A3B38SME Senzory a měření

Odkaz na předchozí verzi této stránky

Test se píše na přednášce v úterý 2.4.
Obsah testu: přednášky 1-7, serie A cvičení

Anotace:
Základní obvody a přístroje pro měření elektrických veličin, A/D a D/A převodníky, senzory se zaměřením na robotiku a automatizaci, inteligentní senzory, metody snižování nejistot.

Osnovy přednášek:

1. Vzorkování, kvantování, A/D převodníky, číslicový osciloskop.
2. Měření napětí, proudu a kmitočtu. Čítač, měření fáze. Chyby a nejistoty (opak.)
3. Měření efektivní hodnoty, výkonu a spotřeby energie.
4. Kontaktní senzory teploty a jejich měřicí obvody. Měření malých napětí a odporu
5. Magnetické senzory, magnetická měření. Transformátor napěťový a proudový transformátor. Bezkontaktní senzory el. proudu.
6. Kapacitní a indukční senzory. Měření impedancí.
7. Měření lineární a úhlové polohy. Optoelektronické a ultrazvukové senzory.
8. Senzory a převodníky pro měření rychlosti, zrychlení a vibrací.
9. Měření teploty
10. Měření síly, tlaku, hladiny a průtoku
11. Chemické senzory
12. Měřicí systémy a senzorové sítě. Logický analyzátor

13. Další měřicí přístroje a etalony

14. Opakování, řešení příkladů

Cvičení:

Laboratorní úlohy tohoto předmětu vznikly za podpory Fondu rozvoje vysokých škol  v roce 2012 (projekt č.2122 F1a/2012 Inovace a finalizace laboratorních úloh předmětu Senzory a měření).

1. Úvod, bezpečnost práce. Seminář: Analogový osciloskop; Cvičení: měření s analogovým osciloskopem

serie A (5 laboratorních úloh)
2. Termočlánek, měření jeho napětí, kompenzace teploty srovnávacího konce    [ příloha ]
3. Měření na spínaném obvodu. Vliv tvaru křivky na údaj měřicího přístroje, souvislost s kmitočtovou závislostí, spektrum.  [ příloha 1, příloha 2 ]
4. Optický senzor polohy. (příloha1 GP2Y0A21YKOF, příloha 2 E3XDA-S, příloha 3 E3XDA-N )  
5. A/D převodník s postupnou aproximací [ příloha 1, příloha 2 ]
6. Senzory elektrického proudu. Měření výkonu.[ přílohy ]

serie B (6 laboratorních úloh)
7. Měření lineárního posuvu
8. Kapacitní hladinoměr, měření impedancí
9. Měření síly tenzometrickým můstkem
10. Měření na transformátorech (rozptylové magnetické pole, dynamická hyst. smyčka, amplitudová permeabilita)
11. Odporový snímač teploty, měřicí systém
12. Senzory pro měření tlaku  [ příloha 1, příloha 2, příloha 3 ]

13. Samostatné práce.
14. Samostatné práce a zápočty

Literatura:
[1] Ripka, P., Ďaďo, S., Kreidl, M., Novák, J.: Senzory (opr. dotisk). Skripta ČVUT FEL, Praha 2007
[2] Platil, A., Ripka, P.: Senzory a převodníky. Laboratorní cvičení. Skripta ČVUT, Praha (dotisk 2006)
[3] Haasz, V., Sedláček, M.: Elektrická měření. Přístroje a metody. ČVUT, Praha 2003 (2. vydání)
[4] Kolektiv: Elektrická měření. Návody k laboratorním cvičením. Skripta ČVUT, Praha 2007 (dotisk 1.vydání)

Další literatura:
1. Placko D.: Fundamentals of Instrumentation and Measurement, ISTE 2007, ISBN 1-905209-39-8
2. Ripka, P., Tipek, A.(ed.): Modern Sensors Handbook. ISTE 2007, ISBN 978-1-905209-66-8
3. Northrop R.B.: Introduction to Instrumentation and Measurements, CRC 2005, 0-8493-3773-9
4. http://openbookproject.net//books/socratic/doc/topical.html

Vstupní požadavky:
Základy fyziky, elektrických obvodů a matematické analýzy.
Prerekvizita: Alespoň zápočet z Fyziky 1

Požadavky k zápočtu:
Absolvování všech předepsaných cvičení a odevzdání protokolů (možno i v sešitě). Podrobné podmínky níže.

