Senzory a měření

Korekvizita:

Podmínkou zápisu předmětu je, že student získal v předchozích semestrech zápočet z následujících předmětů:

Fyzika 1 (B3B02FY1)

Garant předmětu:

Vojtěch Petrucha, Pavel Ripka

Přednášející:

Vojtěch Petrucha, Pavel Ripka

Cvičící:

Michal Dressler, Pavel Mlejnek, David Novotný, Jakub Pařez, Vojtěch Petrucha, Pavel Ripka, Jaroslav Roztočil, Michal Špaček

Předmět zajišťuje:

katedra měření

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.

Požadavky:

Matematická analýza, základy fyziky

Osnova přednášek:

V přednáškách se probírají následující témata:

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. 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.

Na přednáškách se řeší vzorové příklady.

Osnova cvičení:

Cvičení mají výhradně laboratorní charakter. Během nich si studenti vyzkouší sestavit základní měřicí obvody pro významné typy senzorů, změřit jejich charakteristiky a spočítat nejistoty měření. Naučí se také ovládat základní měřicí přístroje. Měří se následující úlohy:

Termočlánek, měření jeho napětí, kompenzace teploty srovnávacího konce. Měření na spínaném obvodu. Vliv tvaru křivky na údaj měřicího přístroje, souvislost s kmitočtovou závislostí, spektrum. Optický senzor polohy. A/D převodník s postupnou aproximací. Senzory elektrického proudu. Měření výkonu. Měření lineárního posuvu. Kapacitní hladinoměr, měření impedancí. Měření síly tenzometrickým můstkem. Měření na transformátorech (rozptylové magnetické pole, dynamická hyst. smyčka, amplitudová permeabilita). Odporový snímač teploty, měřicí systém. Senzory pro měření tlaku.

Cíle studia:

Získat znalosti a dovednosti v oblasti měřicí a senzorové techniky.

Studijní materiály:

materiály na https://moodle.fel.cvut.cz/courses/B3B38SME

[1] Robert B. Northrop: Introduction to Instrumentation and Measurements, CRC 2018 ISBN 9781315275239

[2] Ripka, P., Ďaďo, S., Kreidl, M., Novák, J.: Senzory (opr. dotisk). Skripta ČVUT FEL, Praha 2007

[3] Haasz, V., Sedláček, M.: Elektrická měření. Přístroje a metody. ČVUT, Praha 2018 (3. vydání)

Další literatura:

1. Placko D.: Fundamentals of Instrumentation and Measurement, ISTE 2007

2. Ripka, P., Tipek, A.(ed.): Modern Sensors Handbook. (ISTE 2007)

Poznámka:

Další informace:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/B3B38SME

Rozvrh na zimní semestr 2022/2023:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2022/2023:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po	místnost T2:B3-59 09:15–10:45 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř EMmístnost T2:B3-59 Novotný D. 11:00–12:30 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř EMmístnost T2:B3-59 Ripka P. 12:45–14:15 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř EMmístnost T2:B3-59 Petrucha V. 14:30–16:00 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř EMmístnost T2:B3-59 Ripka P. 16:15–17:45 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř EMmístnost T2:B3-59 18:00–19:30 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř EM místnost T2:B3-58 09:15–10:45 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratořmístnost T2:B3-58 Novotný D. 11:00–12:30 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratořmístnost T2:B3-58 Ripka P. 12:45–14:15 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratořmístnost T2:B3-58 Petrucha V. 14:30–16:00 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratořmístnost T2:B3-58 Ripka P. 16:15–17:45 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratořmístnost T2:B3-58 18:00–19:30 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř
Út	místnost T2:D3-309 Petrucha V. Ripka P. 08:15–10:00 (přednášková par. 1) Dejvice T2:D3-309místnost T2:B3-59 Špaček M. 14:30–16:00 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř EMmístnost T2:B3-59 Novotný D. 16:15–17:45 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř EMmístnost T2:B3-59 Roztočil J. 18:00–19:30 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř EM místnost T2:C3-135 Petrucha V. Ripka P. 12:45–14:15 (přednášková par. 1) Dejvice T2:C3-135místnost T2:B3-58 Špaček M. 14:30–16:00 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratořmístnost T2:B3-58 Novotný D. 16:15–17:45 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratořmístnost T2:B3-58 Roztočil J. 18:00–19:30 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř
St	místnost T2:B3-58 Špaček M. 16:15–17:45 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratořmístnost T2:B3-58 Dressler M. 18:00–19:30 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř místnost T2:B3-59 Špaček M. 16:15–17:45 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř EMmístnost T2:B3-59 Dressler M. 18:00–19:30 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř EM
Čt	místnost T2:B3-59 Novotný D. 12:45–14:15 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř EMmístnost T2:B3-59 14:30–16:00 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř EMmístnost T2:B3-59 16:15–17:45 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř EMmístnost T2:B3-59 18:00–19:30 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř EM místnost T2:B3-58 Novotný D. 12:45–14:15 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratořmístnost T2:B3-58 14:30–16:00 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratořmístnost T2:B3-58 16:15–17:45 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratořmístnost T2:B3-58 18:00–19:30 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř
Pá

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Kybernetika a Robotika 2016 (povinný předmět programu)