PředmětyPředměty(verze: 853)
Předmět, akademický rok 2019/2020
  
Advanced Measurement Methods in Experimental Physics and Chemistry - AP444009
Anglický název: Advanced Measurement Methods in Experimental Physics and Chemistry
Zajišťuje: Ústav fyziky a měřicí techniky (444)
Platnost: od 2019
Semestr: oba
Body: 0
E-Kredity: 0
Způsob provedení zkoušky:
Rozsah, examinace: 3/0 Jiné [hodiny/týden]
Počet míst: zimní:neurčen / neurčen (neurčen)
letní:neurčen / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: angličtina
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh: doktorské
Poznámka: předmět lze zapsat v ZS i LS
Garant: Vrňata Martin prof. Ing. Dr.
Kopecký Dušan doc. Ing. Ph.D.
Záměnnost : P444009
Anotace -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (19.11.2018)
Předmět je zaměřen na vysoce přesné metody měření fyzikálních veličin v extrémních podmínkách laboratorních experimentů. Studenti se seznámí s metodami měření kryogenních teplot, velmi nízkých hmotností, přesného času, nízkého tlaku, stopových koncentrací plynů a par, elektrických veličin a supravodivosti, elektromagnetického záření, radioaktivity a magnetického pole.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (19.11.2018)

Studenti budou umět:

Popsat a změřit podmínky experimentu v laboratoři a veličiny ovlivňující přesnost měření.

Využít pokročilé měřicí přístroje pro měření vysokého vakua, elektrických veličin či ionizujícího záření.

Popsat a využít přístroje pro detekci a analýzu stopových koncentrací plynů a par.

Literatura -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (19.11.2018)

Z: Liptak B.G. a Venzel K.: Instrument and Automation Engineers' Handbook: Process Measurement and Analysis, Fifth Edition. CRC Press 2016, ISBN 9781466559325.

Z: Kadlec, K., a kol.: Měření a řízení chemických, potravinářských a biotechnologických procesů, Key Publishing, Ostrava 2017, ISBN 978-80-7418-283-9.

D: Webster J.G.: Measurement, Instrumentation, and Sensors Handbook. CRC Press 2014, ISBN 978-1-4398-4888-3.

Studijní opory -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (19.11.2018)

Studijní materiály k přednáškám:

http://ufmt.vscht.cz/cs/elektronicke-pomucky.html

Metody výuky -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (19.11.2018)

přednášky

Požadavky ke kontrole studia -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (19.11.2018)

nejsou

Sylabus -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (19.11.2018)

1. Měření podmínek experimentu v laboratoři: Veličiny ovlivňující přesnost měření. Obecné metody měření tlaku a teploty, dataloggery. Vliv složení okolní atmosféry na experiment, měření rychlosti proudění a vlhkost vzduchu. Měření intenzity osvětlení, fotometry, kolorimetry. Měření vibrací, akcelerometry. Měření hluku.

2. Měření vlhkosti v plynech: Teoretické základy, používané jednotky. Psychrometry, optické a vibrační hygrometry, využití adiabatické expanze, elektrolytické snímače. Dilatační, odporové, kapacitní vlhkoměry a rezonanční senzory. Spektrální metody měření vlhkosti (UV, VIS, IR, oblast mikrovln).

3. Měření vlhkosti v kapalinách a pevných látkách: Chemické metody, Karl Fisherova titrace, automatické titrátory. Stanovení vlhkosti sušením. Termogravimetrie a diferenciální termická analýza pro stanovení vlhkosti. Lyofilizace. Separační metody (destilace, dekantace, extrakce, chromatografie). Spektrální metody. Vodivostní metody a kapacitní čidla. Mikrovlnná a neutronová moderační metoda.

4. Vážení: Teoretické základy vážení, jednotky. Pákové (rovnoramenné, nerovnoramenné a kyvadlové), pružinové, konzolové a torzní váhy. Tenzometrické, piezoelektrické, magnetoelastické a indukční váhy. Optické a kapacitní snímače vah. Mikrováhy, váhy na bázi křemíkového rezonátoru a senzoru s povrchovou akustickou vlnou. Využití mikroskopie atomárních sil při vážení malých hmotností. Hydraulické a pneumatické váhy. Průmyslové váhy.

5. Měření času, frekvence a fáze: Přístroje a elektrické obvody pro měření frekvence. Čítače. Oscilátory. Atomové hodiny. Časová synchronizace přístrojů.

6. Vakuové aparatury: Typy a princip funkce vývěv. Mechanické vývěvy (olejové a bezolejové rotační, turbomolekulární, membránové a Rootsovy). Difúzní vývěvy. Sorpční a kondenzační vývěvy. Měření vakua, vakuometry. Hledače netěsností.

7. Přístroje pro měření elektrických veličin: Obecné přístroje pro měření elektrického napětí, proudu a odporu (digitální multimetry, ohmmetry). Elektrometry. Osciloskopy. Můstkové měřiče kapacity a indukce. Impedanční analyzátory. Generátory funkcí. Zesilovače. Wattmetry. Způsoby zapojení a limity použití.

8. Metody měření elektrických veličin: Měření elektrického náboje (v objemu, na povrchu, v prostoru). Metody měření elektrického proudu, induktance, kapacitance a napětí. Měření elektrického výkonu.

9. Měření elektrické vodivosti v pevných látkách: Dvoubodová a čtyřbodová metoda. Metoda Van der Pauw. Supravodivost. Měření teploty v kryogenních podmínkách.

10. Měření elektromagnetického a magnetického pole: Snímače elektrického a magnetického pole. Optické snímače EM pole. Měření vlnové délky. Fotodetektory, detektory dlouhovlnného záření. Hallův jev a Hallova sonda.

11. Měření ionizačního záření: Zdroje radioaktivního záření. Ionizační detektory.

12. Přístroje pro charakterizaci povrchů: Měření tvrdosti. Měření drsnosti povrchu. Profilometry, mikroskopie atomárních sil. Optické metody měření tloušťky vrstev. Elipsometrie.

13. Kalibrace přístrojů: Přístroje pro generování definované koncentrace plynů a par.

14. Sběr a zpracování experimentálních dat: Virtuální instrumentace. Softwarové vybavení.

Vstupní požadavky -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (19.11.2018)

nejsou

Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (19.11.2018)

nejsou

Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (19.11.2018)

Ústní zkouška

 
VŠCHT Praha