Zajemanje in obdelava podatkov

Cilji in predmetno specifične kompetence

Pridobitev osnovnih znanj o zajemanju eksperimentalnih podatkov, njihovi pretvorbi iz analogne v digitalno obliko in nazaj ter njihovi obdelavi.

Opis vsebine

Senzorji: Temperaturni senzorji (polvodniški, termočleni, uporovni, kalibracija temperaturnih senzorjev); optični senzorji (bolometri, piroelektriki, fotodiode, fotopomnoževalke); senzorji pomika in pospeška, merilki tlaka, senzorji pretoka, senzorji mehanske napetosti.

Zajemanje signala. Predprocesiranje signala, filtriranje neželjenih signalov, transformacija impedance, vpliv frekvenčne širine merilnega sistema na kvaliteto meritev.

AD/DA pretvorniki. Tehnike AD in DA pretvorbe, sistemi za zajem podatkov, kako izbrati in uporabiti ADC.

Osnove mikrokontrolerjev. Osnovne lastnosti, struktura zgradbe mikroprocesorja, izhodno vhodne enote, časovne enote, ostale periferne enote.

Osebni računalnik. Zvočne kartice, RS232, GPIB, USB.

Osnove digitalnih signalnih procesorjev. Eno in večdimenzionalni signali in sistemi, vzorčenje signala, izdelava FIR filtrov, izdelava 2D filtrov.

Osnove digitalne obdelave podatkov. Digitalno filtriranje, FFT, FWT.

Osnove programabilne logike. Arhitekturi CPLD in FPGA, primeri njune uporabe, osnove programskega jezika VHDL.

Temeljna literatura

1. A. Likar, Uporaba mikroračunalnikov v merjenjih. DMFA.
2. W.J. Thompson, J.G. Webster, Interfacing Sensors to the IBM PC. Prentice Hall.
3. A. Bateman, I. Paterson-Stephens, The DSP Handbook. Prentice Hall.
4. S.W. Smith, The Scientist and Engeneer's Guide to Digital Signal processing. California Technical Publishing, San Diego.

Predvideni študijski dosežki

Znanje in razumevanje
Poznavanje osnovnih senzorjev, principa njihovega delovanja. Poznavanje in razumevanje osnov AD pretvorbe ter obdelave podatkov.

Uporaba
Pridobljeno znanje fizike služi slušateljem kot osnova za delo v fizikalnih/razvojnih laboratorijih.

Refleksija
Izrazito eksperimentalno in uporabniško usmerjen predmet, ki bo koristil vsem študentom, ki želijo delati v fizikalnih in tehničnih laboratorijih.

Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmet
Močna navezava na vse praktikumske predmete.

Metode poučevanja in učenja

Predavanja, praktikumske vaje, projektne naloge, konzultacije.

Pogoji za vključitev v delo oziroma za opravljanje študijskih obveznosti

• Vpis v letnik.
• Opravljena projektna naloga je pogoj za pristop k izpitu iz teorije.

Metode ocenjevanja in ocenjevalna lestvica

• Projektna naloga, izpit iz teorije.
• Ocene: 1-5 (negativno), 6-10 (pozitivno) (po Statutu UL).

Metode evalvacije kakovosti

Študentska anketa (univerzitetna in interna), samoevalvacija.

Sestavljalec učnega načrta

• doc. dr. Igor Poberaj
• doc. dr. Denis Arčon
• doc. dr. Dušan Ponikvar