Komputerowe techniki pomiarowe 390-FS2-1KTP

Profil studiów: ogólnoakademicki.
Forma studiów: stacjonarne.
Moduł: metody matematyczne i komputerowe, przedmiot obowiązkowy.
Dziedzina i dyscyplina nauki: nauki fizyczne, fizyka.
Rok studiów, semestr: 1 rok, 2 semestr, studia II stopnia.
Wymagania wstępne: brak.
Metody dydaktyczne: wykład, ćwiczenia laboratoryjne, dyskusje, konsultacje, samodzielne studiowanie.
Punkty ECTS: 4.
Bilans nakładu pracy studenta: wykład (30 godzin), laboratorium (30 godzin), przygotowanie do zajęć (20 godzin), udział w konsultacjach przedmiotowych (5 godzin), przygotowanie do egzaminu końcowego i udział w egzaminie (13+2 godziny).
Wskaźniki ilościowe: wykład (1.2 punktów ECTS), laboratorium (1.2 punktów ECTS), przygotowanie do zajęć (0.8 punktów ECTS), udział w konsultacjach przedmiotowych (0.2 punktów ECTS), przygotowanie do egzaminu końcowego i udział w egzaminie (0.6 punktów ECTS).
Zakres tematów:
Wykład:
-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.
-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.
-Sterowanie w układzie pomiarowym (silniki, skanery).
-Wprowadzenie do programowania graficznego LabVIEW (struktura, konstrukcje, 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 - skaningowe mikroskopia tunelowa, sił atomowych oraz
magnetycznych (zasada, schemat, przetwarzanie i analiza danych)
-Technika pomiarowa - techniki rezonansowe w pomiarach właściwości magnetycznych (zasada, schemat, przetwarzanie i analiza danych)
-Technika pomiarowa - techniki wykorzystujące obrazowanie sonograficzne (zasada, schemat, przetwarzanie i analiza danych)
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 analizy, przetwarzania oraz
obróbki danych pomiarowych.
-Komputerowo wspomagane ćwiczenia:
--Badanie wahadła matematycznego.
--Badanie drgań tłumionych w układzie wahadła sprężynowego.
--Rezonans w układzie RLC, wyznaczenie podstawowych parametrów.
--Badanie promieniowania żarówki oraz wyznaczenia zależności natężenia
światła w funkcji odległości.
--Badanie procesów ładowania i rozładowania kondensatora w układzie RC.
--Sprawdzenie prawa Malusa.
--Wyznaczenie prędkości dźwięku w powietrzu.
--Sprawdzenie prawa indukcji Faradaya.
--Ćwiczenie z promieniotwórczości.
--Efekt fotoelektryczny.
--Wybrane doświadczenie internetowe.
-Elementy programowania w języku LabVIEW