Převodníky fyzikálních veličin (FSI-TPF)

Akademický rok 1999/2000
Garant: RNDr. Ing. Antonín Houška  
Garantující pracoviště: ÚFI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Podat přehled způsobů snímání fyzikálních veličin, jež se vyskytují
v běžné inženýrské činnosti. Naučit posuzování a vybírání vhodných
snímačů z hlediska požadavků zadání i z hlediska nákladů na jejich
pořízení.
Výstupy studia a kompetence:
Posuzování vhodnosti snímače s ohledem na fyzikální princip jeho
činnosti pro požadované účely.
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):
Převodníky transformují fyzikální (případně fyzikálně chemické a
fyzikálně biologické) veličiny na měřící veličinu, která má zpravidla
elektrickou formu analogovou nebo číslicovou. Spojením s odpovídajícím
elektrickým měřidlem získáme na ukazateli údaj, který umožňuje určit
velikost měřené fyzikální veličiny. Jiným a stále častějším případem je
zapojení snímačů (což je častější a kratší pojmenování převodníků
fyzikálních veličin) do regulačních nebo varovných systémů. Hlavní
pozornost ve výuce je zaměřena na čidla, která zprostředkovávají kontakt
snímače s měřeným prostředím. Probírány jsou jejich fyzikální principy
a tomu odpovídající vlastnosti pro měření konkretní fyzikální veličiny.
Při tom jsou zhodnoceny přednosti i nevýhody pro jednotlivé účely
použití. Výklad doplňuje cvičení, kde výpočty i experimenty přibližují
možnosti navrhování a sestavování některých snímačů.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínkou získání zápočtu je plná účast ve cvičeních a aktivní
zapojení do řešení zadávaných úkolů.
Zkouška je písemná a ústní a zahrnuje jak dovednosti získané ve
cvičení, tedy schopnost navrhovat konkretní snímače s ohledem
na zadané požadavky, tak i ústní odpovědi na otázky z přehledu
snímačů a jejich vlastností.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  11 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení odborného základu  6 × 2 hod. povinná                  
    Laboratorní cvičení  5 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Přehled snímačů teploty. Dilatační a odporové snímače teploty.
2. Termistory a další polovod. odporové snímače teploty. Termočlánky.
3. Intenzita vyzařování těles. Bezkontaktní snímače teploty.
4. Optometrie. Fotodiody a fototranzistory. Fotorezistory. Optrony.
5. Záznam obrazu. Nábojově vázané struktury. CCD kamera. Termovize.
6. Přehled světlovodných snímačů. Vláknový anemometr a gyroskop.
7. Snímače viskozity tekutin a průtoku tekutin. Snímače odběru tepla.
8. Odporové, induktivní a kapacitní snímače posunutí, polohy a pohybu.
9. Tenzometry. Piezoelektrické, magnetostrikční a indukčnost. snímače.
10. Snímače ionizujícího záření s náplní plynovou i z pevné látky.
11. Snímače fyzikálně chemických veličin.
    Cvičení odborného základu 1. Určení časových konstant čidel teploty. Teplotní stupnice.
2. Výpočty můstkových snímačů. Citlivost bezkontaktních čidel.
3. Výpočty pro použití operačních zesilovačů u snímačů.
4. Diagnostika teplotních polí optickými metodami.
5. Zobrazovací systémy.
6. Snímání obrazu na film i elektronickou cestou.
    Laboratorní cvičení  
Literatura - základní:
1. Zehnula, K.: Čidla robotů.,SNTL ,Praha 1990
2. Doebelin, O. E.: Measurement Systems - Application and Design. ,Mc Graw-Hill ,1990
3. Ďaďo, S.-Kreidl, M.: Senzory a měřící obvody.,Skripta ČVUT, Praha 1996
Literatura - doporučená:
1. Matyáš, V.-Zehnula, K.-Pala J.: Měřící technika, SNTL, Praha 1983.
2. Zehnula, K. - Bejček, L.:: Převodníky fyzikálních veličin.,Skripta VUT , Brno 1992
3. Turán, J. - Petrík, L.:: Optické vláknové senzory.,Alfa ,Bratislava 1990
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2301-5 prezenční studium Přesná mechanika a optika -- zá,zk 5 Povinný 2 2 Z
M2301-5 prezenční studium Fyzikální inženýrství -- zá,zk 5 Povinný 2 2 Z