Požadavky ke zkoušce:
Obsah přednášek, výkladu na úvodním cvičení a návodů ke cvičením,

Podoba zkoušky:
Písemný test obsahující teoretické otázky a příklad
test: maximálně 64 bodů
60 min.

známkování
Body z cvičení :
za přípravu na cvičení a protokoly max. 2 x 11 = 22 b
(první úloha se neboduje, u dalších úloh 1 bod za prokázání přípravy na cvičení, 1 b za včasné odevzdání kvalitního protokolu)
za test během semestru max. 8 b
za samostatnou úlohu max. 6 b
Body z testu u zkoušky max. 64 b.
Celkem 100
Nutnou podmínkou úspěchy u zkoušky je získání minimálně 10 b za zkouškový příklad

Vzorové příklady (s výsledky) naleznete ve skriptech [4] , str. 113 - 121. Vynechte příklady 38-43, 49, 51, 54, 55.

Hodnocení:

Podrobné podmínky zápočtu

1. Posluchač je povinen se zúčastnit všech cvičení . Omluvené absence je možné po dohodě se cvičícími nahradit s jinou skupinou. Nahrazené cvičení potvrzuje cvičící svým podpisem (u naměřených hodnot v laboratorním sešitě nebo na zvláštním listu). Náhradu cvičení v případě vážné nemoci určí cvičící.
2. Postup a naměřené výsledky každý posluchač zaznamenává během cvičení do laboratorního deníku. Laboratorní deník je možno vést v papírové i v elektronické formě. Zápis o měření bude obsahovat : název úlohy, stručný teoretický úvod, stručně úkol měření, schéma zapojení, použité přístroje, naměřené a vypočtené hodnoty, ev. požadované vypočítané příklady, grafy a závěry.
3. Během semestru bude kontrolní test , sestavený z teoretických otázek zahrnujících odpřednášenou látku, cvičení serie A a příklad výpočtu vlastností senzoru nebo měřicího obvodu. Test se koná v 7. týdnu.
4. Vzhledem k různorodosti měřených úloh je důležité, aby se každý student seznámil s podstatou měřené úlohy, zejména všemi potřebnými fyzikálními principy, před příchodem na cvičení. Zdrojem informací je doporučená literatura a návody k úlohám na webu. Student musí být schopen cvičícímu vysvětlit náplň úlohy a základní principy funkce senzorů, přístrojů a obvodů použitých v úloze. Za tento výkon může být bodově ohodnocen.
   
5. Podmínkou získání zápočtu je mimo úplné docházky průběžné vedení zápisů o měření dle bodu 2. během celého semestru
6.  Body za cvičení: za každou odcvičenou úlohu lze získat 2 body za těchto předpokladů:

• Laboratorní deník je veden systematicky, student ho vypracoval samostatně, rozumí jeho obsahu a je schopen ho vysvětlit
• Student přijde na cvičení připraven a v laboratorním deníku má stručné zadání úlohy a teoretický úvod (hlavně potřebné vzorce)
• Před odchodem ze cvičení předvede cvičícímu naměřené výsledky a ev. výpočty
• Student přinese (v sešitě nebo vytištěný) vypracovaný protokol o měření na následující cvičení a předloží ke kontrole. Případné nedostatky odstraní do dalšího cvičení.

Celkem lze tímto způsobem získat max. 22 bodů za 11 odcvičených úloh. Pokud z nějakého důvodu některé cvičení odpadne, pro zájemce budou zajištěna náhradní cvičení

Podmínky všeobecné :

• Studenti měří úlohy samostatně nebo po dvojicích. Cvičící může povolit účast třetího studenta, který úlohu nahrazuje.
• Náhrady je vhodné domluvit předem s oběma cvičícími: kmenovým i náhradním.
• Body za cvičení uděluje pouze kmenový cvičící.
• V laboratoři není studentům dovoleno používat mobilní telefony a jíst.
• Svrchní oděv a velká zavazadla prosím odkládejte v šatně.

Zvláštní pravidla pro stálé hosty

Studentovi, který opakuje předmět, může cvičící udělit zápočet bez opakování všech cvičení za těchto podmínek:

1. je třeba předložit starý sešit a prokázat dobrou znalost problematiky
2. neodcvičené nebo nedostatečně zpracované úlohy je třeba znovu odcvičit a zpracovat do sešitu
3. Test během semestru je třeba zopakovat.