Тестування смарт- сенсорів і актуаторів та їх програмного забезпечення

Спеціальність: Інформаційно-вимірювальні технології у робототехніці
Код дисципліни: 7.175.07.E.016
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Інформаційно-вимірювальних технологій
Лектор: к.т.н., с.н.с., доц., Ришковський
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Викладання дисципліни має на меті дати студентам, які вивчають інформаційно-вимірювальну техніку, необхідні знання у інженерній діяльності з проектування роботизованих систем і комплексів. Навчити студентів практичної роботи з програмним забезпеченням IO-Link, яке призначене для роботи з смарт-сенсорами, що побудовані на різноманітних фізичних ефектах, які лежать в основі функціонування сенсорів і актуаторів, принципами і основами їх використання, прикладами застосування в роботизованих системах.
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей: загальні компетентності: базовими знаннями фундаментальних розділів математики та фізики в обсязі, необхідному для володіння математичним апаратом у галузі знань «Автоматизація та приладобудування», здатністю використову¬вати математичні методи та фізичні ефекти в обраному фахові; базовими знаннями в галузі інформатики й сучасних інформаційних технологій; базовими знаннями з хімії в обсязі, необхідному у галузі знань «Автоматизація та приладобудування»; основними методами забезпечення соціальної, природної та техногенної безпеки; інформації; вільним спілкуванням іноземною мовою у професійній галузі; здатністю застосовувати теорію електричних та магнітних кіл при проектуванні сенсорів і актуаторів робототехніки. фахові компетентності: володіти базовими знаннями про фізичні явища, які лежать в основі роботи різноманітних сенсорів і актуаторів; здатністю виконувати розрахунково-графічні роботи з проектування інформаційних сенсорних систем; - здатністю обгрунтовано застосовувати відповідні сенсори і актуатори для розв"язку поставлених конкретних задач роботизованих систем здатністю розробляти функціональні схеми сенсорних систем; - здатністю працювати з програмним забезпеченням IO-Link; - здатністю аналізувати основні структурні компоненти сенсорів і актуаторів; здатністю розробляти (створювати) експериментальні макети сенсорних систем і проводити їх дослідження із застосуванням сучасних інформаційних технологій; здатністю розробляти методики проведення експериментів і проводити експерименти на діючих макетах.
Результати навчання: У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі результати навчання: - основні поняття з робототехніки; - знання фізичних явищ, які лежать в основі роботи сенсорів фізичних величин і актуаторів; - класифікацію і основні параметри сенсорів і актуаторів; - основні структурні компоненти сенсорів і актуаторів; - вміння обгрунтовано застосовувати відповідні сенсори і актуатори для розв"язку поставлених конкретних задач роботизованих систем; - вміння працювати з програмним забезпеченням IO-Link, яке рекомендоване Європейською Комісією для роботи з сенсорами всіх виробників; РН1 Знати принципи дії та фізичні явища, які лежать в основі роботи різноманітних сенсорів фізичних величин і актуаторів; класифікацію сенсорів і актуаторів за різними ознаками; основні принципи використання сенсорів різних типів в роботизованих системах РП2 Вміти самостійно аналізувати умови і завдання, що стоять перед виробничим процесом, вибирати оптимальні сенсори і актуатори з точки зору забезпечення точності і якості технологічного процесу в роботизованих системах, залежно від поставлених завдань.. РП3 Вміти виконувати розрахунково-графічні роботи з проектування інформаційних, сенсорів і актуаторів робототехнічних систем;. РП4 Вміти працювати з програмним забезпеченням IO-Link РП5 Знати принципи розроблення методик проведення експериментів і проводити експерименти на діючих макетах і зразках сенсорів і актуаторів, обробляти результати з застосуванням сучасних інформаційних технологій і технічних засобів
