Sensorika a sběr dat (FSI-GSE)

Akademický rok 2022/2023
Garant: Ing. Pavel Houška, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚVSSR všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Základní teoretické a praktické znalosti z oblasti aplikované senzoriky. Aplikační oblastí bude převážně automatizační technika a mechatronické soustavy. Získané znalosti umožní absolventům snadnější zařazení do řešitelských týmů, zabývajících se realizacemi pokročilých systémů v rámci interdisciplinárních oborů v inženýrské praxi.
Výstupy studia a kompetence:
Získání obecných zásad měření, zpracování signálů (DAQ) a přehledu používaných typů snímačů, pracujících na různých fyzikálních principech, a jejich aplikačních možností v technické praxi. Seznámení se s moderními trendy senzoriky, fúze dat s využitím prvků a metod umělé inteligence.
Prerekvizity:
Teoretické znalosti z oblasti fyziky, základy elektrotechniky a základy algoritmizace.
Obsah předmětu (anotace):
Základy měření elektrických veličin, zpracování dat. Základy senzoriky, volba, použití a charakteristiky snímačů: teploty, přítomnosti, polohy, rychlosti a zrychlení, síly, krouticího momentu a hmotnosti, tlak, průtok. Volba řídicích systémů, DAQ, přizpůsobení signálů a komunikační sběrnice, chytré snímače a komplexní senzorické systémy.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení:
Pro získání zápočtu je nutná aktivní účast v laboratořích (povolené jsou maximálně dvě absence), vypracování a odevzdání protokolů o řešených laboratorních úlohách. Zkouška probíhá písemnou a ústní formou, studenti jsou klasifikováni dle stupnic ECTS.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na přednáškách je doporučená, účast v laboratořích je kontrolovaná. Maximálně dvě absence v laboratořích lze nahradit samostatným vypracováním chybějících protokolů.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Úvod, základní terminologie, obecné vlastnosti snímačů
2. Vstupy a výstupy digitálních soustav
3. Základy měření a sběru dat
4. Snímače teploty
5. Opto-elektronické snímače
6. Snímače přítomnosti, polohy a rychlosti
7. Snímače zrychlení a gyroskopy
8. Snímače síly, kroutícího momentu a hmotnosti
9. Snímače tlaku
10. Snímače průtoku, množství a hladiny
11-13. Komunikační sběrnice a protokoly
    Laboratorní cvičení 1-3. Základy práce s LabVIEW a DAQ
4-6. Statická charakteristika Aripotu
7-9. Měření teploty
10-12. Snímání polohy a rychlosti
13. Kompletace protokolů, zápočet
Literatura - základní:
1. Handbook of Modern Sensors: Physics, Designs, and Applications 5th ed. 2016 Edition, Springer International Publishing, Switzerland 2016
2. Frank Lamb: Industrial Automation: Hands-On, McGraw-Hill Education, 2013
3. Daďo S., Kreidel M.: Senzory a měřicí obvody. Praha. ČVUT 1996
Literatura - doporučená:
1. Getting Started with NI LabVIEW Student Training, National Instruments, dostupné z http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/7466
2. LabVIEW Measurements Manual, National Instruments, April 2003 Edition, Part Number 322661B-01, dostupné z www.ni.com
3. Husák M.: Senzorové systémy. Praha, ČVUT 1993
4. Zehnula, K.: Čidla robotů. Praha, SNTL 1990
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- zá,zk 7 Povinný 1 1 Z
N-MET-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 7 Povinný 2 2 Z