Podstawy miernictwa w chemii
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | WTCCXCNI-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)
|
Język prowadzenia: | polski |
Forma studiów: | niestacjonarne |
Rodzaj studiów: | I stopnia |
Forma zajęć liczba godzin/rygor: | W 18/x; C 12/+; L 12/+ |
Przedmioty wprowadzające: | Fizyka: Wymagania wstępne: podstawy teorii elektryczności i magnetyzmu, zjawiska transportu cieczy i gazów Matematyka: Wymagania wstępne: podstawy analizy matematycznej i rachunku różniczkowego, elementy rachunku prawdopodobieństwa |
Programy: | Chemia/Materiały wybuchowe i pirotechnika Chemia/Materiały niebezpieczne i ratownictwo chemiczne |
Autor: | dr inż. Jarosław Puton |
Skrócony opis: |
Przedmiot składa się z trzech części dotyczących różnych zagadnień. Pierwsza część to elementy teorii pomiarów wraz z analizą niepewności pomiarowych i metodami prezentacji wyników badań. Druga część obejmuje zagadnienia związane z metodami pomiaru wielkość elektrycznych. W ostatniej części omawiane są czujniki stosowane w laboratoriach chemicznych oraz zasady 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. Właściwości metrologiczne przyrządów pomiarowych. 1.2. Metody analizy wyników pomiaru Klasyfikacja niepewności i błędów pomiarowych. Prawa przenoszenia błędów. Zasady zapisu wyników pomiaru. Sporządzanie wykresów. Metody regresji. Współczynniki korelacji. 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. Elementy nieliniowe. 2.2. Ogólna charakterystyka sygnałów elektrycznych w układach pomiarowych Sygnały sinusoidalne. Pasmo przenoszenia układu. Przebiegi okresowe, niesinusoidalne. Stany nieustalone. Szumy i zakłócenia. 2.3. Metody pomiarów wielkości elektrycznych Pomiar prądu, napięcia, mocy i oporności. Pomiary częstotliwości i czasu. Współczesne mierniki cyfrowe. Oscyloskopy. Zasilacze. Generatory i układy czasowe. 2.4. Wzmacnianie sygnałów elektrycznych Sprzężenie zwrotne. Idealny wzmacniacz operacyjny (WO). Układy pracy WO. Proste przykłady zastosowań. 2.5. Elementy techniki cyfrowej Stany logiczne. Kody liczbowe. Przetwarzanie analogowo-cyfrowe. Systemy mikrokontrolerów w przyrządach pomiarowych. Karty i moduły pomiarowe. 3. PRZETWORNIKI STOSOWANE W POMIARACH CHEMICZNYCH 3.1. Czujniki termometryczne Czujniki termorezystancyjne. Termopary. Czujniki półprzewodnikowe. Zasady pomiaru temperatury. Uniwersalne regulatory temperatury. 3.2. Ciśnieniomierze, przepływomierze i czujniki składu chemicznego Ciśnieniomierze pojemnościowe. Układy MEMS w pomiarach ciśnienia. Przepływomierze ze zwężkami. Przepływomierze cieplnoprzewodnościowe. Wilgotnościomierze. Czujniki elektrochemiczne. Czujniki półprzewodnikowe. 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 trzy ćwiczenia laboratoryjne poświęcone: - prostym metodom pomiaru wielkości elektrycznych - filtrowaniu sygnałów elektrycznych - 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 labo-ratoryjnych. - 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. |
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.