Detail předmětu

Senzory neelektrických veličin

FEKT-LSNVAk. rok: 2015/2016

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.

Výsledky učení předmětu

Absolvent kurzu je schopen:
- získat základní, v technické praxi dobře použitelné znalosti a dovednosti z oblasti vláknové senzorové techniky a optických vláknových senzorů
- diskutovat návrh základní koncepce měřicího řetězce,
- určit optimální metodu měření,
- definovat měřená data a
- popsat, zpracovat a vyhodnotit naměřené výsledky a
- další.

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

JJsou požadované znalosti na úrovni bakalářského studia (BMFV, KMFV) a platné přezkoušení pro kvalifikaci pracovníků pro samostatnou činnost (ve smyslu §6 Vyhlášky). Absolvent, který si zapíše kurz, by měl být chopen: - popsat jednotlivé druhy (typy) senzorů, - vysvětlit používané modulace u senzorů, - popsat a vyjmenovat analogové a číslicové senzory a metody měření, - vysvětlit interferenčni jevy a z nich vyplývající možnosti - diskutovat a vysvětlit jednotlivé typy interferometrů - definovat a navrhnout základní bloky měřicích systémů, - dokázat změřit základní fyzikální veličiny a - diskutovat aplikační možnosti, příp. další. Zájemce o kurz by měl být vybaven znalostmi základních fyzikálních a elektrotechnických principů.

Doporučená nebo povinná literatura

ZEHNULA,K.: Snímače neelektrických veličin, SNTL Praha, 1986 (CS)
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)
ZEHNULA,K.: Čidla robotů. Praha SNTL, 1990 (CS)
ĎAĎO,S.-BEJČEK,L.-PLATIL,A.: Měření průtoku a výšky hladiny. BEN Praha 2005, ISBN 80-7300-156-X (CS)
Leonardo pilot project M1 - M12 "Modular Courses on Modern sensors"

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, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává jeden samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška je zaměřena na ověření znalostí (orientace) absolvovaného kurzu. Má povinnou písemnou a laboratorní (numerickou) a nepovinnou ústní část.
laboratoří 0 - 40
písemná část zkoušky 20 - 50
ústní část zkoušky 0 - 10

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

LSNV 20014 -15
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.
1. Úvodní přednáška
Seznámení se strukturou (vymezením vůči BMFV), organizací a obsahem kurzu. Požadavky, zkouška, základní a doporučená literatura. Připomínky, dotazy atd.
2. Snímače a měření polohy a rozměrů.
2.1 Odporové
2.2 Kapacitní
2.3 Indukčnostní
2.4 Optoelektronické
2.5 Speciální
3. Snímače a měření rychlosti a zrychlení (přímočaré, úhlové)
3.1 Přímé měření rychlosti
3.2 Korelační měření rychlosti
3.3 Relativní měření rychlosti
4. Snímače a měření sil (momentu), tlaku a hmotnosti.
4.1 Měření mechanického napětí (přímé a nepřímé)
4.1.1 Deformační členy, převod na polohu
4.1.2 Intrinsický převod
4.2 Odporové tenzometry
4.3 Kapacitní tenzometry
4.4 Rezonanční tenzometry
4.5 Piezoelektrické tenzometry
4.6 Magnetoelastické a magnetoanizotropní tenzometry
4.7 Snímače s OV
4.8 Snímače na fotoelastickém principu
4.9 Přenos signálu z pohyblivých částí
5. Snímače a měření vibrací, vibrační analýza (defektoskopie).
6. Snímače a měření teploty, tepla, tepelného toku.
6.1 Dotykové
6.2 Bezdotykové
7. Snímače a měření vlhkosti, hladiny a průtoku.
7.1 Sorpční a absorpční snímače vlhkosti
7.2 Měření rosného bodu
7.3 Spojité a nespojité hladinoměry
7.4 UZ a radarové hladinoměry
7.5 Objemové a hmotnostní průtokoměry
7.6 Průtok v otevřených kanálech
8. Snímače a měření hustoty a viskozity
8.1 Hustoměry
8.2 Měřiče viskozity
9. Snímače a měření záření (ultrafialového, viditelného, infračerveného).
9.1 Snímače a měření UV
9.2 Snímače a měření VIS
9.3 Snímače a měření IR
10. Snímače a měření ionizujícího záření, složení látek a parametrů životního prostředí.
10.1 Plynové snímače (detektory)
10.2 Polovodičové snímače (detektory)
10.3 Analyzátory
11. Chemické snímače a biosnímače.
11.1 Na fyzikálním principu
11.2 Na fyzikálně-chemickém principu
11.3 Na optickém principu
11.4 Na chromatografickém principu
11.5 ESR spektometry
12. Optické snímače a OVS.
12.1 Snímače turbidity
12.2 Snímače absorbtance (forokolorimetry)
12.3 Snímače nefelometrické
12.4 Snímačerefraktometrické
12.5 OVS
13. Snímače a měření v zabezpečovací technice (monitorování, ochrana objektů atd.).
14. Snímače a měření ostatních veličin, speciální metody a obvody pro měření fyzikálních veličin. Další směry rozvoje senzorové techniky.

Cíl

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-ML magisterský navazující

    obor ML-KAM , 1. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný

  • Program EEKR-ML1 magisterský navazující

    obor ML1-KAM , 1. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný

  • Program EEKR-ML magisterský navazující

    obor ML-BEI , 2. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, volitelný mimooborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor