Detail předmětu

Speciální fyzika

FAST-NBB009Ak. rok: 2021/2022

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

4

Garant předmětu

Mgr. Miroslav Luňák, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyziky (FYZ)

Výsledky učení předmětu

Znalosti v oblasti snímačů fyzikálních veličin a metod měření neelektrických i elektrických veličin. Orientace v převodu neelektrických veličin na elektrické nebo optické signály a znalosti o zpracování převedených signálů výpočetní technikou. Znalosti a přehled o aplikačních možnostech a současných 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.

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: rozhraní USB, USB/GPIB, měřící systém GPIB (IEEE488).
4. Úvod do měřícího systému GPIB: Základní požadavky na zapojení, popis sběrnice, funkční příkazy GPIB.
5. Přehled vybraných přístrojů s GPIB: Agilent, 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. Úvod do programování v jazyce Python.
10. Programování v jazyce python s použitím instrukcí k ovládání přístrojů Agilent.
11. Exkurze, ukázka specializovaných výzkumných přístrojů.
12. Praktická úloha: odladění konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
13. Praktická úloha: odzkoušení konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPC-SIK magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Luboš Pazdera, 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: rozhraní USB, USB/GPIB, měřící systém GPIB (IEEE488). 4. Úvod do měřícího systému GPIB: Základní požadavky na zapojení, popis sběrnice, funkční příkazy GPIB. 5. Přehled vybraných přístrojů s GPIB: Agilent, 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. Úvod do programování v jazyce Python. 10. Programování v jazyce python s použitím instrukcí k ovládání přístrojů Agilent. 11. Exkurze, ukázka specializovaných výzkumných přístrojů. 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. Mgr. Jan Martinek, Ph.D.

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, PC-přístroje 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.