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Основи метрології та вимірювальної техніки Цифрові електронні вузли засобів вимірювальної техніки
Короткий зміст навчальної програми: Підготовка студентів до інженерної діяльності з розробки робототехнічних систем; завдання - вивчення основних принципів побудови сенсорів і актуаторів, вивчення фізичних явищ, які лежать в основі функціонування різноманітних сенсорів фізичних величин і актуаторів, вивчення принципів і основ їх використання, практичних прикладів застосування в роботизованих системах, а також формування теоретичних і практичних навичок необхідними для вибору, використання і аналізу їх застосування, вміння роботи з програмним забезпеченням IO-Link, яке рекомендоване Європейською Комісією для роботи з сенсорами всіх виробників, вироблення здатності і готовності: вести патентні дослідження в галузі професійної діяльності; виконувати розрахунково-графічні роботи з проектування інформаційних, електронних і мікропроцесорних модулів сенсорних систем
Опис: Тема. Вступна лекція. Основні завдання курсу Фізичні ефекти, види та методи вимірювань. Класифікація сенсорів. Основні фізичні явища що використовуються при побудові сенсорів неелектричних величин Тема. Механічні пружні перетворювачі, як первинний елемент сенсорів. Сенсори геометричних розмірів: лінійних, кутових. Сенсори механічних величин: напружень, сил, тиску, маси. Методи та засоби вимірювання параметрів руху твердих тіл (лінійного руху, параметрів вібрацій, обертового руху). Методи та засоби вимірювання витрат. Об"ємні і масові витрати. Тема. Сенсори температури. Температурні шкали. Вимірювання температури за допомогою терморезистивних сенсорів. Основні вимірювальні кола. Вимірювання температури за допомогою термоелектричних сенсорів. Безконтактні методи вимірювання температури. Загальні відомості про випромінювання, їх залежність від температури випромінюваного тіла. Термометрія за випромінюванням тіл. Тема. Оптичні сенсори. МЕМС - мікро-електромеханічні сенсори. НЕМС -нано-електромеханічні сенсори Тема. Програмне забезпечення IO-Link. Тема. Актуатори: види, принципи роботи, застосування. Тема. Заключна лекція. Перспективи розвитку сенсорів. Смарт сенсори.
Методи та критерії оцінювання: поточний контроль знань студентів під час проведення занять; проведення семестрового заліку .
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль (ПК) 25-балів Семестровий залік (письмова частина ) 20-балів Семестровий залік (усна частина ) 30-балів Лабораторні заняття 25-балів
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. Засоби та методи вимірювань неелектричних величин / За ред. проф. Є.Поліщука,- Львів: "Бескид-Біт", 2008. 2. Поліщук Є.С. Методи та засоби вимірювань неелектричних величин,- Львів, вид. Держ. Універс. “Львівська політехніка”, 2000 р. 3. Schaumburg H. Sensoren,- B.G.Teubner, Stuttgart, 1992/ 4. Hoffmann J. Taschenbuch der Messtechnik, Fachbuchverlag, Leipzig, 2000. 5. Основи метрології та вимірювальної техніки: Підручник: У 2 т./ М. Дорожовець, В. Мотало, Б. Стадник, В. Василюк, Р. Борек, А. Ковальчик; За ред. Б. Стадника. – Львів: вид-во НУ "Львівська політехніка", 2005 6. Поліщук Є.С., М.М. Дорожовець, Б.І. Стадник, О.В. Івахів, Т.Г. Бойко, А. Ковальчик: Засоби та методи вимірювань неелектричних величин: Підручник: /За ред. проф. Є.С. Поліщука. – Львів: вид-во "Бескид Біт", 2008. 7. Поліщук Є.С. Методи та засоби вимірювання неелектричних величин.:Підручник–Львів: вид-во НУ "Львівська Основи метрології та вимірювальної техніки: Підручник: У 2 т./ М. Дорожовець, В. Мотало, Б. Стадник, В. Василюк, Р. Борек, А. Ковальчик; За ред. Б. Стадника. – Львів: вид-во НУ "Львівська політехніка", 2005 Література до лабораторних занять http://ifm.com Лабораторний практикум з курсу “Методи та засоби вимірювання неелектричних величин” для студентів базового напрямку 6.0913 "Метрологія та вимірювальна техніка"/Укл. Я.Т.Луцик, П.І.Скоропад, П.Р.Гамула, О.П.Ришковський,– Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2015.
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).