S Y L A B U S P R Z E D M I O T U
NAZWA PRZEDMIOTU:
PODSTAWY MIERNICTWA W CHEMII
Nazwa w j. angielskim:
Principles of Measurements in Chemistry
Kod przedmiotu:
WTCCXCSI-MCh
Podstawowa jednostka organizacyjna (PJO): WTC
(prowadz
ą
ca kierunek studiów)
Kierunek studiów:
Chemia
Specjalno
ś
ci:
Materiały wybuchowe i pirotechnika
Materiały niebezpieczne i ratownictwo chemiczne
Poziom studiów:
studia pierwszego stopnia
Forma studiów:
studia stacjonarne
J
ę
zyk prowadzenia:
polski
Sylabus wa
Ŝ
ny dla naborów od roku akademickiego 2012/2013
1. REALIZACJA PRZEDMIOTU
Osoba(-y) prowadz
ą
ca(-e) zaj
ę
cia (koordynatorzy: dr in
Ŝ
. Jarosław PUTON
PJO/instytut/katedra/zakład WTC/ ICh/ZRiMS
2. ROZLICZENIE GODZINOWE
forma zaj
ęć
, liczba godzin/rygor
(x egzamin, + zaliczenie, # projekt)
semestr
razem
wykłady
ć
wiczenia
laboratoria
projekt
seminarium
punkty
ECTS
II
76
30 x
22 +
24 +
5
razem
76
30 x
22 +
24 +
5
3. PRZEDMIOTY WPROWADZAJ
Ą
CE WRAZ Z WYMAGANIAMI WST
Ę
PNYMI
Matematyka
Podstawy analizy matematycznej i rachunku ró
Ŝ
niczkowego, elementy rachunku prawdopodo-
bie
ń
stwa
Fizyka
Podstawy teorii elektryczno
ś
ci i magnetyzmu, zjawiska transportu cieczy i gazów
"Z A T W I E R D Z A M"
Dziekan Wydziału Nowych Technologii i Chemii
tytuł, stopie
ń
naukowy, imi
ę
, NAZWISKO
Warszawa, dnia ..........................
Zał
ą
cznik Nr 4
do decyzji Nr 52/PRK/2011
z dnia 16 grudnia 2011r.
4. ZAKŁADANE EFEKTY KSZTAŁCENIA
Symbol
Efekty kształcenia
odniesienie do efek-
tów kształcenia dla
kierunku
W1
Po zaliczeniu przedmiotu student posiada wiedz
ę
w zakresie podstaw
metrologii teoretycznej i teorii przetworników pomiarowych
K_W06, K_W07
W2
Student zna podstawy metod pomiaru wielko
ś
ci elektrycznych
K_W08
W3
Student zna podstawowe rodzaje czujników i przetworników pomiarowych
stosowanych w chemii
K_W10
U1
Student umie przeprowadzi
ć
proste pomiary wybranych wielko
ś
ci elek-
trycznych i parametrów fizykochemicznych
K_U02, K_U03
U2
Student umie przeprowadzi
ć
analiz
ę
uzyskanych wyników pomiarów wraz z
ocen
ą
niepewno
ś
ci pomiarowych oraz poprawn
ą
prezentacj
ą
wyników
K_U05, KU_12
K1
Student potrafi pracowa
ć
i współdziała
ć
w grupie
K_K02, K_K03
5. METODY DYDAKTYCZNE
Wykład w formie audiowizualnej (30 godz.).
Ć
wiczenia rachunkowe obejmuj
ą
ce rozwi
ą
zywanie zada
ń
dotycz
ą
cych analizy niepewno
ś
ci po-
miarów, zagadnie
ń
z podstaw teorii obwodów elektrycznych oraz analizy parametrów przyrz
ą
dów
pomiarowych (22 godz.).
Ć
wiczenia laboratoryjne, w ramach których studenci zapoznaj
ą
si
ę
z metodami pomiarów wielko-
ś
ci elektrycznych, zastosowaniem komputerów w pomiarach i badaniem charakterystyk przetwor-
ników pomiarowych (24 godz.).
6. TRE
Ś
CI PROGRAMOWE
liczba godzin
lp
temat/tematyka zaj
ęć
wykł.
ć
wicz.
lab.
proj.
semin.
1.
1. ELEMENTY TEORII POMIARÓW
1.1. Miernictwo i metrologia – poj
ę
cia podstawowe
Definicja pomiaru. Wielko
ś
ci pomiarowe i ich wzorce. Prze-
gl
ą
d jednostek układu SI. Klasyfikacja niepewno
ś
ci i bł
ę
dów
pomiarowych. Prawa przenoszenia bł
ę
dów.
2
-
-
-
-
2.
1.2. Metody analizy wyników pomiaru
Zasady zapisu wyników pomiaru. Sporz
ą
dzanie wykresów.
Metody regresji. Współczynniki korelacji. Metody analizy
statystycznej.
2
2
-
-
-
3.
1.3. Specyfika pomiarów w chemii
Typowe wielko
ś
ci mierzone w laboratorium chemicznym.
Pomiary spektrometryczne – du
Ŝ
e zbiory danych pomiaro-
wych. Prawne aspekty pomiarów.
2
4.
1.4. Wła
ś
ciwo
ś
ci metrologiczne przyrz
ą
dów pomiaro-
wych
Model pomiaru. Nominalna statyczna charakterystyka prze-
twarzania. Charakterystyki dynamiczne. Definicje parame-
trów przyrz
ą
du pomiarowego.
2
2
-
-
-
5.
2. ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA
W POMIARACH
2.1. Wielko
ś
ci elektryczne
Poj
ę
cia podstawowe i jednostki miar. Elementy obwodów
elektrycznych.
Ź
ródła pr
ą
dowe i napi
ę
ciowe. Obwody pr
ą
du
stałego.
2
4
-
-
-
6.
2.2. Sygnały sinusoidalne
Analiza obwodów pr
ą
du sinusoidalnego. Pasmo przenosze-
nia układu. „Decybelowa” miara wzmocnienia. Warto
ść
skuteczna pr
ą
du i napi
ę
cia. Moc w obwodach pr
ą
du sinuso-
idalnego.
2
2
4
-
-
7.
2.3. Ogólna charakterystyka sygnałów elektrycznych w
układach pomiarowych
Przebiegi okresowe, niesinusoidalne. Rozwini
ę
cie funkcji
okresowej w szereg Fouriera. Stany nieustalone. Szumy i
zakłócenia.
2
-
-
-
-
8.
2.4. Elementy półprzewodnikowe
Dioda półprzewodnikowa. Prostownik. Tranzystory bipolarne
i polowe. Tranzystor jako przeł
ą
cznik i wzmacniacz.
2
2
4
-
-
9.
2.5. Wzmacnianie sygnałów elektrycznych
Sprz
ęŜ
enie zwrotne. Idealny wzmacniacz operacyjny (WO).
Układy pracy WO. Proste przykłady zastosowa
ń
.
2
4
4
-
-
10.
2.6. Metody pomiarów wielko
ś
ci elektrycznych
Pomiar pr
ą
du, napi
ę
cia, mocy i oporno
ś
ci. Pomiary cz
ę
sto-
tliwo
ś
ci i czasu. Pomiary precyzyjne. Wybrane elektroniczne
przyrz
ą
dy pomiarowe.
2
2
4
-
-
11.
2.7. Elementy techniki cyfrowej
Stany logiczne. Kody liczbowe. Bramki logiczne. Technolo-
gie układów cyfrowych. Układy kombinacyjne i sekwencyj-
ne.
2
-
-
-
-
12.
3. POMIARY WSPOMAGANE KOMPUTEROWO
3.1. Mikrokontrolery w pomiarach
Przetwarzanie analogowo-cyfrowe. Systemy mikrokontrole-
rów w przyrz
ą
dach pomiarowych. Przykłady analizatorów i
„inteligentnych” czujników stosowanych w chemii.
2
2
4
-
-
13.
4. PRZETWORNIKI STOSOWANE W POMIARACH
CHEMICZNYCH
4.1. Ci
ś
nieniomierze i przepływomierze
Ci
ś
nieniomierze pojemno
ś
ciowe. Układy MEMS w pomia-
rach ci
ś
nienia. Przepływomierze ze zw
ęŜ
kami. Przepływo-
mierze cieplnoprzewodno
ś
ciowe.
2
-
-
-
-
14.
4.2. Czujniki termometryczne
Czujniki termorezystancyjne. Termopary. Czujniki półprze-
wodnikowe. Zasady pomiaru temperatury. Uniwersalne
regulatory temperatury.
2
2
-
-
-
15.
4.3. Inne czujniki wielko
ś
ci chemicznych i fizykoche-
micznych
Poziomomierze. Czujniki poło
Ŝ
enia i ruchu. Tensometry.
Wilgotno
ś
ciomierze. Proste czujniki składu chemicznego.
Podział czujników. Pehametry. Czujniki katalityczne
i katarometryczne. Czujniki półprzewodnikowe. Matryce
czujników. Układy do kalibracji i testowania czujników skła-
du chemicznego.
2
-
4
-
-
Razem
30
22
24
0
0
7. LITERATURA
podstawowa:
S. Tuma
ń
ski, „Technika pomiarowa”, WNT 2007
T. Grzegorczyk, J. Janiszewski, R. Tr
ę
bi
ń
ski „Metrologia i teoria eksperymentu”, cz. I i II Skrypt
WAT 2004, S-59928 S-59929
J.R. Taylor, „Wst
ę
p do analizy bł
ę
du pomiarowego”, PWN 1995
T. Skubis, „Opracowanie wyników pomiarów”, Wydawnictwo Politechniki
Ś
l
ą
skiej 2003
praca zbiorowa (P. Hempowicz), „Elektrotechnika i elektronika dla nieelektryków”, WNT 2004
P. Horowitz, W. Hill, „Sztuka elektroniki”, WKŁ 1999
uzupełniaj
ą
ca:
D. Senczyk, „Podstawy teorii pomiarów”, Wyd. Politechniki Pozna
ń
skiej 2003
praca zbiorowa (P. Hempowicz), „Elektrotechnika i elektronika dla nieelektryków”, WNT 2004
J. Zakrzewski, „Czujniki i przetworniki pomiarowe”, Wyd. Politechniki
Ś
l
ą
skiej, Gliwice 2004
J. Fraden J.S. ”Handbook of Modern Sensors - physics, designs and applications” 3
rd
Ed. Sprin-
ger 2003
8. SPOSOBY WERYFIKACJI ZAKŁADANYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA
Przedmiot zaliczany jest na podstawie egzaminu pisemnego obejmuj
ą
cego wszystkie zagadnie-
nia teoretyczne przedstawione w trakcie wykładów. Warunkiem koniecznym uzyskania oceny po-
zytywnej z egzaminu jest wykazanie si
ę
wiedz
ą
okre
ś
lon
ą
w Efektach kształcenia (Tab.4).
Warunkiem dopuszczenia do egzaminu ko
ń
cowego jest zaliczenie
ć
wicze
ń
rachunkowych i labo-
ratoryjnych.
Osi
ą
gni
ę
cie efektów W1, W2 i W3 kontrolowane jest dodatkowo w trakcie sprawdzianu pisemne-
go przeprowadzanego podczas
ć
wicze
ń
rachunkowych.
Efekt U1 i U2 sprawdzane ustnie podczas wykonywania
ć
wicze
ń
laboratoryjnych.
kierownik jednostki organizacyjnej
odpowiedzialnej za przedmiot
................................
prof. dr hab. in
Ŝ
. Jerzy Choma
autor sylabusa
................................
dr in
Ŝ
. Jarosław Puton