455-0016/01 – Navrhování elektronických přístrojů (NEP)

Garantující katedraKatedra měřicí a řídicí technikyKredity4
Garant předmětuIng. Jan Švígler, CSc.Garant verze předmětuIng. Jan Švígler, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
RočníkSemestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení1992/1993Rok zrušení2002/2003
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiamagisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
S1V65 Ing. Jan Švígler, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Seznámí posluchače s technologiemi elektrotechnické výroby se zaměřením na MaR, vyzkouší si návrh transformátorku a navrhnou vlastní výrobek. Naučí se navrhovat transformátorky a ověří si návrh plošného spoje se zadanýcm elektronickým obvodem.

Vyučovací metody

Anotace

Seznámí posluchače s technologiemi elektrotechnické výroby se zaměřením na MaR, vyzkouší si návrh transformátorku a navrhnou vlastní výrobek. Předmět poskytuje základní znalosti metod konstruování elektronických přístrojů. Jsou vysvětleny požadavky na zdroje, vstupní obvody, výstupní obvody a řídicí obvody v elektronických zařízeních. Posluchači se seznámí s vybranými technologiemi při návrhu a výrobě elektronických zařízení. Součástí kursu je praktická realizace v rámci semestrální práce. Poznatky ze studia předmětu mohou být doplněny exkurzemi do výrobních podniků, výzkumných a projekčních pracovišť.

Povinná literatura:

Clyde, F., Coombs, Jr. Electronic Instrument Handbook. 2nd ed. New York: McGraw-Hill, 1995. ISBN 0-07-012616-X. Jones,LD., Chin,AF. Electronic Instruments and Measurements. 2nd ed. London: Prentice-Hall International (UK) Limited, 1991. 580 p. ISBN 0-13-248857-4. Morrison,R., Lewis,WH. Grounding and Shielding. New York, Chichester, Brisbane, Toronto, Singapore: John Wiley & Sons, 1990. 228 p. A Wiley-Interscience Publication. ISBN 0-471-83807-1. Nachtigal, CHL. Instrumentation and Control: Fundamentals and Application. New York, Chichester, Brisbane, Toronto, Singapore: John Wiley & Sons, 1990. 890 p. Wiley Series in Mechanical Engineering Practice. ISBN 0-471-88045-0. Petřina, J. Konstrukce a spolehlivost elektronických zařízení. Vyd. 1. Praha: SNTL, 1964. 284 s. Praktické elektrotechnické příručky. Svazek 34 Johánek,T., aj.Technická estetika a kultura strojírenských výrobků. Vyd. 1. Praha: SNTL, 1965. 248 s. Křivohlavý,J. Člověk a stroj. Vyd. 1. Praha: Práce, 1970. 260 s. Knižnice vědecké řízení svazek 2. Vašíček, A. Transformátorky a tlumivky. Vyd. 1. Praha: SNTL, 1963. 200 s. Praktické elektrotechnické příručky. Svazek 23. Dudáš.,J. Komplexní zajištění a ochrana počítačových, telekomunikačních, řídicích a napájecích sítí proti pulsnímu přepětí, VF rušení a výpadkům napájení. In Komplexní řešení ochrany elektronických systémů a sítí, Vyd. 4. Praha: Selteko, s.r.o. 1996. 128 s. Čásenský, M., Maňas, S. Metodika konstruování. Fakulta strojní. Vyd. 1. Praha: ČVUT, 1990. 122 s. Vrba, R.,Haman, R. Navrhování elektronických přístrojů II. Fakulta elektrotechnická. Brno: Nakladatelství Vysokého učení technického v Brně, 1993. 141 s. Kejhar, M, aj. Program SPICE v příkladech. Fakulta elektrotechnická. Praha: Vydavatelství ČVUT, 1995. 240 s. Standardní literatura: -Mezinárodní, evropské a české normy. -Aplikační doporučení. -Konstrukční katalogy. -Projekční podklady. -Dokumentace k modulům, přístrojům a zařízením. -Dokumentace k programům.

Doporučená literatura:

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola studia: Referát, elektronická forma (WEB) - do 7. týdne Laboratorní práce - 8 odevzdaných protokolů, ručně/elektronická forma, do 14. týdne Semestrální práce 1 odevzdaná k zápočtu Obsah a forma jednotlivých hodnocených prací: Referát: Odborné pojednání zpracované na základě prostudování nejméně tří pramenů (z toho dvou ze zahraniční cizojazyčné literatury) na studentem zvolené téma, odsouhlasené vedoucím cvičení. Musí obsahovat v úvodu anotaci a na konci citaci (podle normy) literatury. Formální úprava je zadávána na začátku semestru. Laboratorní práce Protokoly obsahující dokumentaci provedeného měření v laboratoři. Pro úlohy jsou použity přístroje světové provenience. Student musí být schopen podle předložené dokumentace reprodukovat úlohu. Semestrální práce: Řešení rozsáhlejšího problému (modelu) z oblasti technologie měřících systémů a provozní instrumentace, včetně realizace technických a programových komponent. Dokumentace musí obsahovat úplný popis řešení. Obhájení je úspěšné, když student předvede produkt, vysvětlí samostatně funkci, předloží dokumentaci celého postupu řešení včetně teoretických úvah, konstrukčních a projekčních podkladů a ověření funkce a vyjádří se ke splnění zadání. Student musí být schopen semestrální práci veřejně prezentovat umístěním na WEB serveru. Podmínky udělení zápočtu: min. 26 bodů, max. 49 bodů

