Elektrisk Mätteknik FYP060 och MIN600
Fysikprogrammet och NP Termin 3, HT2003

Examinator:

Magnus Karlsteen mkn@fy.ch...
Handledare:

Marcus Breitholtz rocky@fy.cha... , tel 772 3344, Grupp 1
Pontus Andersson poan@fy.chal... , tel 772 3297, Grupp 2

Khaled Khamchane khaled@fy.chalm..., tel 772 3319,  Grupp 3
Mattias Goksör mattias.goksor@fy.chalmer..., tel 772 3315, Grupp 4

Målbeskrivning

Kursen baseras på följande mål:
Det studerande ska på experimentell väg få kunskaper i grundläggande elektronik samt lära sig använda de vanligaste elektriska mätinstrumenten. I kursen belyses pratiska möjligheter och problem vid elektrisk mätteknik, samt statistisk bearbetning av resultat. Undervisningen utgår från ett konkret mättekniskt problem.
 

Innehåll
 
 
 

Sal

Innehåll
2/9 10-12 FL71 Inledning
8/9 13.00 ET Projektplan inlämnas till handledare
8-9/9   ET OP-uppkoppling, PSPICE, fräs, lödning
10/9-29/10     Konstruktion, mätning, analys, skrivande
30/10 12.00   Preliminär rapport inlämnas
6/11 13.00   Slutgiltig rapport inlämnas
10/11 13-17 FL11 Redovisning och opposition, gruppvis
11/11 13-17   Examination
13/11 13-17   Examination

 

Laborativ verksamhet enligt eget val och schema.
 
Problem

Utifrån kursens mål skall studenterna ha ett problem/projekt att arbeta med. Det finns flera olika problem som grupperna kan välja att arbeta med för att nå det uppsatta målet.
 
 

Redovisning

Arbetet kommer att redovisas i en muntlig och en skriftlig presentation av gruppens arbete. Presentationen följs upp med en kort individuell genomgång.

Den skriftliga redovisningen får inte vara på mer än 20 sidor (minimum: teckensnitt Times 12, enkelt radavstånd och 1,5 cm marginaler) och den skall ha "Abstract" på engelska. Om gruppen så önskar får hela rapporten skrivas på engelska. För den muntliga presentationen disponerar gruppen totalt 45 minuter, där även opposition och diskussion skall ingå.
 
 


 

Mättekniska problem

Ljud

Buller är ett exempel på ett stort miljöproblem med anknytning till ljud, speciellt i storstäderna. I denna uppgift gäller det att bygga en elektronisk krets för att mäta ljud och återge det på lämpligt sätt. Välj ett lämpligt intervall, konstruera en krets och mät.  

Ljus

Det gäller att bygga en elektronisk krets för att mäta ljusintensitet. Ljuset kan beskrivas som en vågrörelse och det finns många våglängder som kan vara av intresse för den miljöintresserade. Välj ett lämpligt intervall, konstruera och mät.

Temperatur

Det gäller att bygga en elektronisk krets för att mäta temperatur. Många olika reaktioner mellan t ex olika luftföroreningar är starkt temperaturberoende. Hitta en lämplig sensor, konstruera kretsen, mät.

Formförändring

Det gäller att bygga en elektronisk krets för att mäta formförändringen hos ett föremål. Lämpligt kan vara att mäta hur ett metallföremål ändrar sin form under belastning. Formförändringar brukar medföra förändringar i friktion mellan olika delar vilket i sin tur kan ha inverkan på energiåtgången.

Svaga elektromagnetiska fält

Det gäller att bygga en elektronisk krets för att mäta svaga elektromagnetiska fält. Om det finns något effekt på hälsan på grund av elektromagnetiska fält är ännu inte helt fastlagt. Men att mäta fälten går ju bra i alla fall. Konstruera sensor, förstärkarekrets, samt visa mätresultatet på lämpligt vis.

Seismograf

Det gäller att bygga en elektronisk krets för att mäta markens rörelser på grund av jordbävningar, sprängningar i tunnlar under Chalmers eller till exempel spårvagnar som passerar i närheten. Hitta en lämplig sensor och mätmetod, konstruera kretsen och mät.

Valfri

Det gäller att bygga en elektronisk krets för att mäta någonting. Det finns sensorer för att mäta nästa alla tänkbara fysiska storheter (acceleration, tryck, flöde, fukt, rotation, läge, vinkel...). Hitta en lämplig sensor, konstruera kretsen och mät.


Gruppen väljer fritt ett problem att arbeta med. Problemet diskuteras inom gruppen och tillsammans med handledaren under den första veckan av terminen. Den 8/9 ska gruppen presentera ett skriftligt förslag på projektarbete. I detta tidiga skede måste det rimligen vara ett mycket grovt förslag. Handledare och lärare går sedan igenom förslagen, kommenterar och beställer komponenter.

Förutom själva byggandet skall sedan även utrustningen/konstruktionen appliceras på en mätning. Gruppen skall lägga upp försöksplaner på praktisk och statistisk grund, utföra provtagning, analys samt bearbeta resultaten statistiskt. Statistik kan behövas för att utforma insamlingar, antal prover och vid analys. Man kan göra statistisk behandling av mätdata som sådana, av beräkningen av detektionsgränser, osäkerhetsbedömningar, koncentrationsberäkningar mm.

Kretskonstruktionen skall även beskrivas matematiskt i den avslutande rapporten.

Bedömning

För att kunna sätta individuella betyg måste en individuell bedömning göras. För detta ändamål görs en kontinuerlig bedömning, främst av handledarna, av ert arbete under kursens gång. Andra grunder för bedömningen är den skriftliga och muntliga slutredovisningen.

Följande mall, med tillhörande exempel från elektroniken, utgör grunden efter vilken bedömningen görs.

 

Kunskapsteg Exempel
Faktainsamling Skall kunna visa att fakta insamlats och använts.
Behandling av fakta Veta skillnaden mellan olika enkla förstärkarkopplingar.
Tillämpning Kunna konstruera och bygga kretsar.
Analys Kunna analysera en given koppling, både teoretiskt och experimentellt.
Syntetisera

Utvärdera resultat.
Föreslå förbättringar.
Föreslå alternativ.

Ingående instrumentkännedom.
Välstrukturerad rapport/presentation.

Värdera Föreslå nya kopplingar.
Identifiera problem och föreslå lösningar.
Jämföra och bedöma olika alternativa kopplingar/instrument.

Kurslitteratur

Individuell

Ingen kursbok. 

Bibliotekslitteratur 
de Souse Pires Electronics Handbook, Studentlitteratur
Horowits Hill, The Art of Electronics, Cambridge university press
Young Dictonary of Electronics Penguin reference
Grimvall, Lindgren, Miljömätteknik, Studentlitteratur
Emanuelsson, Signaler och kretsar, Studentlitteratur
Databöcker för operationsförstärkare, mm t ex från Texas Instruments
Boeker, van Grondelle, Environmental Physics, John Wiley & Sons
Box, Hunter, Hunter, Statistics for experimenters, Wiley-Interscience
Preston, Dietz, The Art of Experimental Physics, Wiley