základní fyzikální principy snímačů - fyzikální jevy
3) Snímače polohy
4) Snímače rychlosti a zrychlení
5) Snímače síly, hmotnosti, tlaku, momentu
6) Snímače průtoku
7) Dotykové snímače teploty, tepla, tepelného toku
8) Bezkontaktní měření teploty
9) Snímače optických veličin
10) Snímače ionizujícího záření
11) Snímače magnetických veličin
12) Chemické snímače

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.

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.
Laboratorní výuka je povinná, je možno nahradit zameškané laboratorní cvičení.

Základní literatura

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

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BC bakalářský

    obor BC-MET , 2 ročník, letní semestr, volitelný mimooborový
    obor BC-SEE , 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).