Сенсори і виконавчі механізми
Спеціальність: Системна інженерія (Інтернет речей)
Код дисципліни: 6.122.09.E.058
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Комп'ютеризовані системи автоматики
Лектор: Гаранюк Ігор Павлович
Семестр: 6 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Завдання навчальної дисципліни полягає у засвоєнні знань теорії і практики використання чутливих елементів та виконавчих механізмів, схем їх уніфікації. Набуті знання повинні створити передумови для побудови систем автоматики та керування в різних галузях промисловості, приладобудування та побуті.
Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у студентів необхідних компетентностей:
загальні компетентності:
знати: принцип роботи сучасних сенсорів та виконавчих механізмів. Їх параметри, характеристики, властивості, тенденції розвитку та область застосування. Знати можливості застосування сучасних виконавчих елементів та їхні характеристики.
вміти: користуватися довідниковими даними основних параметрів та характеристик сенсорів та виконавчих механізмів. Вміти будувати на їх основі системи автоматичного контролю та керування, в тому числі системи телекерування та телевимірювання з каналом зв’язку через інтернет.
фахові компетентності:
знати: можливості та переваги сучасних сенсорів та побудованих на їх основі вимірювальних перетворювачів. Можливості виконавчих механізмів та рекомендації щодо їх застосування;
вміти: будувати, випробовувати та налагоджувати системи автоматики, які виконані з застосуванням сучасних сенсорів, вимірювальних перетворювачів та виконавчих механізмів.
Результати навчання: Мета викладання дисципліни полягає у засвоєнні знань теорії і практики використання чутливих елементів (сенсорів) і виконавчих механізмів для потреб вимірювання, контролю, технічної діагностики в системах автоматики. Метою є також застосування набутих знань в інженерній практиці в різних галузях промисловості, науки і техніки, в медицині, побуті.
Загальні відомості про курс. Постановка задачі при побудові вимірювальних перетворювачів. Класифікація чутливих елементів (сенсорів). Сенсори в системах вимірювання, контролю і регулювання. Основи загальної теорії чутливих елементів. Основні принципи спряження чутливих елементів з електричною схемою. Номінальні статичні характеристики (НСХ) сенсорів. Метрологічні властивості чутливих елементів. Впливаючі фактори. Нормальні умови експлуатації чутливих елементів. Використання сенсорів та схем спряження в якості вимірювальних перетворювачів. Механічні сенсори. Кінцеві вимикачі. Пружні перетворювачі. Резонансні сенсори. Оптико-електронне перетворення механічних величин. Резистивні, ємнісні і індуктивні сенсори. Тензорезистори. П'єзоелектричні, струнні та резисторні сенсори - перетворювачі механічних величин. Термопари, терморезистори, термістори, термодіоди, термотранзистори. Інші електричні термосенсори. Сенсори випромінювання. Класифікація. Ультрафіолетові, інфрачервоні приймачі випромінювання: фотоелементи, фотопомножувачі, фотодіоди, фототранзистори, фоторезистори. Електромагнітні сенсори. Гальваномагнітні перетворювачі. Виконавчі механізми в системах автоматики, їх призначення. Двигуни постійного струму. Асинхронні двигуни. Крокові двигуни. Магнітні муфти та електромагнітні виконавчі механізми. Вибір необхідної потужності виконавчого механізму.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Електротехніка та електроніка
Комп’ютерна електроніка
Цифрова схемотехніка
Аналогова схемотехніка
Короткий зміст навчальної програми: Мета викладання дисципліни полягає у засвоєнні знань теорії і практики використання чутливих елементів (сенсорів) і виконавчих механізмів для потреб вимірювання, контролю, технічної діагностики в системах автоматики. Метою є також застосування набутих знань в інженерній практиці в різних галузях промисловості, науки і техніки, в медицині, побуті.
Загальні відомості про курс. Постановка задачі при побудові вимірювальних перетворювачів. Класифікація чутливих елементів (сенсорів). Сенсори в системах вимірювання, контролю і регулювання. Основи загальної теорії чутливих елементів. Основні принципи спряження чутливих елементів з електричною схемою. Номінальні статичні характеристики (НСХ) сенсорів. Метрологічні властивості чутливих елементів. Впливаючі фактори. Нормальні умови експлуатації чутливих елементів. Використання сенсорів та схем спряження в якості вимірювальних перетворювачів. Механічні сенсори. Кінцеві вимикачі. Пружні перетворювачі. Резонансні сенсори. Оптико-електронне перетворення механічних величин. Резистивні, ємнісні і індуктивні сенсори. Тензорезистори. П'єзоелектричні, струнні та резисторні сенсори - перетворювачі механічних величин. Термопари, терморезистори, термістори, термодіоди, термотранзистори. Інші електричні термосенсори. Сенсори випромінювання. Класифікація. Ультрафіолетові, інфрачервоні приймачі випромінювання: фотоелементи, фотопомножувачі, фотодіоди, фототранзистори, фоторезистори. Електромагнітні сенсори. Гальваномагнітні перетворювачі. Виконавчі механізми в системах автоматики, їх призначення. Двигуни постійного струму. Асинхронні двигуни. Крокові двигуни. Магнітні муфти та електромагнітні виконавчі механізми. Вибір необхідної потужності виконавчого механізму.