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Příprava vývoje elektronického přístroje. Vymezení úlohy podle použití navrhovaného přístroje (přístroje laboratorní, terénní, přenosné, stacionární, požadovaná přesnost, dlouhodobá stabilita, klimatická odolnost apod.). Elektronické přístroje pro speciální prostředí (např. přístroje pro práci v prostředí s nebezpečím výbuchu). Ovlivnění konstrukce danou výrobní technologií. Bloková schémata základních typů elektronických měřicích přístrojů, rozbor konstrukce z hlediska požadovaných parametrů. Volba signálových úrovní, volba způsobu indikace měřené veličiny (analogová, číslicová) podle použití. Zpracování naměřených dat (úschova, komunikace s jinými systémy (např. připojení na PC, IMS-2, telemetrický přenos dat). Analogové vstupní obvody měřicích přístrojů. Bloky pro zpracování stejnosměrných analogových signálů ze snímačů. Vstupní děliče, vstupní zesilovače, převodníky, obvody pro galvanické oddělení vstupních obvodů apod. Bloky pro zpracování střídavých analogových signálů z čidel. Přesné usměrňovače. Převodníky pro měření parametrů střídavých signálů (střední a efektivní hodnoty, fázového posuvu a pod.). Zpracování střídavých signálů ze speciálních čidel (např. strunová tensometrie). Pokračování rozboru problematiky analogových vstupních obvodů. Rušivé vlivy termoelektrických napětí, úbytků napětí na spojích a pod. na přesnost měření. Problematika rušení měřených signálů sítí, vf signály, bludnými proudy apod. Filtrace signálu. Ochrana vstupních obvodů před přetížením, ochrana proti úderu blesku. Bloky číslicového zpracování signálu. Volba vhodného typu AD převodníku. Problematika přesnosti převodu, rušení, zdrojů referenčního napětí. Použití jednočipových mikropočítačů. Generátory střídavých signálů. Oscilátory, generátory tvarových kmitů, modulátory. Napájecí zdroje elektronických přístrojů. Síťové zdroje (vlastnosti, problematika spínaných zdrojů, rušení ze sítě a do sítě, bezpečnostní požadavky). Bateriové zdroje, měniče, DC DC konvertory (impulsní rušení). Vlastnosti galvanických článků a akumulátorů. Interní a externí sběrnice elektronických přístrojů, výběr řídicích jednotek. Automatizace měření. Telemetrický přenos měřených dat. Konstrukční aspekty elektronických přístrojů. Mechanická výstavba, stavebnicové systémy, propojení funkčních jednotek. Problematika chlazení součástí, vliv teploty součástí na dlouhodobou spolehlivost. Skříně, krytí. Uživatelské aspekty elektronických přístrojů. Rozmístění ovládacích a zobrazovacích prvků, umístění svorek a napojení sběrnic. Opravitelnost. Design. Požadavky na přístroje v průmyslové automatizaci, dopravě. Technologie návrhu a výroby plošných spojů. Třídy přesnosti. Automatizace návrhu plošných spojů (příklad na dostupných programech). Technologie pájení, SMD. Vlastnosi materiálů (navlhavost, hořlavost, tepelná roztažnost a pod.). Výsledná úprava plošných spojů (mytí, lakování atd.). Materiály v konstrukci přístrojů. Speciální požadavky na materiály (např. u nevýbušného provedení). Speciální technologie (např. zalévání do umělých hmot). Vlastnosti vybraných umělých hmot. Závěrečný test. Cvičení: Lab. 14. Konsultace a předložení referátů a realizovaných semestrálních prací. Laboratoře: Lab. 1. Nabídka semestrálních prací a laboratorních úloh. Práce s osciloskopem. Lab. 2. Práce s multimetry, zásady připojování přístrojů, zemění, stínění. Lab. 3. Zadání semestrálních prací. Práce s Logickým a Spektrálním analyzátorem. Lab. 4. Vývoj zadaného zařízení v rámci semestrální práce. Koncepce řešení, rozpiska materiálu. Práce s měřicím systémem s počítačem HP 75000. Lab. 5. Vývoj zadaného zařízení. Práce s návrhovým systémem pro plošné spoje. Lab. 6. Vývoj zadaného zařízení. Výpočet děličů a bočníků, zdrojů. Lab. 7. Vývoj zadaného zařízení. Práce s generátory a syntezátory. Lab. 8. Měření na vyvinutém zařízení Lab. 9. Měření a zpracování dokumentace vyvinutého zařízení. Lab. 10.Konstrukční úpravy, úpravy dokumentace. Příklad výpočtu transformátoru. Lab. 11. Demonstrace profesionálních elektronických přístrojů a měření vybraných parametrů. Lab. 12. Testování, testery. Lab. 13. Měřicí protokol.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (145) 51
        Zkouška Zkouška 100  0
        Zápočet Zápočet 45  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2000/2001 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 4 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku