516-0886/01 – Senzory fyzikálních veličin (SFV)
| Garantující katedra | Institut fyziky | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Libor Hlaváč, Ph.D. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Libor Hlaváč, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2004/2005 | Rok zrušení | 2012/2013 |
| Určeno pro fakulty | HGF | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Analyzovat fyzikální a konstrukční principy různých druhů senzorů fyzikálních veličin
Kombinovat poznatky z fyziky s poznatky z jiných vědních oborů a z praxe
Sumarizovat získané vědomosti a znalosti
Interpretovat poznatky z hlediska řešení problémů praxe
Vyučovací metody
Přednášky
Semináře
Anotace
Cílem je umožnit studentovi orientaci v širokém rozsahu možností měření
fyzikálních veličin podle oblastí. Zahrnuje seznámení se s typickými možnostmi
detekce vybraných veličin, nejužívanějšími senzory daných veličin v praxi
a jejich typickou konstrukcí. Jedná se o senzory mechanických veličin
s přednostním zaměřením na senzory polohy, vzdálenosti, času, tlaku
a zrychlení, dále o senzory atributů tekutin se zaměřením na tlak a průtok,
senzory tepelných veličin, a to zejména optické detekční systémy, senzory
mechanických kmitů a zvuku, především akcelerometry a mikrofony, senzory
elektrických veličin se zaměřením na velikost náboje a proudu, senzory
magnetických veličin, a to především indukce a indukčního toku, senzory
optických veličin se zaměřením na polarizaci, senzory ionizujícího záření,
a to zejména rentgenového a gama, speciální druhy senzorů pro speciální
aplikace, např. optické metody pro zjišťování struktury povrchu a povrchových
defektů.
Povinná literatura:
1) Zehnula, K.: Měření neelektrických veličin - Snímače I, VUT v Brně, SNTL,
Praha, 1959
2) Zehnula, K.: Měření neelektrických veličin - Snímače II, VUT v Brně, SNTL,
Praha, 1976
3) Zehnula, K.: Měření neelektrických veličin - Snímače III, VUT v Brně, SNTL,
Praha, 1965
4) Zehnula, K.: Měření neelektrických veličin, SNTL, Praha, 1983
5) Zehnula, K.: Čidla robotů, SNTL, Praha, 1990
6) Baltes, H.: Sensors: A Comprehensive Survey, Update 9. John Wiley & Sons,
New York, 2001
7) Baltes, H.: Sensors: A Comprehensive Survey, Update 10. John Wiley & Sons,
New York, 2001
8) Sinclair, I.: Sensors and Transducers. Butterworth-Heinemann, Oxford, 2001
9) Martinek, R.: Senzory v průmyslové praxi, BEN - technická literatura,
Praha, 2004
Doporučená literatura:
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Test, písemná práce
E-learning
Další požadavky na studenta
Systematická příprava na výuku.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. ZÁKLADNÍ POJMY
Základní filozofie snímání fyzikálních veličin v praxi, získávání
a zpracování signálu, obecný základní fyzikálně-filozofický princip
senzorů, kontaktní a bezkontaktní senzory, rozdíly mezi senzory
pro laboratorní a průmyslová měření, pro singulární a kontinuální měření.
2. PRINCIPY ČINNOSTI SENZORŮ
Principy základních fyzikálních jevů užívaných při konstrukci senzorů -
závislost odporu na rozměrech a teplotě materiálu rezistoru, závislost
kapacity kondenzátoru na rozměrech a permitivitě dielektrika, závislost
indukčnosti cívky na rozměrech a permeabilitě magnetika v jádře,
piezoelektrický jev, pyroelektrický jev, termoelektrický jev,
fotoelektrický jev.
3. SENZORY POLOHY A TVARU
Odporové, indukčnostní, kapacitní, fluidikové, světlovodné, magnetické,
fotoelektrické, optické, ionizační: principy konstrukce, výhody a nevýhody
různých řešení, použití v praxi; CCD kamera.
4. SENZORY VZDÁLENOSTI
Mechanické, optoelektronické, laserové, akustické: principy funkce
a konstrukce, výhody a nevýhody různých řešení, použití v praxi.
5. MĚŘIDLA ČASU A SENZORY ZRYCHLENÍ
Mechanická, tekutinová a elektronická měřidla času: principy konstrukce,
výhody a nevýhody různých řešení, použití v praxi. Senzory zrychlení
odporové, piezoelektrické, indukčnostní a speciální.
6. SENZORY SÍLY A TLAKU
Deformační členy (tahové, tlakové, ohybové, smykové), tenzorové
a piezoelektrické senzory, indukčnostní, kapacitní, magnetoelastické
a magnetoanizotropní senzory.
7. SENZORY PRŮTOKU TEKUTIN
Základní požadavky na senzory fyzikálních veličin charakterizujících
tekutiny, senzory kyvné, bubnové, pístové, rychlostní, lopatkové, šroubové,
deformační, průřezové, plovákové, kolenové, indukční, ultrazvukové,
optické: principy, konstrukce, použití v praxi, anemometry.
8. SENZORY TEPELNÝCH VELIČIN
Dilatační, odporové, kovové, polovodičové, termoelektrické, pyroelektrické:
principy konstrukce, výhody a nevýhody různých řešení, použití v praxi;
pyrometr, termokamera.
9. SENZORY MECHANICKÝCH KMITŮ A AKUSTICKÝCH VELIČIN
Akcelerometry a deformační členy, holografické obrazy, interferometry,
akustické snímače - mikrofony: konstrukce, výhody a nevýhody různých
řešení, použití v praxi.
10. SENZORY ELEKTRICKÝCH A MAGNETICKÝCH VELIČIN
Senzory náboje, napětí a proudu, senzory magnetické indukce a indukčního
toku: konstrukce, výhody a nevýhody různých řešení či použitých principů,
použití v praxi.
11. SENZORY OPTICKÝCH VELIČIN A VELIČIN IONIZUJÍCÍHO ZÁŘENÍ
Fotonky, fotonásobiče, fotodiody, fototranzistory, detektory polarizace -
využití nelineární optiky, ionizační komory, Geiger-Müllerův čítač,
scintilační senzory.
12. SPECIÁLNÍ MĚŘENÍ - KONSTRUKCE NOVÝCH SENZORŮ
Měřiče kvality povrchu podle funkčních požadavků - principy kontaktních
a bezkontaktních senzorů v této oblasti, optické metody: konstrukce, výhody
a nevýhody jednotlivých řešení, použití v praxi.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.