Courses

ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ – ΔΙΑΓΝΩΣΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΜΗΧΑΝΩΝ

General

Course Contents

Το θεωρητικό μέρος του μαθήματος περιλαμβάνει:
➢ Εισαγωγή στους αισθητήρες και στα συστήματα μέτρησης και ελέγχου, συστήματα μέτρησης,
συστήματα ελέγχου ανοικτού και κλειστού βρόγχου.
➢ Χαρακτηριστικά αισθητήρων και συστημάτων μέτρησης (ακρίβεια, σφάλματα, βαθμονόμηση,
νεκρή ζώνη, ολίσθηση, υστέρηση, χρόνος, εύρος λειτουργίας, γραμμικότητα, αξιοπιστία,
απόκριση, διακριτική ικανότητα, ευαισθησία).
➢ Ρύθμιση σημάτων και προσαρμογή με τεχνικές παθητικών κυκλωμάτων: ρύθμιση και
προσαρμογή σήματος, ρύθμιση σήματος με ποτενσιόμετρο, ρύθμιση σήματος με γέφυρα
Wheatstone, προσαρμογή για μέγιστη μεταφορά τάσης, προσαρμογή για μέγιστη μεταφορά
ισχύος με ή χωρίς μετασχηματιστή.
➢ Ρύθμιση σημάτων και προσαρμογή με τεχνικές ενεργητικών κυκλωμάτων Ι: ενεργητικά
κυκλώματα, τελεστικός ενισχυτής, ενισχυτής αντιστροφής και μη αντιστροφής, απομονωτής,
ενισχυτής άθροισης και διαφοράς, ενισχυτής οργανολογίας.
➢ Ρύθμιση σημάτων και προσαρμογή με τεχνικές ενεργητικών κυκλωμάτων ΙΙ: ολοκληρωτής,
διαφοριστής, μετατροπέας ρεύματος σε τάση και τάσης σε ρεύμα, συγκριτής τάσης,
μετατροπέας ψηφιακού σήματος σε αναλογικό, μετατροπέας αναλογικού σήματος σε ψηφιακό.
➢ Μέτρηση θερμοκρασίας: θερμόμετρα διαστολής υγρού και μετάλλου, διμεταλλικό θερμόμετρο,
διμεταλλικός θερμοστάτης, θερμόμετρο ηλεκτρικής αντίστασης (RTD), θερμίστορ,
θερμοηλεκτρικό φαινόμενο και θερμοζεύγος, θερμόμετρα ακτινοβολίας, οπτικό πυρόμετρο
νήματος, πυρόμετρο υπέρυθρου.
➢ Μέτρηση κίνησης Ι: Εισαγωγή στη μέτρηση παραμέτρων κίνησης (μετατόπιση, προσέγγιση,
ταχύτητα, επιτάχυνση, μηχανική τάση, βάρος), μέτρηση γραμμικής μετατόπισης (ωρολογιακό
μικρόμετρο, γραμμικό ποτενσιόμετρο, γραμμικός διαφορικός μεταβλητός μετασχηματιστής –
LVDT, πυκνωτής μεταβλητού εμβαδού), μέτρηση γωνιακής μετατόπισης (περιστροφικό
ποτενσιόμετρο, αυξητικός και απόλυτος οπτικός κωδικοποιητής).
➢ Μέτρηση κίνησης ΙΙ: Ταχομετρικές γεννήτριες, μέτρηση προσέγγισης (μικροδιακόπτες,
αισθητήρας μεταβλητής μαγνητικής αντίστασης, ανιχνευτής φαινομένου Hall, οπτικοί
αισθητήρες προσέγγισης), μέτρηση επιτάχυνσης (επιταχυνσιόμετρο σεισμικής μάζας,
πιεζοηλεκτρικό επιταχυνσιόμετρο), μετρητής μηχανικής τάσης, μέτρηση βάρους (κυψελίδα
φόρτισης, ζυγοί ισορροπίας, ζυγός ελατηρίου με γραμμικό ποτενσιόμετρο.
➢ Μέτρηση στάθμης: μέτρηση στάθμης, δοχείο παρατήρησης, ράβδος βυθομέτρησης, μηχανικός
και ηλεκτρικός μετρητής πλωτήρα, βελόνα χωρητικότητας και αγωγιμότητας, μετρητής
υπερήχων, μετρητής φυσαλίδων, μέτρηση στάθμης με αισθητήρες πίεσης.
➢ Μέτρηση πίεσης: μέτρηση πίεσης, μανόμετρα υγρού, σωλήνας Bourdon, φυσητήρας με
ποτενσιόμετρο ή LVDT, χωρητικοί και πιεζοηλεκτρικοί αισθητήρες πίεσης, αισθητήρες πίεσης
με πιεζοαντιστάσεις και μετρητές μηχανικής τάσης, βαρόμετρα.
➢ Απεικόνιση και καταγραφή δεδομένων μετρήσεων: αναλογικές συσκευές απεικόνισης,
μετρητής (όργανο) κινητού πηνίου, μετρητής αντίστασης, μετρητής κινητού οπλισμού,
παλμογράφος, ψηφιακές συσκευές απεικόνισης με διόδους φωτοεκπομπής (LED) και υγρούς
κρυστάλλους (LCD).
➢ Συστήματα συλλογής και επεξεργασίας μετρήσεων Ι: βασικές έννοιες συστημάτων συλλογής και
επεξεργασίας δεδομένων μετρήσεων, συστήματα μετάδοσης μετρήσεων, δειγματοληψία,
κυκλώματα δειγματοληψίας και συγκράτησης, πολυπλεξία και πολυπλέκτες.
➢ Συστήματα συλλογής και επεξεργασίας μετρήσεων ΙΙ: σειριακή και παράλληλη διασύνδεση
συστημάτων μέτρησης με υπολογιστή, απευθείας διασύνδεση, πρότυπα ΙΕΕΕ και RS232,
αναλογικές και ψηφιακές κάρτες εισόδου-εξόδου, συλλογή μετρήσεων σε ηλεκτρονικό
υπολογιστή, εργαλεία λογισμικού για συλλογή μετρήσεων σε βιομηχανικό περιβάλλον
επεξεργασίας και έλεγχο παραγωγής.

Το εργαστηριακό μέρος του μαθήματος (ανά 3 εβδομάδες) περιλαμβάνει τις ακόλουθες ασκήσεις:
Μελέτη οργάνου κινητού πηνίου (μέτρηση χαρακτηριστικών στοιχείων, επέκταση κλίμακας μέτρησης,
υλοποίηση ομόμετρου, κ.ά.), Μελέτη χαρακτηριστικών αισθητήρων θερμοκρασίας (θερμοζεύγος,
θερμίστορ, RTD), Μελέτη γραμμικού μεταβλητού διαφορικού μετασχηματιστή (LVDT) και
πιεζοαντίστασης (μετρητή μηχανικής τάσης), Μελέτη μετατροπέων αναλογικού σήματος σε ψηφιακό
και αντιστρόφως (A/D, D/A converters), Πρακτικές ασκήσεις που αποσκοπούν στην εξοικείωση με το
εργαλείο λογισμικού Lab-View, προγραμματισμό σε γραφικό περιβάλλον και εικονικά όργανα (virtual
instruments), κάρτες συλλογής δεδομένων μετρήσεων (DAQ).

Educational Goals

Σκοπός του μαθήματος είναι να εισάγει τον φοιτητή στις βασικές έννοιες …

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση:

  • Να αναλύει την…
  • Να περιγράφει τις…
  • Να κατανοεί το…
  • Να συγκρίνει τα…

General Skills

➢ Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών από βιβλιογραφία
➢ Διαχείριση έργου (εργασιών)
➢ Ατομική εργασία
➢ Ομαδική εργασία
➢ Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
➢ Λήψη αποφάσεων
➢ Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον

Teaching Methods

Πρόσωπο με πρόσωπο, στην αίθουσα διδασκαλίας και σε ομάδες
εργασίας

Use of ICT means

– Χρήση του Συστήματος Ηλεκτρονικής Εκπαίδευσης της
Πανεπιστημιούπολης Σερρών (http://elearning.teicm.gr/)
– Οπτικοακουστικό υλικό και πολυμεσικές εφαρμογές
– Επικοινωνία με τους φοιτητές μέσω e-mail
– Χρήση εξειδικευμένου Λογισμικού Μετρήσεων και Ανάλυσης σημάτων
(LabView)

Teaching Organization

ActivitySemester workload
Διαλέξεις117
Ασκήσεις Πράξης13
Total130

Students Evaluation

Τελική γραπτή εξέταση στην ύλη των Διαλέξεων – ποσοστό 70% επί
της τελικής βαθμολογίας – η οποία περιλαμβάνει:
• Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης
• Επίλυση Προβλημάτων
Η βαθμολογία του εργαστηριακού μέρους με βαρύτητα 30%
καθορίζεται από:
• Τη διεξαγωγή εργαστηριακών ασκήσεων και την παράδοση
ατομικών εργασιών.

Recommended Bibliography

1. Κ. Καλοβρέκτη, Ν. Κατέβα, Αισθητήρες μέτρησης και ελέγχου, Εκδόσεις Τζιόλα, 2018.
2. P. Elgar, Αισθητήρες μέτρησης και ελέγχου, Εκδόσεις Τζιόλα, 2003.
3. Σ. Μπουλταδάκη, Ι. Καλόμοιρου, Υλικό και λογισμικό μετρήσεων: Παραδείγματα και εφαρμογές,
Εκδόσεις Τζιόλα, 2009.
4. Κ. Καλοβρέκτη, Labview για μηχανικούς: Προγραμματισμός συστημάτων DAQ, Εκδόσεις Τζιόλα,
2007
5. K. Καλαϊτζάκη, Ε. Κουτρούλη, Ηλεκτρικές μετρήσεις και αισθητήρες, Εκδόσεις Κλειδάριθμος, 2010.