Wojskowa Akademia Techniczna - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Podstawy miernictwa w chemii

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: WTCCOWSI-PMwC
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Podstawy miernictwa w chemii
Jednostka: Wydział Nowych Technologii i Chemii
Grupy:
Punkty ECTS i inne: (brak) Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Forma studiów:

stacjonarne

Rodzaj studiów:

I stopnia

Forma zajęć liczba godzin/rygor:

W 30/x; C 22/+; L 24/+

Przedmioty wprowadzające:

Matematyka

Podstawy analizy matematycznej i rachunku różniczkowego, elementy rachunku prawdopodobieństwa


Fizyka

Podstawy teorii elektryczności i magnetyzmu, zjawiska transportu cieczy i gazów


Programy:

Chemia/Ochrona przed skażeniami

Autor:

dr inż. Jarosław Puton

Skrócony opis:

Pierwszą część przedmiotu stanowią elementy teorii pomiarów wraz z analizą niepewności pomiarowych i metodami prezentacji wyników badań. Druga część obejmuje zagadnienia związane z metodami pomiaru wielkość elektrycznych. Następnie omawiane są zagadnienia związane z zastosowaniem technik komputerowych w pomiarach. Ostatnia część dotyczy czujników stosowanych w laboratoriach chemicznych oraz zasad ich poprawnego wykorzystania.

Pełny opis:

WYKŁADY

1. ELEMENTY TEORII POMIARÓW

1.1. Miernictwo i metrologia – pojęcia podstawowe

Definicja pomiaru. Wielkości pomiarowe i ich wzorce. Przegląd jednostek układu SI. Klasyfikacja niepewności i błędów pomiarowych. Prawa przenoszenia błędów.

1.2. Metody analizy wyników pomiaru

Zasady zapisu wyników pomiaru. Sporządzanie wykresów. Metody regresji. Współczynniki korelacji. Metody analizy statystycznej.

1.3. Specyfika pomiarów w chemii

Typowe wielkości mierzone w laboratorium chemicznym. Pomiary spektrometryczne – duże zbiory danych pomiarowych. Prawne aspekty pomiarów.

1.4. Właściwości metrologiczne przyrządów pomiarowych

Model pomiaru. Nominalna statyczna charakterystyka przetwarzania. Charakterystyki dynamiczne. Definicje parametrów przyrządu pomiarowego.

2. ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA W POMIARACH

2.1. Wielkości elektryczne

Pojęcia podstawowe i jednostki miar. Elementy obwodów elektrycznych. Źródła prądowe i napięciowe. Obwody prądu stałego.

2.2. Sygnały sinusoidalne

Analiza obwodów prądu sinusoidalnego. Pasmo przenoszenia układu. „Decybelowa” miara wzmocnienia. Wartość skuteczna prądu i napięcia. Moc w obwodach prądu sinusoidalnego.

2.3. Ogólna charakterystyka sygnałów elektrycznych w układach pomiarowych

Przebiegi okresowe, niesinusoidalne. Rozwinięcie funkcji okresowej w szereg Fouriera. Stany nieustalone. Szumy i zakłócenia.

2.4. Elementy półprzewodnikowe

Dioda półprzewodnikowa. Prostownik. Tranzystory bipolarne i polowe. Tranzystor jako przełącznik i wzmacniacz.

2.5. Wzmacnianie sygnałów elektrycznych

Sprzężenie zwrotne. Idealny wzmacniacz operacyjny (WO). Układy pracy WO. Proste przykłady zastosowań.

2.6. Metody pomiarów wielkości elektrycznych

Pomiar prądu, napięcia, mocy i oporności. Pomiary częstotliwości i czasu. Pomiary precyzyjne. Wybrane elektroniczne przyrządy pomiarowe.

2.7. Elementy techniki cyfrowej

Stany logiczne. Kody liczbowe. Bramki logiczne. Technologie układów cyfrowych. Układy kombinacyjne i sekwencyjne.

3. POMIARY WSPOMAGANE KOMPUTEROWO

3.1. Mikrokontrolery w pomiarach

Przetwarzanie analogowo-cyfrowe. Systemy mikrokontrolerów w przyrządach pomiarowych. Przykłady analizatorów i „inteligentnych” czujników stosowanych w chemii.

4. PRZETWORNIKI STOSOWANE W POMIARACH CHEMICZNYCH

4.1. Ciśnieniomierze i przepływomierze

Ciśnieniomierze pojemnościowe. Układy MEMS w pomiarach ciśnienia. Przepływomierze ze zwężkami. Przepływomierze cieplnoprzewodnościowe.

4.2. Czujniki termometryczne

Czujniki termorezystancyjne. Termopary. Czujniki półprzewodnikowe. Zasady pomiaru temperatury. Uniwersalne regulatory temperatury.

4.3. Inne czujniki wielkości chemicznych i fizykochemicznych

Poziomomierze. Czujniki położenia i ruchu. Tensometry. Wilgotnościomierze. Proste czujniki składu chemicznego. Podział czujników. Pehametry. Czujniki katalityczne i katarometryczne. Czujniki półprzewodnikowe. Matryce czujników. Układy do kalibracji i testowania czujników składu chemicznego.

ĆWICZENIA

W ramach ćwiczeń rachunkowych rozwiązywane są zadania dotyczące następujących problemów:

- charakterystyki statyczne czujników i przyrządów pomiarowych

- obliczanie czułości i progu detekcji

- obliczanie niepewności pomiarów

- prawo przenoszenia błędów

- aproksymacja danych pomiarowych

- podstawowe wielkości elektryczne

- elementy teorii obwodów liniowych

- sygnały sinusoidalne i filtrowanie sygnałów

- przetwarzanie sygnałów z czujników pomiarowych

LABORATORIA

Studenci wykonują sześć ćwiczeń laboratoryjnych poświęconych:

- prostym metodom pomiaru wielkości elektrycznych

- filtrowaniu sygnałów elektrycznych

- badaniu charakterystyk elementów elektronicznych

- badaniu wzmacniaczy operacyjnych

- modułom pomiarowym współpracującym z komputerami

- badaniu charakterystyk czujników pomiarowych

Literatura:

PODSTAWOWA:

S. Tumański, „Technika pomiarowa”, WNT 2007

T. Grzegorczyk, J. Janiszewski, R. Trębiński „Metrologia i teoria eksperymentu”, cz. I i II Skrypt WAT 2004, S-59928 S-59929

J.R. Taylor, „Wstęp do analizy błędu pomiarowego”, PWN 1995

T. Skubis, „Opracowanie wyników pomiarów”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej 2003

P. Horowitz, W. Hill, „Sztuka elektroniki”, WKŁ 1999

UZUPEŁNIAJĄCA:

D. Senczyk, „Podstawy teorii pomiarów”, Wyd. Politechniki Poznańskiej 2003

praca zbiorowa (P. Hempowicz), „Elektrotechnika i elektronika dla nieelektryków”, WNT 2004

J. Zakrzewski, „Czujniki i przetworniki pomiarowe”, Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2004

J. Fraden J.S. ”Handbook of Modern Sensors - physics, designs and applications” 3rd Ed. Springer 2003

Efekty uczenia się:

W1. Po zaliczeniu przedmiotu student posiada wiedzę w zakresie podstaw metrologii teoretycznej i teorii przetworników pomiarowych. K_W06, K_W07

W2. Student zna podstawy metod pomiaru wielkości elektrycznych. K_W08

W3. Student zna podstawowe rodzaje czujników i przetworników pomiarowych stosowanych w chemii. K_W10

U1. Student umie przeprowadzić proste pomiary wybranych wielkości elektrycznych i parametrów fizykochemicznych. K_U02, K_U03

U2. Student umie przeprowadzić analizę uzyskanych wyników pomiarów wraz z oceną niepewności pomiarowych oraz poprawną prezentacją wyników. K_U05, KU_12

K1. Student potrafi pracować i współdziałać w grupie. K_K02, K_K03

Metody i kryteria oceniania:

- Przedmiot zaliczany jest na podstawie egzaminu pisemnego obejmującego wszystkie zagadnienia teoretyczne przedstawione w trakcie wykładów. Warunkiem koniecznym uzyskania oceny po-zytywnej z egzaminu jest wykazanie się wiedzą określoną w Efektach uczenia.

- Warunkiem dopuszczenia do egzaminu końcowego jest zaliczenie ćwiczeń rachunkowych i laboratoryjnych.

- Osiągnięcie efektów W1, W2 i W3 kontrolowane jest dodatkowo w trakcie sprawdzianu pisemnego przeprowadzanego podczas ćwiczeń rachunkowych.

- Efekt U1 i U2 sprawdzane ustnie podczas wykonywania ćwiczeń laboratoryjnych.

Przedmiot nie jest oferowany w żadnym z aktualnych cykli dydaktycznych.
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.
ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 46 tel: +48 261 839 000 https://www.wojsko-polskie.pl/wat/ kontakt deklaracja dostępności mapa serwisu USOSweb 7.1.0.0-9 (2024-12-18)