Опис: Класифікація чутливих елементів (сенсорів). Сенсори в системах вимірювання, контролю і регулювання. Основи загальної теорії чутливих елементів. Основні принципи спряження чутливих елементів з електричною схемою. Номінальні статичні характеристики (НСХ) сенсорів. Метрологічні властивості чутливих елементів. Впливаючі фактори. Нормальні умови експлуатації чутливих елементів. Використання сенсорів та схем спряження в якості вимірювальних перетворювачів. Механічні сенсори. Кінцеві вимикачі. Пружні перетворювачі. Резонансні сенсори. Оптико-електронне перетворення механічних величин. Резистивні, ємнісні і індуктивні сенсори. Тензорезистори. П'єзоелектричні, струнні та резисторні сенсори - перетворювачі механічних величин. Термопари, терморезистори, термістори, термодіоди, термотранзистори. Інші електричні термосенсори. Сенсори випромінювання. Класифікація. Ультрафіолетові, інфрачервоні приймачі випромінювання: фотоелементи, фотопомножувачі, фотодіоди, фототранзистори, фоторезистори. Електромагнітні сенсори. Гальваномагнітні перетворювачі. Виконавчі механізми в системах автоматики, їх призначення. Двигуни постійного струму. Асинхронні двигуни. Крокові двигуни. Магнітні муфти та електромагнітні виконавчі механізми. Вибір необхідної потужності виконавчого механізму.
Методи та критерії оцінювання: Екзамен письмова компонента - 50
Перевірка виконання індивідуального домашнього завдання, екзамен.
Максимальна оцінка в балах
Поточний контроль (ПК) Екзаменаційний контроль Разом за дисципліну
Виконання індивідуального домашнього завдання (10)
Виконання лабораторних робіт (20)
Разом за ПК - 30 усна компонента - 20
Разом за дисципліну - 100
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль (ПК) Екзаменаційний контроль Разом за дисципліну
Лабораторні заняття (20), усне опитування (10)
Разом за ПК письмова
компонента усна
компонента
30 50 20 100
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Конспект лекцій з курсу «Сенсори і виконавчі механізми».(подано у ВНС).
2. Вимірювальні перетворювачі (Сенсори). За редакцією професора Є.С. Поліщука та професора В.М. Ванька. Львів 2015- 584с.
3. ДСТУ 2708-94 ДСЗЄВ. Повірка засобів вимірювань. Організація і порядок проведення, - К.: Держстандарт України, 1995, 16 с.
4. Обозовський С.С. Теоретичні основи інформаційно-вимірювальної техніки (Загальні питання і теорія похибок) - К.: НМК ВО, 1991, 223 с.
5. ДСТУ 2389-94. Технічне діагностування та контроль технічного стану. - К.: Держстандарт України, 1994, 36 с.
6. Готра З.Ю., Чайковський О.І. Давачі. – Л. : Каменяр, 1994. 256с.
7. Агейкин Д.И., Кос¬ти¬на Е.Н., Куз¬не¬цо¬ва Н.Н. Дат¬чи¬ки кон¬тро¬ля и ре¬гу¬ли¬ро¬ва¬ния. – М.: Ма¬ши¬нос¬тро¬ение, 1965. – 928 с.
8. Ар¬тю¬хов В.Г., Буд¬няк А.А., Ла¬пий В.Ю., и др. Про¬ек¬ти¬ро¬ва¬ние мик¬роп¬ро¬цес¬сор¬ной элек¬трон¬но-вы¬чес¬ли¬тель¬ной ап¬па¬ра¬ту¬ри: Спра¬воч¬ник – К.: Тэх¬ни¬ка, 1988. – 263 с.
9. Електронні пристрої автоматики / Г.В.Корольов. - М.: Вища школа, 1983.
10. Автоматичні вимірювання і прилади (аналогові і цифрові) / П.П.Орнатський - К.: Вища школа, 1986.
Допоміжна
1. Полищук Е.С. Измерительные преобразователи. - К.: Вища школа, 1981, 29 с.
2. J.W.Gardner. Microsensors. Principles and Applications. - John Wiley & Sons - New York, Toronto, 1994, 331 p.
3. Метрологія та вимірювальна техніка. Під ред. Є.С. Поліщука. – Київ, «Бескид Біт», 2003. – 543с.
4. Мікропроцесори і однокристальні мікро-ЕОМ: Номенклатура і функціональні можливості / А.С.Басманов, Ю.Ф.Широков - М.: Енергоатоміздат, 1988.
5. Проектування цифрових пристроїв на однокристальних мікроконтролерах / В.В.Сташин, А.В.Ірусов, О.Ф.Мологонцева. - М.: Енергоатоміздат, 1990.
6. Анолого-цифрові мікропроцесорні пристрої. - М.: Видавництво МАИ, 1991.
7. Застосування прецизійних аналогових мікросхем / А.Г.Алексеєнко, Е.А.Коломбет, Г.І.Стародуб. - М.: Радіо і зв'язок, 1985.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).