Detail předmětu
Měření fyzikálních veličin
IMFV Ak. rok 2010/2011 letní semestr 6 kreditů
Předmět 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 odlišnosti 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.
Garant předmětu
Jazyk výuky
Zakončení
Rozsah
- 26 hod. přednášky
- 39 hod. laboratoře
Zajišťuje ústav
Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu
Absolvent předmětu by měl být vybaven sice základními, ale v praxi použitelnými znalostmi a dovednostmi z oblasti snímačů a metod měření nejfrekventovanějších fyzikálních veličin, včetně návrhu základní koncepce měření, zpracování a vyhodnocení výsledků.
Cíle předmětu
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.
Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti
Základy fyziky, elektrotechniky a elektroniky.
Literatura studijní
- ĎAĎO, S., KREIDL, M .: Senzory a měřicí obvody. ČVUT Praha, 1996.
- ZEHNULA, K.: Čidla robotů. Praha SNTL, 1990.
- JENČÍK, J., KUHN, L.: Technická měření ve strojírenství. SNTL Praha, 1992.
- GOPEL, W., HESSE, J., ZEMEL, J. N.: Sensors - A Comprehensive Survey. VCH, Germany, USA, 1988.
- BONFIG, K. W.: Sensoren und Sensorsysteme. Expert Verlag, Germany, 1991.
- NORTON, H. N.: Handbook of Transducers. Prentice Hall, USA, 1989
- JENČÍK, J., BRÁZA, A.: Technická měření. ČVUT Praha, 1996.
- TURÁŇ, J., PETRÍK, S.: Optické vláknové senzory. ALFA Bratislava, 1990.
- KOCOUREK a kol.: Číslicové měřicí systémy. ČVUT, 1994.
- Další doporučená literatura v průběhu přednášek a cvičení.
Literatura referenční
- BEJČEK, L.: Měření neelektrických veličin. Skriptum, VUT Brno, 1988.
- ZEHNULA, K.: Snímače neelektrických veličin. SNTL Praha, 1986
Osnova přednášek
- 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.).
- Měřicí systémy pro sběr a zpracování měřených dat (protokoly, sběrnice), senzorové systémy, lokální sítě. Současný stav a předpokládaný vývoj.
Osnova laboratorních cvičení
- 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, v případě 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 s laserovým zaměřováním).
- 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).
Průběžná kontrola studia
Udělení zápočtu je podmíněno absolvováním všech 10 laboratorních cvičení, dvou průběžných písemných testů, vypracováním 3 kompletních protokolů z určených laboratorních cvičení v předepsaných termínech.
Kontrolovaná výuka
Absolvování 10 laboratorních cvičení.
Zařazení předmětu ve studijních plánech