Senzory a měření

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

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.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/AD3B38SME

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/A3B38SME

Požadavky:

Základy fyziky, elektrických obvodů a matematické analýzy.

Osnova 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. Senzorové a měřicí sítě a sběrnice. Logický analyzátor.

13. Další měřicí přístroje: referenční zdroje, D/A převodníky a generátory signálu. Spektrální analyzátor.

Jednotky a etalony

14. Opakování, řešení příkladů

Osnova cvičení:

1. Úvod, bezpečnost práce. Analogový osciloskop.

2. Termočlánek, měření jeho napětí, kompenzace teploty srovnávacího konce

3. Měření na spínaném obvodu. Vliv tvaru křivky na údaj měřicího přístroje, souvislost s kmitočtovou závislostí, spektrum.

4. Optický senzor polohy, měření proudu fotodiody.

5. A/D převodník s postupnou aproximací.

6. Senzory elektrického proudu. Měření výkonu.

7. LVDT a inkrementální senzor polohy.

8. Kapacitní hladinoměr, měření impedancí.

9. Měření síly tenzometrickým můstkem se stejnosměrným i střídavým napájením.

10. Měření na transformátorech (rozptylové pole, dynamická hysterezní smyčka, amplitudová permeabilita).

11. Odporový snímač teploty, měřicí systém.

12. Měření krevního tlaku a tepové frekvence.

13. Samostatné práce.

14. Samostatné práce a zápočty.

Cíle studia:

Pochopit a osvojit si základní měřicí metody, fyzikální principy senzorů a jejich hlavní aplikace.

Studijní materiály:

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

[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 2004 (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).

[5] Placko D.: Fundamentals of Instrumentation and Measurement, ISTE 2007, ISBN 1-905209-39-8

[6] Ripka, P., Tipek, A.(ed.): Modern Sensors Handbook. ISTE 2007, ISBN 978-1-905209-66-8

[7] Northrop, R.B.: Introduction to Instrumentation and Measurements, CRC 2005, 0-8493-3773-9

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 21p+6l

Další informace:

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

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: