Detail předmětu
Speciální fyzika
FAST-CB052Ak. rok: 2018/2019
Automatizované měřící systémy - Úvod. Snímače a převodníky. Realizace vstupu a výstupu. Úvod do měřícího systému GPIB. Přehled přístrojů s GPIB. Instrukce vybraných přístrojů. Programování stykové karty GPIB. Praktické cvičení.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
4
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Ústav fyziky (FYZ)
Výsledky učení předmětu
Znalosti snímačů fyzikálních veličin a automatizovaných metod měření neelektrických i elektrických veličin. Převod neelektrických veličin na elektrické nebo optické signály. Znalosti o zpracování signálů výpočetní technikou. Počítačové programování v moderním jazyku (nyní v Pythonu). Znalosti a přehled o aplikačních možnostech ve stavebnictví a posledních trendech v měřicí technice.
Prerekvizity
Základní kurs fyziky, základní měřící metody, práce s veličinami a jednotkami. Základní znalost práce na počítači. Zpracování dat na počítači, vstupní a výstupní operace. Základy programování.
Korekvizity
Počítačové programování.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.
Vzdělávací činnost a metody budou následující:
1) Teoretická výuka výkladem a ukázkami na počítači
2) Praktická výuka u počítače s přípojenými přístroji ke sběrnici GPIB.
3) Domácí práce a realizace zadaných projektů se budou provádět na osobním počítači studenta, přístroje budou nahrazeny simulací.
Více na http://fyzika.fce.vutbr.cz, sekce studium.
Vzdělávací činnost a metody budou následující:
1) Teoretická výuka výkladem a ukázkami na počítači
2) Praktická výuka u počítače s přípojenými přístroji ke sběrnici GPIB.
3) Domácí práce a realizace zadaných projektů se budou provádět na osobním počítači studenta, přístroje budou nahrazeny simulací.
Více na http://fyzika.fce.vutbr.cz, sekce studium.
Způsob a kritéria hodnocení
Účast na cvičení. Vypracování individuální úlohy dle seznamu úloh. Odevzdání funkčního počítačového programu ke jmenované úloze. Test sestavení jednoduché úlohy. Zápočet. Zkouška.
Osnovy výuky
1. Úvod: Počítače v měření, ekonomický přínos, kvalitativní přínos.
2. Snímače a převodníky: snímače tlaku, teploty, mechanického napětí, změny délky, změny objemu.
3. Realizace vstupu a výstupu: sériový V/V RS232, paralelní V/V LPT1, měřící systém GPIB (IEEE488).
4. Úvod do měřícího systému GPIB: Základní požadavky na zapojení, popis sběrnice, funkční příkazy GPIB.
5. Přehled přístrojů s GPIB: Agilent, Tectronics, ostatní vybrané přístroje s GPIB.
6. Instrukce vybraných přístrojů: 1. část: osciloskopy série Agilent 54600.
7. Instrukce vybraných přístrojů - 2. část: programovatelné zdroje série Agilent E363xA, digitální multimetr Agilent 34401A.
8. Programování stykové karty GPIB: instrukce pro kartu firmy Agilent, ukázka programové jednotky visa_simul, ukázka programové jednotky PRISTROJ, ukázka programu pro měření.
9. Praktická úloha: příprava konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
10. Praktická úloha: příprava konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
11. Praktická úloha: odladění konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
12. Praktická úloha: odladění konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
13. Praktická úloha: odzkoušení konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
2. Snímače a převodníky: snímače tlaku, teploty, mechanického napětí, změny délky, změny objemu.
3. Realizace vstupu a výstupu: sériový V/V RS232, paralelní V/V LPT1, měřící systém GPIB (IEEE488).
4. Úvod do měřícího systému GPIB: Základní požadavky na zapojení, popis sběrnice, funkční příkazy GPIB.
5. Přehled přístrojů s GPIB: Agilent, Tectronics, ostatní vybrané přístroje s GPIB.
6. Instrukce vybraných přístrojů: 1. část: osciloskopy série Agilent 54600.
7. Instrukce vybraných přístrojů - 2. část: programovatelné zdroje série Agilent E363xA, digitální multimetr Agilent 34401A.
8. Programování stykové karty GPIB: instrukce pro kartu firmy Agilent, ukázka programové jednotky visa_simul, ukázka programové jednotky PRISTROJ, ukázka programu pro měření.
9. Praktická úloha: příprava konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
10. Praktická úloha: příprava konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
11. Praktická úloha: odladění konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
12. Praktická úloha: odladění konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
13. Praktická úloha: odzkoušení konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
Pracovní stáže
ne
Učební cíle
Absolvent získává znalosti v oblasti snímačů fyzikálních veličin a metod měření neelektrických i elektrických veličin. Je seznamován s převodem neelektrických veličin na elektrické nebo optické signály a získává znalosti o zpracování těchto signálů výpočetní technikou. Dále získává znalosti a přehled o aplikačních možnostech ve stavebnictví a současných trendech v měřicí technice.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.
Doporučené volitelné složky programu
ne
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program N-K-C-SI (N) magisterský navazující
obor K , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
- Program N-P-C-SI (N) magisterský navazující
obor K , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
- Program N-P-E-SI (N) magisterský navazující
obor K , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Úvod: Počítače v měření, ekonomický přínos, kvalitativní přínos.
2. Snímače a převodníky: snímače tlaku, teploty, mechanického napětí, změny délky, změny objemu.
3. Realizace vstupu a výstupu: sériový V/V RS232, paralelní V/V LPT1, měřící systém GPIB (IEEE488).
4. Úvod do měřícího systému GPIB: Základní požadavky na zapojení, popis sběrnice, funkční příkazy GPIB.
