450-2003/03 – Senzory a měření (SaM)

Garantující katedraKatedra kybernetiky a biomedicínského inženýrstvíKredity4
Garant předmětudoc. Ing. Petr Bilík, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Petr Bilík, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BIL45 doc. Ing. Petr Bilík, Ph.D.
VAL47 Ing. David Vala
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 2+12

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními principy převodu neelektrických veličin na elektrický signál, se základními vlastnostmi a konstrukčním provedením senzorů a metodami měření neelektrických veličin používanými v průmyslové praxi. Získané znalosti metod měření neelektrických veličin, principů vlastností a konstrukce snímačů umožní přistupovat kvalifikovaným způsobem při výběru snímačů pro potřeby měřících a řídících systémů.

Vyučovací metody

Přednášky
Experimentální práce v laboratoři
Projekt

Anotace

Měřící a řídící systémy představují podskupinu obecných informačních systému - systému pro zpracování informací. Každý systém pro zpracování informací (a tedy i měřící a řídící systém) se skládá ze 3 částí: vstupního převodníku, bloku pro vlastní zpracování informací a výstupního převodníku. Ve vstupním převodníku dochází k identifikaci informace o stavu měřené resp. regulované soustavy a jejímu převodu na formu, která je vhodná pro zpracování informace v následujícím bloku. V současné době je převažující formou pro účely zpracování informace elektrický signál. Vstupní převodník (senzor, snímač) představuje primární zdroj informace o měřené resp. řízené soustavě a určuje vlastnosti celého měřícího popř. řídícího systému. Ve většině případu tvoří dnes i nejnákladnější část celého řetězce. Náplní předmětu je seznámit studenty se základními principy využívanými při převodu neelektrických veličin na elektrický signál, se základními vlastnostmi a konstrukčním provedením vstupních převodníku metodami měření neelektrických veličin. Toto jim umožní přistupovat kvalifikovaným způsobem při výběru snímačů pro potřeby měřících a řídících systému.

Povinná literatura:

1. DUBEC, Miroslav a Jaromír SKOTNICA. Senzory a měření neelektrických veličin. Učební text. Ostrava: VŠB, FEI, K450, 2012, 318 s. 2. Master books on sensors: modular courses on modern sensors Leonardo da Vinci project CZ/PP-134026. Editor Alois Tipek, Pavel Ripka. Praha: BEN - technical literature, 2003, 1 sv. ISBN 80-7300-129-2.

Doporučená literatura:

1. ĎAĎO S. Senzory a převodníky. 1. vyd. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2005, 136 s. ISBN 80-01-03123-3. 2. KREIDL, Marcel. Měření teploty: senzory a měřicí obvody. 1. vyd. Praha: BEN - technická literatura, 2005, 239 s. Senzory neelektrických veličin, 1. díl. ISBN 8073001454. 3. ĎAĎO, Stanislav, Ludvík BEJČEK a Antonín PLATIL. Měření průtoku a výšky hladiny. 1. vyd. Praha: BEN - technická literatura, 2005, 447 s. ISBN 80-7300-156-x. 4. LYSENKO, Vladimír. Detektory pro bezdotykové měření teplot. 1. vyd. Praha: BEN - technická literatura, 2005, 153 s. Senzory neelektrických veličin. ISBN 80-7300-180-2.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola studia: V průběhu semestru absolvují studenti 10 laboratorních úloh. Cílem laboratorních úloh je praktické ověření přednášené problematiky. Před započetím laboratorní úlohy jsou studenti vždy přezkoušeni ze znalostí problematiky související s měřenou úlohou. Po změření úlohy vypracovávají protokol o úloze. Odevzdání protokolu je podmínkou pro zahájení měření další úlohy. Bodové hodnocení laboratorní úlohy se skládá z hodnocení přípravy na úlohu a hodnocení protokolu. Podmínky udělení zápočtu: V průběhu semestru: Za každou laboratorní úlohu lze získat max. 3 body. Celkem lze za semestr získat 30 bodů. Podmínkou pro získání zápočtu je získání min. 10 bodů. Závěrečná zkouška: Podmínkou je udělený zápočet. Do bodového hodnocení závěrečné zkoušky se započítává semestrální projekt (max. 20 bodů). Závěrečná zkouška má část písemnou (max 40 bodů) a část ústní (max 10 bodů). Podmínkou pro uznání závěrečné zkoušky je zisk min. 35 bodů. Výsledné hodnocení předmětu je součtem bodů za semestr a závěrečnou zkoušku.

E-learning

Další požadavky na studenta

Žádné další požadavky na studenta nejsou kladeny

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: 1.Úvod do problematiky měření neelektrických veličin. Úloha a postavení snímačů (senzorů) v měřících a řídicích systémech. Rozdělení snímačů. Generace snímačů. Zadání semestrálních projektů. 2.Fyzikální a matematický model snímače. Statické a dynamické vlastnosti snímačů. 3.Přenos informace ze snímače. Vliv spojovacího vedení. Unifikace signálů. Vyhodnocování signálů ze snímačů. Metody zmenšení chyb snímačů. 4.Fyzikální principy snímačů. Odporové snímače polohy, deformace, teploty a záření 5.Kapacitní, indukčnostní a indukční snímače. 6.Magnetické, piezoelektrické a pyroelektrické snímače. Termoelektrické snímače. 7.Fotoelektrické snímače. Optické pyrometry, termovize 8.Mikroelektronické senzory. Integrované a inteligentní senzory. Vliv technologie na konstrukci a vývoj senzoru. Příklady mikroelektronických senzorů. MEMS snímače. 9.Měření polohy a pohybu. Měření výšky hladiny. 10.Měření síly a deformace. Měření zrychlení. Měření tlaku a vakua. 11.Měření průtoku plynů a kapalin. 12.Měření teploty a tepelného toku. Měření spotřeby tepla. 13.Měření ionizujícího a neionizujícího záření. 14.Měření chemických veličin. Měření složení plynných a kapalných směsí. Měření vlhkosti. Měření pH. Měření emisí. Laboratoře: 1.Seznámení s laboratorním řádem, bezpečnostní školení. 2.Statická charakteristika odporového snímače polohy. Vliv zátěže a spojovacího vedení na statickou charakteristiku. 3.Dynamická charakteristika termoelektrického snímače teploty. Vliv konstrukce snímače na dynamickou charakteristiku 4.Potlačení parazitního vlivu teploty na odporový snímač deformace 5.Vliv záporné zpětné vazby na charakteristiku snímače. Měření elektrického proudu s využitím magnetoelektrického snímače. 6.Konzultace k úlohám. 7.Náhradní měření. 8.Měření otáček. Ovlivnění měřené soustavy přítomností snímače. 9.Kapacitní snímače. Vliv spojovacího vedení. Transformace signálu pro účely přenosu. 10.Fotoelektrický snímač polohy. Inkrementální a absolutní snímání. 11.Měření spotřeby tepla. 12.Mikroelektronický akcelerometr. 13.Obrazové CCD snímače. Přenos informace z obrazových snímačů a jejich využití v průmyslu. 14.Konzultace k úlohám. Náhradní měření. Udělení zápočtu.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 30  10
        Zkouška Zkouška 70  35
Rozsah povinné účasti: xxxxxxxxxxxxxxxx

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (B0714A150001) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B0714A150003) Počítačové systémy pro průmysl 21. století P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B0714A150001) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B0714A060008) Mobilní technologie P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (B0714A060008) Mobilní technologie K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku