C6132 Aplikace hardwarových a softwarových prvků v měřicích systémech

Přírodovědecká fakulta
jaro 2024
Rozsah
1/1/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: k.
Vyučující
prof. RNDr. Jan Hrbáč, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Jan Hrbáč, Ph.D.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Anotace
Student získá základní orientaci v problematice využití PC pro ovládání přístrojů a sběr dat, základní znalosti v číslicové a analogové elektronice, základy programování v LabView.
Výstupy z učení
-schopnost popsat měřící řetězec a jeho varianty; -základní přehled o elektronice (digitální, analogová, využití operačních zesilovačů); -přehled o senzorech a jejich výstupních veličinách; -znalost v oblasti převodníků AD a DA, multifunkčních karet a jejich vstupních a výstupních kanálů; -základní přehled o počítačových rozhraních, využitelných k připojení měřící elektroniky; -základní přehled o programování v LabView
Klíčová témata
1. Úvod do měření v chemii. Měřící řetězec, senzory. 2. Číslicové počítače a jejich využití pro získávání dat. Hardware počítače - sběrnice, porty, multifunkční karty pro sběr dat, výrobci a parametry. Operační systémy počítačů - multitasking, threading. 3. Převod neelektrických veličin na elektrické, propojování přístrojů - impedanční přizpůsobení, napěťové úrovně, šum a rušení, stínění. Operační zesilovače. 4. Převod AD a DA, obvody Sample and Hold, rozlišení AD a DA převodů, interpolace. 5. Rozhraní mikropočítačů - RS 232-C, CENTRONICS, IEEE 488 – GPIB, USB - charakteristiky, principy komunikace. Měřící řetězce - PXI, VXI apod. 6. Logické stavy, číselné systémy, typy logických obvodů, fuzzy logika, digitální technika.7. Událostmi řízené programování - Lab View - úvod do práce s programovacím prostředím pro tvorbu "virtuálních přístrojů". 8. Lab View – pokračování, alternativní programovací nástroje (VisiDAQapod.). 9. LabView – sběr dat. Základní programovací techniky vstupu a výstupu dat - Adresace V/V zařízení, techniky řízení vstupu dat (softwarové řízení vstupu dat, řízení pomocí přerušení, DMA – přímý přístup do paměti). Rozbor dosažitelné rychlosti.10. Čítače a časovače. Analýza dat a zpracování signálu. Fourierova transformace, filtrace signálu, statistika, konvoluce, frekvenční charakteristika.
Studijní zdroje a literatura
    doporučená literatura
  • Hrbáč, Jan. Aplikace počítačů v měřících systémech pro chemiky. Vydavatelství Univerzity Palackého v Olomouci, Olomouc 2013. 126 s., ISBN 978-80-244-3753-8.
  • Havlíček J., Vlach J., Vlach M., Vlachová V. Začínáme s LabVIEW. BEN technická literatura, Praha 2008. 248s., ISBN 978-80-7300-245-9
Přístupy, postupy a metody používané ve výuce
Monologická (výklad, přednáška, instruktáž), Demonstrace, Laborování, Aktivizující (simulace, hry, dramatizace)
Způsob ověření výstupů z učení a požadavky na ukončení
Písemná zkouška, Rozhovor, Vypracování seminární práce na zadané téma, písemný test, diskuse.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2021, jaro 2022, jaro 2023, jaro 2025, jaro 2026.