455-0556/01 – Snímače a senzory (SaS)
| Garantující katedra | Katedra měřicí a řídicí techniky | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Milan Hutyra, CSc. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Milan Hutyra, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 1999/2000 | Rok zrušení | 2008/2009 |
| 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 převodníku a metodami měření neelektrických veličin
používanými v průmyslové praxi.
Vyučovací metody
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:
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.
Dubec,M.-Horák,B.-Hutyra,M. Měření neelektrických veličin - Návody k
laboratorním cvičením, VŠB Ostrava 1994
Doporučená literatura:
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:
Úvod do problematiky měření neelektrických veličin. Úloha a postavení senzoru
v měřících a řídících systémech. Základní vlastnosti senzoru. Generace senzoru
a jejich kategorizace. Fyzikální a matematický model senzoru.
Statické a dynamické vlastnosti senzoru. Metody korekce charakteristik
senzoru.
Přenos informace ze senzoru. Vliv spojovacího vedení. Unifikace signálu.
Senzorové sběrnice.
Senzory I. generace. Odporové snímače polohy. Odporové snímače deformace.
Odporové snímače teploty.
Kapacitní, indukčnostní a indukční snímače.
Magnetické, piezoelektrické a pyroelektrické snímače. Termoelektrické
snímače.
Fotoelektrické snímače. Optické pyrometry, termovize.
Senzory II. generace. Mikroelektronické senzory.. Integrované a inteligentní
senzory. Vliv technologie na konstrukci a vývoj senzoru. Mikrotechnologie.
Základní mikrotechnologické postupy. Mikroobrábení. Mikroelektronické tlakové
senzory. Integrované magnetické senzory. Obrazové snímače.
Měření polohy a pohybu. Měření síly a deformace. Měření zrychlení. Měření
tlaku a vakua.
Měření výšky hladiny. Měření průtoku.
Měření teploty a tepelného toku. Měření spotřeby tepla.
Měření ionizujícího a neionizujícího záření.
Měření chemických veličin. Měření složení plynných a kapalných směsí. Měření
vlhkosti. Měření pH. Měření emisí.
Laboratoře:
Seznámení s laboratorním řádem, bezpečnostní školení.
Statická charakteristika odporového snímače polohy. Vliv zátěže a spojovacího
vedení na statickou charakteristiku.
Dynamická charakteristika termoelektrického snímače teploty. Vliv konstrukce
snímače na dynamickou charakteristiku.
Potlačení parazitního vlivu teploty na odporový snímač deformace.
Vliv záporné zpětné vazby na charakteristiku snímače. Měření elektrického
proudu s využitím magnetoelektrického snímače.
Měření otáček. Ovlivnění měřené soustavy přítomností snímače.
Kapacitní snímače. Vliv spojovacího vedení. Transformace signálu pro účely
přenosu.
Fotoelektrický snímač polohy. Inkrementální a absolutní snímání.
Měření spotřeby tepla.
Mikroelektronický snímač tlaku. Potlačení parazitního vlivu teploty.
Obrazové CCD snímače. Přenos informace z obrazových snímačů a jejich
zpracování.
Konzultace k úlohám.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.