Senzory a měření - B3B38SME

Kredity 6
Semestry letní
Zakončení zápočet a zkouška
Jazyk výuky čeština
Rozsah výuky 3P+2L
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.
Cíle studia
Získat znalosti a dovednosti v oblasti měřicí a senzorové techniky.
Osnovy 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.
Osnovy 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.
Literatura
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)


Požadavky
Matematická analýza, základy fyziky