Komputerowe techniki pomiarowe 390-FM2-1KTP
Profil studiów: ogólnoakademcki
Forma studiów: stacjonarne
Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy, moduł 3 Metody matematyczne i komputerowe
Dziedzina i dyscyplina nauki: Dziedzina nauk ścisłych i przyrodniczych, Dyscyplina nauki fizyczne
Rok studiów/semestr: 2 rok, 3 semestr, studia II stopnia
Wymagania wstępne: student powinien posiadać wiedzę, umiejętności i rozumienie materiału określonego przez podstawę programową z fizyki i matematyki dla szkoły podstawowej i ponadpodstawowej.
Liczba godzin zajęć dydaktycznych: wykład 30 godz, laboratorium 30 godz
Metody dydaktyczne: wykład, praca laboratoryjna, dyskusja, konsultacje, kolokwia, praca własna studenta w domu.
Bilans nakładu pracy studenta: udział w wykładach: 1,2 ECTS, udział w laboratoriach: 1,2 ECTS, praca własna w domu: 1,2 ECTS, przygotowanie do zaliczenia: 0.4 ECTS
Wskaźniki ilościowe: nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela: 1,8 ECTS, nakład pracy studenta związany z zajęciami o charakterze praktycznym: 1,2 ECTS
Treści wykładu:
- Wstęp. Pojęcia podstawowe (pomiar, eksperyment, dane, przyrządy podstawowe, układ pomiarowy)
- Organizacja i klasyfikacja systemów pomiarowych. Budowa i zasada działania komputerowego sytemu pomiarowego (schemat funkcjonalny, charakterystyka)
- Podstawowe sygnały pomiarowe (klasyfikacja, charakterystyka, parametry). Cyfrowe przetwarzanie w układzie pomiarowym.
- Zegar w układzie pomiarowym. Generator kwarcowy, sygnały taktujące. Pomiar czasu.
- Standardowe komputerowe interfejsy pomiarowe. Rodzaje transmisji danych.
- Specjalistyczne interfejsy pomiarowe. Interfejs IEEE-488 (schemat, charakterystyka, zastosowanie)
- Interfejsy bazujące na standardzie VXI. Komputerowe karty pomiarowe DAQ. Przetworniki optyczne, matrycy CCD, CMOS
- Czujniki pomiarowe wielkości fizycznych (położenia, obrotu, przesunięcia, siły, temperatury, pojemności, światła, ciśnienia, dźwięku, pola magnetycznego).
- Czujniki i detektory specjalistyczne w diagnostyce medycznej
- Wprowadzenie do programowania graficznego LabView (struktura, konstrukcję, obiekty, formaty danych, reprezentacja danych). Przyrządy wirtualne realizowane w oparcie o LabView.
- Zasada budowy internetowego eksperymentu fizycznego „on-line” (konfiguracja, schemat, transmisja, wykonanie pomiaru)
- Technika pomiarowa w diagnostyce medycznej - ultrasonografia oraz ultrakardiografia (zasada, schemat, przetwarzanie i analiza danych)
- Technika pomiarowa w diagnostyce medycznej - techniki tomografii optycznej (zasada, schemat, przetwarzanie i analiza danych)
- Technika pomiarowa w diagnostyce medycznej - techniki wykorzystujące obrazowanie rezonansowe (zasada, schemat, przetwarzanie i analiza danych)
- Zaliczenie
Treści laboratorium:
- Wprowadzenie do zasad korzystania z przyrządów i zestawów laboratoryjnych. Zasady pracy w laboratorium oraz BHP. Przekazanie informacji na temat źródeł literaturowych oraz strony internetowych poświęconej laboratorium
- Zapoznania się z oprogramowaniem do obsługi komputerowo wspomaganych zestawów doświadczalnych. Oprogramowanie do konfigurowania, sterowania oraz detekcji sygnałów z czujników pomiarowych.
- Zapoznania się z oprogramowaniem do analizy, przetwarzania oraz obróbki danych pomiarowych.
- Badanie promieniowania żarówki oraz wyznaczenia zależności natężenia światła w funkcji odległości.
- Rezonans w układzie RLC, wyznaczenie podstawowych parametrów.
- Wyznaczenie prędkości dźwięku w powietrzu.
- Ćwiczenie z promieniotwórczości
- Badania propagacji i odbicia fal ultradźwiękowych
- Badania tętna.
- Badanie zawartości tlenu oraz zmian pH
- Sprawdzenie prawa indukcji Faradaya
- Pomiar EKG
- Badania temperaturowe w różnych materiałach
- Wybrane doświadczenie internetowe.
- Zaliczenie
|
W cyklu 2024:
Profil studiów: ogólnoakademcki |
Koordynatorzy przedmiotu
Rodzaj przedmiotu
W cyklu 2024: obowiązkowe kierunkowe | Ogólnie: obowiązkowe |
Efekty kształcenia
Student:
1. zna i rozumie w pogłębionym stopniu zagadnienia matematyczne niezbędne w fizyce i astronomii w zakresie przewidzianym programem kształcenia (KP7_WG1)
2. zna i rozumie problematykę dotyczącą narzędzi i metod stosowanych w różnych dziedzinach fizyki, oraz w zakresie przewidzianym programem kształcenia, zastosowań medycznych (KP7_WG3)
3. zna i rozumie specjalistyczne narzędzia badawcze stosowane w wybranej dziedzinie fizyki, w tym, w zakresie przewidzianym programem kształcenia, procedur pomiarowych stosowanych w fizyce medycznej (KP7_WG4)
4. potrafi właściwie dobierać modele matematyczne do rozwiązywania i analizowania zagadnień fizycznych (KP7_UW1)
5. potrafi dobrać i zastosować w praktyce narzędzia badawcze właściwe dla danej dziedziny fizyki (KP7_UW2)
6. jest gotów do nieustannego podnoszenia własnych kompetencji, mając na względzie szybki postęp w dziedzinie fizyki (KP7_KK1)
7. jest gotów do krytycznej oceny posiadanej wiedzy mierząc się z rzeczywistymi problemami badawczymi i stosowanymi (KP7_KK2)
Kryteria oceniania
Prezentacja na egzaminie zawierająca 3 wybrane tematy z wykładów + odpowiedzi na pytania.
Laboratorium: ocena końcowa oparta na ocenach ze sprawozdań z komputerowo wspomaganych doświadczeń fizycznych oraz z pracy na zajęciach
Literatura
H. Szydłowski „Pracownia fizyczna wspomagana komputerem", Wyd. Nauk. PWN, Warszawa 2003.
W. Nawrocki "Komputerowe systemy pomiarowe” Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa 2002.
P. Lesiak, D.Świsulski ''Komputerowa technika pomiarowa w przykładach” Agenda Wydawnicza PAK, Warszawa 2002.
D. Świsulski „Systemy pomiarowe. Laboratorium” Wyd. Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2001.
W. Tłaczała „Środowisko LabVIEW w eksperymencie wspomaganym komputerowo” Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2002.
J. Zakrzewski, Czujniki i przetworniki pomiarowe, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2004.
M. Stabrowski „Cyfrowa technika pomiarowa”, Wyd. Nauk. PWN, Warszawa 2002.
M. Wojtkowski ”Obrazowanie za pomocą tomografii optycznej OCT z detekcja fourierowską”, Wydawnictwo Naukowe UMK 2009. A. Śliwiński ''Ultradźwięki i ich zastosowania”, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2001.
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: