455-0535/01 – Senzory a měření (SaM)

Garantující katedraKatedra měřicí a řídicí technikyKredity4
Garant předmětuIng. Jiří Kotzian, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Jiří Kotzian, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2005/2006Rok zrušení2009/2010
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
KOT37 Ing. Jiří Kotzian, Ph.D.
SKO33 Ing. Jaromír Skotnica
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
Individuální konzultace
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:

Kotzian,J.: Senzory a měření. Sylaby na WWW stránkách katedry, 2009 Skotnica J.: Návody k laboratorním úlohám na WWW stránkách katedry, 2005.

Doporučená literatura:

Kreidl M.: Měření teploty - senzory a měřicí obvody, BEN 2005 Lysenko V.: Detektory pro bezdotykové měření teplot Bejček L., Ďaďo S., Platil A.: Měření průtoku a výšky hladiny, BEN 2006 Kreidl M., Šmíd R.:Technická diagnostika - senzory, metody, analýza signálu, BEN 2006 Fukátko T., Detekce a měření různých druhů záření, BEN 2007 Martinek R.: Senzory v průmyslové praxi, BEN 2004 Platil A., Senzory a převodníky - laboratorní cvičení, BEN 2006 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 Zehnula, K.: Převodníky fyzikálních veličin. Skriptum. Brno, FE VUT1990. Ďaďo, S.: Měřící převodníky fyzikálních veličin. Skriptum. Praha, ČVUT 1990. Husák M.: Senzorové systémy , skriptum ČVUT Praha 1993 Klementev, I. - Kyška, R.: Elektrické meranie mechanických velicin. Bratislava, ALFA 1991.

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

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 řídících 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. 5. Konzultace k úlohám. 6. Náhradní měření. 7. Měření otáček. Ovlivnění měřené soustavy přítomností snímače. 8. Kapacitní snímače. Vliv spojovacího vedení. Transformace signálu pro účely přenosu. 9. Fotoelektrický snímač polohy. Inkrementální a absolutní snímání. 10. Měření spotřeby tepla. 11. Mikroelektronický akcelerometr. Simulace použití v automobilu. 12. Obrazové CCD snímače. Přenos informace z obrazových snímačů a jejich využitím v průmyslu a medicíně. 13. Konzultace k úlohám. 14. Náhradní měření. Udělení zápočtu.

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 (100) 51
        Zápočet Zápočet 30 (30) 0
                Laboratorní práce Laboratorní práce 30  0
        Zkouška Zkouška 70 (70) 0
                Písemná zkouška Písemná zkouška 40  0
                Semestrální projekt Semestrální projekt 20  10
                Ústní zkouška Ústní zkouška 10  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2009/2010 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika K čeština Šumperk 2 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (3901R032) Biomedicínská technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2006/2007 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (3901R032) Biomedicínská technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku