154ZAIG Základy automatizace v IG

Anotace

Úvod. Základní pojmy – měření, automatizace, měřicí řetězec, snímač. Základní požadavky na snímač. Elektrické měřicí obvody – převáděcí členy, vyhodnocovací členy, indikátory, paměť, můstkové obvody. Pasivní snímače. Odporové snímače – potenciometrické snímače pro pohyb posuvný a pro pohyb otáčivý, tenzometry, polovodičové tenzometry, snímače teploty. Kapacitní snímače – pro pohyb posuvný a pro pohyb otáčivý. Indukčnostní snímače – snímače parametrické, snímače transformátorové, selsyny, snímače pro posuvný pohyb a pro pohyb otáčivý. Aktivní snímače. Indukční snímače – dynamická měření. Optoelektronické snímače – fotodiody, PSD, CCD, CMOS, snímání polohy a posuvu. Snímače horizontu – využití snímačů odporových, kapacitních, indukčnostech, kyvadlových a optoelektronických. Snímače čárkového kódu. Světlované (vláknové) snímače – interní, externí, měření posunu. Užívané zdroje optického záření – LED, lasery. 3D terestrické skenery – princip činnosti, klasifikace skenovacích systémů, zpracování měření, měření skutečného stavu stavebního díla. Využití čárkového kódu u nivelačního přístroje. Úvod do automatických geodetických měřicích systémů. Některé systémy pro 3D měření – Laser 3D-TM, Profiler 4000, DIBIT. Automatizace při zatěžovacích zkouškách stavebních konstrukcí. Statické a dynamické zatěžovací zkoušky. Sledování vlivu vnějšího prostředí na měření. Řízení stavebních strojů.

Doporučená literatura

1. KAŠPAR, M. - POSPÍŠIL, J. - ŠTRONER, M. - KŘEMEN, T. - TEJKAL, M.: Laserové skenovací systémy ve stavebnictví. Vega s.r.o., Hradec Králové 2003, 111 s.
2. HAUF,M.: Geodézie II. Základy elektronických metod v geodézii. (skriptum FSv ). ES ČVUT, Praha 1984,152 s.
3. KAŠPAR,M.- POSPÍŠIL,J.: Využití laserové techniky v investiční výstavbě. NADAS, Praha 1989, 344 s.
4. KAŠPAR,I.- KUTMAN,O.- MICHALKO,O.: Fyzika – měření fyzikálních veličin(skriptum FSv). ES ČVUT, Praha 1988, 155 s.
5. MIKŠ, A.: Fyzika 28 – Elektromagnetické pole (skriptum FSv). Vydavatelství ČVUT, Praha 1999, 82 s.
6. ŠVEC,M.: Aplikovaná optika a elektronika (skriptum FAST VUT Brno). ES VUT, Brno 1988, 151 s.
7. TOMAN,J.: Elektrotechnika a elektronika pro stavaře (skriptum FSv). Vydavatelství ČVUT, Praha 1994, 186 s.
8. Doplňková literatura bude uvedena na přednáškách a cvičeních.

Přednášky

Přednášející: Prof. Ing. Jiří Pospíšil, CSc.

Témata přednášek

1. Základy automatizace. Základní vlastnosti elementů a automatizovaných měřicích systémů pro IG. Elektronické měřicí obvody.
2. Pasivní snímače. Odporové, kapacitní a indukčnostní snímače a jejich aplikace v IG.
3. Aktivní snímače. Optoelektronické snímače. Snímače horizontu. Snímače čárkového kódu.
4. Užívané zdroje optického záření a jejich vlastnosti.
5. Světlované (vláknové) snímače a jejich aplikace v IG.
6. 3D terestrické skenery a jejich aplikace v IG.
7. Využití čárkového kódu u nivelačních přístrojů.
8. Úvod do automatizovaných geodetických měřicích systémů.
9. Laser 3D-TM, Profiler 4000, DIBIT.
10. Zatěžovací statické a dynamické zkoušky stavebních konstrukcí.
11. Metody a přístroje pro sledování vlivu vnějšího prostředí na měření.
12. Řízení stavebních, razicích a tunelovacích strojů.
13. Rezerva (novinky).

Cvičení

Srovnání skutečného stavu štoly s projektem

1. (blok 6-ti hodin) Měření v UEF Josef s laserovým skenovacím systémem Leica HDS 3000
2. (blok 6-ti hodin) Vyhodnocení naměřených dat v softwaru Atlas DMT aplikace Tunel

Podmínky pro získání zápočtu

• Absolvování cvičení.
• Odevzdání semestrální práce.

Zkouška

Organizace zkoušky :

Zkouška je písemná a ústní.

Pomůcky ke zkoušce :

Index se zapsaným zápočtem, pero, kalkulačka, psací papíry formátu A4.

Otázky ke zkoušce :

1. Z čeho se skládá měřicí řetězec?
2. Vysvětlete pojem snímač.
3. Jaké snímače znáte?
4. Základní požadavky na snímač.
5. Stejnosměrné můstky.
6. Střídavé můstky.
7. Diferenční můstky.
8. Odporové snímače.
9. Kapacitní snímače.
10. Indukčnostní snímače.
11. Indukční snímače.
12. Snímače horizontu.
13. Optoelektronické snímače poloha a posuvu.
14. Využití CCD snímače v geodetických přístrojích(nivelační,teodolitové,fotogrammetrické.. přístroje).
15. Snímače čárkového kódu.
16. Princip určování čtení na lati pomocí digitálního nivelačního přístroje.
17. Světlovodné ( vláknové) snímače.
18. Jaká je přípustná chyba přístrojů použitých ke zjištění přetvoření stavební konstrukce při statické zatěžovací zkoušce?
19. Uveďte možnosti a principy měření přetvoření při statických zatěžovacích zkouškách pomocí laserové techniky.
20. Odvoďte vztah pro výpočet průhybu uprostřed mostního pole měřeného pomocí záměrné přímky (laserový motorizovaný teodolit) s rovnoměrným zatlačením ložisek a sedáním podpěr.
21. Jaké chyby působí při měření průhybu komorového mostu laserovou nivelací při jednom urovnání nivelačního kompenzátorového přístroje?
22. Jaká je přípustná chyba přístrojů použitých ke zjištění dynamického přetvoření stavební konstrukce?
23. Uveďte možnosti a principy měření přetvoření při dynamických zatěžovacích zkouškách pomocí laserové techniky.
24. Kalibrování optoelektronického snímače pro měření dynamického přetvoření.
25. Geodetický systém PROFILER 4000.
26. Měření prostorových objektů systémem LASER 3D-TM
27. Metody a přístroje pro sledování vlivu vnějšího prostředí na měření.
28. Modely atmosféry a metody pro snížení vlivu vnějšího prostředí na měření.
29. Jaké jsou přínosy a nevýhody laserové techniky?
30. Rozdělení laserových zařízení dle funkce s uvedením alespoň jednoho typu u každé kategorie.
31. Jaké jsou základní automatizační prvky při řízení stavebních strojů?
32. Metody rozmítání svazku laserových skenerů.
33. Základní princip fungování laserového skeneru.
34. Základní typy skenerů.
35. Vliv geometrie skenovaných objektů na měření.
36. Vliv povrchu skenovaných objektů na měření.