Detail předmětu

Senzory neelektrických veličin

FEKT-MSNVAk. rok: 2019/2020

Předmět poskytuje studentům přehled používaných principů snímačů, jejich parametrů a konstrukcí. Zabývá se instrumentací, koncepcí a postupy měření 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 dále sběru, zpracování a vyhodnocení (prezentaci) naměřených výsledků.

Výsledky učení předmětu

Absolvent kurzu je schopen:
- získat základní, v technické praxi dobře použitelné znalosti a dovednosti z oblasti vláknové senzorové techniky a optických vláknových senzorů
- diskutovat návrh základní koncepce měřicího řetězce,
- určit optimální metodu měření,
- definovat měřená data a
- popsat, zpracovat a vyhodnotit naměřené výsledky a
- další.

Absolvent kurzu získá základní teoretické znalosti a praktické dovednosti z oblasti snímačů a metod měření nejfrekventovanějších neelektrických veličin, včetně návrhu koncepce měření, zpracování a vyhodnocení výsledků.

Prerekvizity

Jsou požadované znalosti na úrovni bakalářského studia (BMFV) a platné přezkoušení pro kvalifikaci pracovníků pro samostatnou činnost (ve smyslu §6 Vyhlášky). Absolvent, který si zapíše kurz, by měl být chopen: - popsat jednotlivé druhy (typy) základních senzorů, - vysvětlit používané modulace u senzorů, - popsat a vyjmenovat analogové a číslicové senzory a metody měření, - vysvětlit interferenčni jevy a z nich vyplývající možnosti použití v měření, - diskutovat a vysvětlit jednotlivé typy interferometrů, - definovat a navrhnout základní bloky měřicích systémů, - dokázat změřit základní fyzikální veličiny a - diskutovat aplikační možnosti, příp. další. Zájemce o kurz by měl být vybaven znalostmi základních fyzikálních a elektrotechnických principů.

Doporučená nebo povinná literatura

Internet
Firemní literatura

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Laboratorní (numerická) výuka je povinná, řádně omluvené zameškané laboratorní cvičení (maximálně dvě) lze po domluvě s vyučujícím nahradit (obvykle v zápočtovém týdnu). Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví obvykle i každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.
Metody vyučování zahrnují přednášky a laboratoře. Student odevzdává dva samostatné elaboráty.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška je zaměřena na ověření znalostí (orientace) absolvovaného kurzu. Má povinnou písemnou a laboratorní (numerickou) a nepovinnou ústní část.
laboratorní výuka 0 - 40
písemná část zkoušky 0 - 50
ústní část zkoušky 0 - 10

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

MSNV 20014 -15
Definice oboru, popis jednotlivých veličin, využití v automatizační technice, robotice, defektoskopii a dalších oborech. Etalonáž základních veličin, měřicí kanál, systém, statická a dynamická měření fyzikálních veličin. Výhody měření neelektrických veličin elektrickými metodami. Definice snímače. Základní vlastnosti a požadavky. Fyzikální model snímače. Rozdělení snímačů.
1. Úvodní přednáška
Seznámení se strukturou (vymezením vůči BMFV), organizací a obsahem kurzu. Požadavky, zkouška, základní a doporučená literatura. Připomínky, dotazy atd.
2. Snímače a měření polohy a rozměrů.
2.1 Odporové
2.2 Kapacitní
2.3 Indukčnostní
2.4 Optoelektronické
2.5 Speciální
3. Snímače a měření rychlosti a zrychlení (přímočaré, úhlové)
3.1 Přímé měření rychlosti
3.2 Korelační měření rychlosti
3.3 Relativní měření rychlosti
4. Snímače a měření sil (momentu), tlaku a hmotnosti.
4.1 Měření mechanického napětí (přímé a nepřímé)
4.1.1 Deformační členy, převod na polohu
4.1.2 Intrinsický převod
4.2 Odporové tenzometry
4.3 Kapacitní tenzometry
4.4 Rezonanční tenzometry
4.5 Piezoelektrické tenzometry
4.6 Magnetoelastické a magnetoanizotropní tenzometry
4.7 Snímače s OV
4.8 Snímače na fotoelastickém principu
4.9 Přenos signálu z pohyblivých částí
5. Snímače a měření vibrací, vibrační analýza (defektoskopie).
6. Snímače a měření teploty, tepla, tepelného toku.
6.1 Dotykové
6.2 Bezdotykové
7. Snímače a měření vlhkosti, hladiny a průtoku.
7.1 Sorpční a absorpční snímače vlhkosti
7.2 Měření rosného bodu
7.3 Spojité a nespojité hladinoměry
7.4 UZ a radarové hladinoměry
7.5 Objemové a hmotnostní průtokoměry
7.6 Průtok v otevřených kanálech
8. Snímače a měření hustoty a viskozity
8.1 Hustoměry
8.2 Měřiče viskozity
9. Snímače a měření záření (ultrafialového, viditelného, infračerveného).
9.1 Snímače a měření UV
9.2 Snímače a měření VIS
9.3 Snímače a měření IR
10. Snímače a měření ionizujícího záření, složení látek a parametrů životního prostředí.
10.1 Plynové snímače (detektory)
10.2 Polovodičové snímače (detektory)
10.3 Analyzátory
11. Chemické snímače a biosnímače.
11.1 Na fyzikálním principu
11.2 Na fyzikálně-chemickém principu
11.3 Na optickém principu
11.4 Na chromatografickém principu
11.5 ESR spektometry
12. Optické (vláknové) snímače.
12.1 Snímače turbidity
12.2 Snímače absorbtance (forokolorimetry)
12.3 Snímače nefelometrické
12.4 Snímačerefraktometrické
12.5 OVS
13. Snímače a měření v zabezpečovací technice (monitorování, ochrana objektů atd.).
14. Snímače a měření ostatních veličin, speciální metody a obvody pro měření fyzikálních veličin. Další směry rozvoje senzorové techniky.

Cíl

Cílem kursu je seznámit posluchače se základní teorií, moderními principy a konstrukcemi snímačů fyzikálních veličin a poskytnout znalosti pro jejich návrh a optimální využití nad rámec bakalářského kurzu BMFV. Dále jim prezentovat základní problémové oblasti snímačové techniky (parazitní vlivy, kalibrace, diagnostika apod.) a jejich eliminaci. Hlavním úkolem kursu je inženýrská znalost základů senzorové techniky (informatiky) fyzikálních veličin, které představují v průmyslové i vědecké praxi minimálně 93 % všech měření.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Laboratorní výuka je povinná, řádně omluvené zameškané laboratorní cvičení (maximálně dvě) lze po domluvě s vyučujícím nahradit (obvykle v zápočtovém týdnu). Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví obvykle každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M1 magisterský navazující

    obor M1-BEI , 2. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, volitelný mimooborový
    obor M1-EEN , 2. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, volitelný mimooborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor