455-0506/01 – Měření v průmyslu (MvP)
Garantující katedra | Katedra měřicí a řídicí techniky | Kredity | 5 |
Garant předmětu | Ing. Jiří Kotzian, Ph.D. | Garant verze předmětu | Ing. Jiří Kotzian, Ph.D. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | | |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2003/2004 | Rok zrušení | 2009/2010 |
Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Seznámit studenty se základními principy využívanými při
převodu neelektrických veličin na elektrický signál, se základními vlastnostmi a konstrukčním provedením vstupních převodníků a metodami měření neelektrických veličin používanými v průmyslové praxi.
Získané znalosti metod měření nelektrických veličin, principů vlastností a konstrukce snímačů umožní přistupovat
kvalifikovaným způsobem při výběru snímačů pro potřeby měřících a řídících systémů.
Vyučovací metody
Anotace
Měřící a řídící systémy představují podskupinu obecných informačních systémů - systémů 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 případů 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, konstrukčním provedením vstupních převodníků a základními metodami měření neelektrických veličin. Toto umožní absolventům přistupovat kvalifikovaným způsobem při výběru snímačů pro potřeby měřících a řídících systémů.
Povinná literatura:
Zehnula K.: Snímače neelektrických veličin, SNTL Praha 1988
Zehnula K.: Čidla robotů, SNTL Praha 1990
Ďaďo S., Kreidel. M.: Senzory a měřící obvody, ČVUT Praha 1996
Dubec M., Horák B., Hutyra M.: Měření neelektrických veličin - Návody k laboratorním cvičením, VŠB Ostrava 1994
Doporučená literatura:
Guldan A.: Mikroelektronické senzory, ALFA Bratislava 1988
Hutyra,M.:Měření v průmyslu. Sylaby na WWW stránkách katedry,2004
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Průběžná kontrola studia:
V průběhu semestru absolvují studenti 10 laboratorních úloh, jejichž cílem je praktické ověření přednášené problematiky a zpracují semestrální projekt.
Předmět je zakončen závěrečnou zkouškou, kterou lze absolvovat pouze v případě udělení zápočtu.
Podmínky udělení zápočtu:
V průběhu semestru:
Za každou laboratorní úlohu lze získat max. 3 body.Celkem lze za semestr získat max. 30 bodů.
Podmínkou pro získání zápočtu je získání min. 15 bodů.
Závěrečná zkouška:
Podmínkou je udělený zápočet. Do bodového hodnocení zkoušky se započítává semestrální projekt, za který lze získat max. 20 bodů. Závěrečná zkouška má část písemnou (max. 40 bodů) a část ústní (max 10 bodů).
E-learning
Další požadavky na studenta
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
Úloha a postavení senzorů v měřících a řídících systémech.Statický a dynamický popis snímačů. Metody korekce charakteristik snímačů.
Fyzikální principy využívané při činnosti snímačů.
Optické komponenty snímačů
Vyhodnocování signálů ze senzorů a přenos dat
Měření délek, úhlů, rozměrů a polohy.
Měření rychlosti, zrychlení a vibrací.
Měření sil, momentů, deformací.
Měření tlaku, měření vakua.
Měření teploty.Kontaktní a bezdotyková měření.
Měření průtoků, měření spotřeby tepla.
Měření IR a světelného záření
Měření ionizujícího záření. Scintilační detektory, Geiger-Milerovy detektory. Ionizační komory.
Měření chemických veličin. Měření složení plynných a kapalných látek. Měření vlhkosti. Měření pH. Měření emisí.
Senzory II. generace - Mikroelektronické senzory.. Vliv technologie na konstrukci a vývoj senzorů. Mikrotechnologie.Mikroelektronické tlakové senzory a akcelerometry. Obrazové snímače.Integrované a inteligentní senzory.
Laboratoře:
Seznámení s laboratorním řádem. Bezpečnostní školení.
Statické charakteristiky snímačů polohy.
Statická charakteristika odporového a kapacitního snímače. Vliv zátěže a spojovacího vedení na statickou charakteristiku.
Demonstrační měření - měření polohy kapacitním snímačem MST 50 a použití kapacitního snímače v lékařství ( kapacitní pletysmograf ).
Měření teploty termočlánkem.
Dynamické vlastnosti termočlánkového teploměru. Kompenzace vlivu změn teploty referenčního konce termočlánku na přesnost měření.
Demonstrační měření - bezkontaktní měření teploty pomocí termočlánku a užití senzorů teploty v biomedicíně.
Odporový snímač mechanické deformace ( tenzometr ).
Kompenzace teplotní chyby kompenzačním snímačem. Měření dynamických sil pomocí tenzometru.
Demonstrační měření - plošinová elektromechanická váha.
Měření otáček kontaktními a bezkontaktními otáčkoměry.
Demonstrace ovlivnění měřené soustavy snímačem.
Demonstrační měření - měření otáček ss motoru reflexní metodou.
Měření se snímači polohy.
Měření statických charakteristik fotoelektrických inkrementálních a absolutních snímačů, korekce chyby. Měření statické charakteristiky indukčnostního transformátorového ( LVDT ) snímače a piezoelektrického ultrazvukového snímače.
Demonstrační měření - vyhodnocení signálů z inkrementálního rotačního snímače.
Polovodičová tlaková čidla.
Měření závislosti snímacích odporů čidla na tlaku a teplotě a způsob kompenzace teplotních změn. Měření výstupního signálu čidla při napájení konstantním proudem a
konstantním napětím.
Demonstrační měření - měření výšky hladiny kapalin pomocí polovodičových tlakových čidel a měření tlaku polovodičovými čidly v biomedicíně.
Měření polovodičovými akcelerometry.
Měření zrychlení ( zpoždění ) polovodičovými akcelerometry. Seznámení se základy vibrační analýzy s využitím FFT transformace a polovodičových akcelerometrů.
Demonstrační měření - měření náklonu pomocí dvouosého polovodičového akcelerometru.
Měření množství předaného tepla. Měření množství předaného tepla s ručním vyhodnocením a vyhodnocením na počítači PC. Porovnávací měření průtoku indukčním průtokoměrem, rotametrem a vrtulkovým rychlostním průtokoměrem.
Demonstrační měření - indukční snímač průtoku.
Měření se snímači obrazu CCD.
Snímače obrazu CCD - princip, funkce. Princip analogové CCD kamery a digitalizace obrazu. Digitalizační obrazový systém Areascan.
Demonstrační měření - souřadnicový polohový x-y systém s optickou zpětnou vazbou pomocí kamery CCD.
Měření Hallovými snímači.
Měření vlivu zpětné vazby na vlastnosti snímače s Hallovou sondou. Měření elektrického proudu a napětí snímači s Hallovou sondou.
Demonstrační měření - měření intenzity magnetického pole Hallovými snímači.
Konzultace k úlohám
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.