Senzorji in zajemanje podatkov

Opis predmeta

Senzorji in pretvarjanje fizikalnih veličin. Senzorji in merjenje fizikalnih veličin. Tehnologije ter načrtovanje senzorjev: mehanski senzorji, kemični senzorji, toplotni senzorji, optični senzorji, magnetni senzorji, biosenzorji, akustični senzorji, senzorji v nadzoru okolja. Senzorji in nanotehnologije. Aktuatorji.

Senzorji v avtomatiki, robotiki, diagnostiki, nadzoru, v proizvodnji in trgovini, identifikaciji, energetiki, medicini, varovanju, zaščiti. Statične in dinamične lastnosti senzorjev, modeli senzorjev. Senzorji in signali, senzorji in zajemanje ter obdelava signalov. Reprezentativnost pridobljenih signalov. Senzorji in pretvorbe fizikalnih veličin prvega in višjih redov. Značilne lastnosti senzorjev in korekcije. Terminologija senzorjev. Zagotavljanje kakovosti v proizvodnji in uporabi senzorjev. Senzorji v avtomatskih proizvodnih procesih, komunikacija in standardizacija, samodiagnostika, mikroračunalniška podpora. Nevronske mreže pri kompleksni obdelavi merilnih signalov. Elektromagnetna kompatibilnost senzorjev.

Cilji in kompetence

Študenti se pri predmetu spoznajo z osnovami pretvorb fizikalnih veličin, z delovanjem in uporabo senzorjev ter njihovim načrtovanjem. Spoznajo značilne lastnosti in interakcije senzorja z okoljem, v merilnem procesu in kot del merilnega sistema.

Študenti izdelajo individualni seminar v obliki članka in ga predstavijo z nastopom pred avditorijem. Naučijo se samostojno iskati in izbirati vire (knjige, revije, članki, internet) in napisati članek v skladu z zahtevami za objavo v strokovni reviji.

Metode poučevanja in učenja

Predavanja, praktični prikazi, laboratorijske vaje, predstavitev seminarja.

Predvideni študijski rezultati

Po uspešno opravljenem modulu naj bi bili študenti zmožni:

– poznati delovanje senzorskih sistemov

– razložiti delovanje senzorskih sistemov

– uporabiti senzorske sisteme za merjenje fizikalnih veličin

– interpretirati in razložiti lastnosti merilnih sistemov

– samostojno poiskati in interpretirati vire

– pripraviti elaborat in napisati članek v skladu z zahtevami za objavo v strokovni reviji

Reference nosilca

1. BEGUŠ, Samo, BEGEŠ, Gaber, DRNOVŠEK, Janko, HUDOKLIN, Domen. A novel NIR laser-based sensor for measuring the surface moisture in polymers. Sensors and actuators. A, Physical, ISSN 0924-4247, Jan. 2015, vol. 221, str. 53-59.
2. BEGUŠ, Samo, JAZBINŠEK, Vojko, PIRNAT, Janez, TRONTELJ, Zvonko. A miniaturized NQR spectrometer for a multi-channel NQR-based detection device. Journal of magnetic resonance, ISSN 1090-7807, Oct. 2014, vol. 247, str. 22-30.
3. BEGUŠ, Samo, BOJKOVSKI, Jovan, DRNOVŠEK, Janko, GERŠAK, Gregor. Magnetic effects on thermocouples. Measurement science & technology, ISSN 0957-0233, Mar. 2014, vol. 3, no. 25, str. 1-11.
4. KIM, Kiwoong, BEGUŠ, Samo, XIA, Hui, LEE, Seung-Kyun, JAZBINŠEK, Vojko, TRONTELJ, Zvonko, ROMALIS, Michael V. Multi-channel atomic magnetometer for magnetoencephalography : a configuration study. NeuroImage, ISSN 1053-8119, 1 Apr. 2014, vol. 89, str. 143-151.
5. KRANJEC, Jure, BEGUŠ, Samo, GERŠAK, Gregor, DRNOVŠEK, Janko. Non-contact heart rate and heart rate variability measurements : a review. Biomedical signal processing and control, ISSN 1746-8094, Sep. 2014, vol. 13, str. 102-112.

Temeljni viri in literatura

1. J. Fraden, Handbook of modern sensors: physics, designs, and applications, Springer, 2010.
2. D. Fefer in A. Jeglič, Senzorji in pretvorniki, Ljubljana: Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 2006.
3. IEEE Sensors Journal, A Publication of the IEEE Sensors Council, ISSN 1530-437X.
4. H. Baltes, W. Gopel, J. Hesse, Sensors, Vol. 1,2,…, 12, Wiley VCH, 2005.
5. Larry J. Kricka, Mocrochips, mocroarrays, biochips and nanochips: personal laboratories for the 21st century, Department of Pathology and Laboratory Medicine, University of Pennsylvannia Medical Center.
6. Bela G. Liptak, Process Measurement and Analysis, Volume 1, Fourth Edition, Instrument Engineers Handbook, CRC Press LLC, Boca Raton, Florida. 2003, ISBN- 0-8493-1083-0 (v.1).
7. Richard G. Lyon, Understanding Digital Signal Processing, Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 2001.