5. Přehled přístrojů s GPIB: Agilent, Tectronics, ostatní vybrané přístroje s GPIB.
6. Instrukce vybraných přístrojů: 1. část: osciloskopy série Agilent 54600.
7. Instrukce vybraných přístrojů - 2. část: programovatelné zdroje série Agilent E363xA, digitální multimetr Agilent 34401A.
8. Programování stykové karty GPIB: instrukce pro kartu firmy Agilent, ukázka programové jednotky visa_simul, ukázka programové jednotky PRISTROJ, ukázka programu pro měření.
9. Praktická úloha: příprava konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
10. Praktická úloha: příprava konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
11. Praktická úloha: odladění konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
12. Praktická úloha: odladění konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
13. Praktická úloha: odzkoušení konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
2. Snímače a převodníky: snímače tlaku, teploty, mechanického napětí, změny délky, změny objemu.
3. Realizace vstupu a výstupu: sériový V/V RS232, paralelní V/V LPT1, měřící systém GPIB (IEEE488).
4. Úvod do měřícího systému GPIB: Základní požadavky na zapojení, popis sběrnice, funkční příkazy GPIB.
5. Přehled přístrojů s GPIB: Agilent, Tectronics, ostatní vybrané přístroje s GPIB.
6. Instrukce vybraných přístrojů: 1. část: osciloskopy série Agilent 54600.
7. Instrukce vybraných přístrojů - 2. část: programovatelné zdroje série Agilent E363xA, digitální multimetr Agilent 34401A.
8. Programování stykové karty GPIB: instrukce pro kartu firmy Agilent, ukázka programové jednotky visa_simul, ukázka programové jednotky PRISTROJ, ukázka programu pro měření.
9. Praktická úloha: příprava konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
10. Praktická úloha: příprava konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
11. Praktická úloha: odladění konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
12. Praktická úloha: odladění konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
13. Praktická úloha: odzkoušení konkrétního měřícího programu ze stavební praxe.
Cvičení
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Úvod, seznámení s předmětem a náplní, plán cvičení, základní informace
2. Ukázka snímačů podle jejich kategorií. Procvičení práce se snímači ve skupinách.
3. Sestavování měřícího celku pro vybraná schémata úloh (GPIB, koaxiální propojení, PC-přístroje, USB modul quido, Agilent), práce v malých skupinách.
4. Sestavování měřícího celku pro další zvolená schémata úloh, práce ve skupinách.
5. Cejchování termistoru, cejchování termo-diody. Realizace automatizovaného celku, práce ve skupinách na úlohách částečně připravených učitelem.
6. Programování automatizovaných úloh v programovacím jazyce Python.
7. Programování úloh z 9. týdne cvičení v programovacím jazyku Python, odladění pomocí programové simulační jednotky „visa_simul“.
8. Programování úloh z 11. týdne cvičení v programovacím jazyku Python, odladění pomocí programové simulační jednotky „visa_simul“.
9. Měření R-I charakteristiky diody (skupina A), Měření U-I charakteristiky odporu (skupina B), Realizace automatizovaného měřícího pracoviště, zapojení úloh
10. Měření na pracovištích ve skupinách úloh z 9. týdne cvičení, s využitím programů ze 7. týdne cvičení, využití programové jednotky „visa_simul“ komunikující s visa_simul. Protokol o měření.
11. Měření U-I charakteristiky diody (skupina A) ,Měření R-I charakteristiky odporu (skupina B), Realizace automatizovaného měřícího pracoviště, zapojení úloh
12. Měření na pracovištích ve skupinách z 11. týdne cvičení, s využitím programu ze 8. týdne cvičení, s využitím programové jednotky „visa_simul“ komunikující s visa_simuli. Protokol o měření.
13. Zhodnocení protokolů. Zápočet
2. Ukázka snímačů podle jejich kategorií. Procvičení práce se snímači ve skupinách.
3. Sestavování měřícího celku pro vybraná schémata úloh (GPIB, koaxiální propojení, PC-přístroje, USB modul quido, Agilent), práce v malých skupinách.
4. Sestavování měřícího celku pro další zvolená schémata úloh, práce ve skupinách.
5. Cejchování termistoru, cejchování termo-diody. Realizace automatizovaného celku, práce ve skupinách na úlohách částečně připravených učitelem.
6. Programování automatizovaných úloh v programovacím jazyce Python.
7. Programování úloh z 9. týdne cvičení v programovacím jazyku Python, odladění pomocí programové simulační jednotky „visa_simul“.
8. Programování úloh z 11. týdne cvičení v programovacím jazyku Python, odladění pomocí programové simulační jednotky „visa_simul“.
9. Měření R-I charakteristiky diody (skupina A), Měření U-I charakteristiky odporu (skupina B), Realizace automatizovaného měřícího pracoviště, zapojení úloh
10. Měření na pracovištích ve skupinách úloh z 9. týdne cvičení, s využitím programů ze 7. týdne cvičení, využití programové jednotky „visa_simul“ komunikující s visa_simul. Protokol o měření.
11. Měření U-I charakteristiky diody (skupina A) ,Měření R-I charakteristiky odporu (skupina B), Realizace automatizovaného měřícího pracoviště, zapojení úloh
12. Měření na pracovištích ve skupinách z 11. týdne cvičení, s využitím programu ze 8. týdne cvičení, s využitím programové jednotky „visa_simul“ komunikující s visa_simuli. Protokol o měření.
13. Zhodnocení protokolů. Zápočet