Detail předmětu

Měření fyzikálních veličin

IMFV Ak. rok 2011/2012 letní semestr 6 kreditů

Aktuální akademický rok

Předmět poskytuje studentům přehled používaných základních principů snímačů, jejich parametrů a konstrukcí. Zabývá se instrumentací, koncepcí a postupy měření fyzikálních (neelektrických) veličin. Na skutečných příkladech z průmyslové praxe prezentuje zejména specifika těchto měření a odlišnosti oproti obvyklým elektronickým měřením elektrických veličin. Pozornost je věnována i snímačům a metodám měření využívajících optických signálů, optických vláknových senzorů a sběru, zpracování a vyhodnocení (prezentaci) naměřených výsledků.

Garant předmětu

Bejček Ludvík, doc. Ing., CSc.

Jazyk výuky

česky

Zakončení

zápočet+zkouška

Rozsah

  • 26 hod. přednášky
  • 39 hod. laboratoře

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a měřicí techniky (UAMT)

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

Absolvent předmětu by měl být vybaven sice základními, ale v praxi použitelnými znalostmi a dovednostmi z oblasti snímačů a metod měření nejfrekventovanějších fyzikálních veličin, včetně návrhu základní koncepce měření, zpracování a vyhodnocení výsledků.

Cíle předmětu

Seznámit studenty se základy moderních způsobů a metod měření fyzikálních veličin, které představují až 95% všech měřených veličin a to jak v laboratorní, tak i průmyslové praxi. Ukázat význam senzorů a měření fyzikálních (technologických) veličin v technických i netechnických oborech (zdravotnictví, ochrana životního prostředí, umění, zabezpečovací technika atd.), ve vědě a obecně v informačních technologiích.

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Základy fyziky, elektrotechniky a elektroniky.

Literatura studijní

  • ĎAĎO, S., KREIDL, M .: Senzory a měřicí obvody. ČVUT Praha, 1996.
  • ZEHNULA, K.: Čidla robotů. Praha SNTL, 1990.
  • JENČÍK, J., KUHN, L.: Technická měření ve strojírenství. SNTL Praha, 1992.
  • GOPEL, W., HESSE, J., ZEMEL, J. N.: Sensors - A Comprehensive Survey. VCH, Germany, USA, 1988.
  • BONFIG, K. W.: Sensoren und Sensorsysteme. Expert Verlag, Germany, 1991.
  • NORTON, H. N.: Handbook of Transducers. Prentice Hall, USA, 1989
  • JENČÍK, J., BRÁZA, A.: Technická měření. ČVUT Praha, 1996.
  • TURÁŇ, J., PETRÍK, S.: Optické vláknové senzory. ALFA Bratislava, 1990.
  • KOCOUREK a kol.: Číslicové měřicí systémy. ČVUT, 1994.
  • Další doporučená literatura v průběhu přednášek a cvičení.

Literatura referenční

  • BEJČEK, L.: Měření neelektrických veličin. Skriptum, VUT Brno, 1988.
  • ZEHNULA, K.: Snímače neelektrických veličin. SNTL Praha, 1986

Osnova přednášek

  1. Úvod: základní terminologie, třídění, koncepce senzorů a měřičů, konstrukční řešení.
  2. Měření polohy a rozměrů.
  3. Měření rychlosti a zrychlení (přímočaré, úhlové).
  4. Měření sil, tlaku a hmotnosti.
  5. Měření deformace a momentu síly.
  6. Měření vibrací a chvění (defektoskopie).
  7. Měření teploty, tepla, tepelného toku.
  8. Měření průtoku.
  9. Měření záření (ultrafialového, viditelného, infračerveného).
  10. Měření ionizujícího záření.
  11. Měření složení látek, vlhkosti a parametrů životního prostředí.
  12. Měření v zabezpečovací technice (monitorování, ochrana objektů atd.).
  13. Měřicí systémy pro sběr a zpracování měřených dat (protokoly, sběrnice), senzorové systémy, lokální sítě. Současný stav a předpokládaný vývoj.

Osnova laboratorních cvičení

  1. Úvodní cvičení (organizace, instruktáž, bezpečnost a seznámení s pracovištěm).
  2. Měření polohy a rozměrů (indukčnostní snímač, kapacitní snímač, fotoelektrický snímač, vláknová optika, strojírenský digitální komparátor, digitální úchylkoměr, posuvka a sklonoměr, v případě zájmu další).
  3. Měření rychlosti a zrychlení (lineární a úhlová rychlost kontaktními a bezkontaktními optickými metodami, oscilátorové snímače a měření pomocí magnetických značek).
  4. Měření sil, tlaku a hmotnosti (tenzometrické snímače, piezoelektrické snímače, optické snímače, digitální laboratorní váhy se sběrnicí).
  5. Měření deformace (kovové a polovodičové tenzometry, difusní membrány).
  6. Měření vibrací (piezoelektrické snímače, ukázkové měření s multianylyzátorem fy B & K 3560C).
  7. Měření teploty dotykové (kovové, polovodičové a inteligentní snímače) a bezdotykové (radiační pyrometry s laserovým zaměřováním).
  8. Měření průtoku (ukázkové měření základních metod a snímačů průtoku na zkušební trati ve speciální katedrové laboratoři pro měření tlaku a průtoku).
  9. Měření záření (měření základních parametrů optického záření v UV, VIS a IR oblasti pomocí ručních servisních přístrojů a na optickém měřicím systému řízeném PC).
  10. Měření složení látek (základní snímače a metody používané u analytických měření: měření CO2, koncentrace, měření vodivosti a indexu lomu, měření pH standardními i iontově selektivními elektrodami, ukázka měřiče ovzduší fy B & K ).
  11. Základní optické vláknové snímače a jejich typické aplikace (měření teploty, polohy, tlaku, složení látek, rychlosti atd.).
  12. Volné téma (podle zájmu).
  13. Zápočet (náhradní cvičení).

Průběžná kontrola studia

Udělení zápočtu je podmíněno absolvováním všech 10 laboratorních cvičení, dvou průběžných písemných testů, vypracováním 3 kompletních protokolů z určených laboratorních cvičení v předepsaných termínech.

Kontrolovaná výuka

Absolvování 10 laboratorních cvičení.

Nahoru