PA0210 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ Ι Τίτλος Μαθήματος Συντετμημένος Τίτλος: Πλήρης Τίτλος: ΤΕΜ-Ι ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ Ι Κωδικός Μαθήματος: PA0210 Επίπεδο Μαθήματος: Προπτυχιακό Τύπος Μαθήματος: Υποχρεωτικό Έτος Σπουδών: Πρώτο Εξάμηνο: Δεύτερο (2 ο ) Πιστωτικές Μονάδες: 6,0 Υπεύθυνος Μαθήματος 1 : Διδάσκων/ντες: Εργ. Συνεργάτες: Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Δρ. Μαρία Γούλα Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Δρ. Μαρία Γούλα Όλγα Μπερεκετίδου (Δρ. Χημικός Μηχανικός) Το μάθημα (θεωρία & εργαστήριο) «Τεχνολογία Μετρήσεων Ι», επιδιώκει να αποκτήσουν οι φοιτητές βασικές ικανότητες στον σχεδιασμό και εκτέλεση διαδικασιών μέτρησης και δειγματοληψίας, στατιστικής επεξεργασίας των μετρήσεων, ανάλυσης και αξιολόγησης των σφαλμάτων καθώς και στην εύρεση και ανάλυση των φυσικών προτύπων που διέπουν τα φυσικά ή τεχνητά συστήματα και στον υπολογισμό φυσικών ιδιοτήτων και παραμέτρων. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στις αρχές και εφαρμογές των αισθητήρων, συμπεριλαμβάνοντας τη σχεδίαση και κατασκευή, τις αρχές λειτουργίας, αλλά και πρακτικά παραδείγματα όπου μπορούν να χρησιμοποιηθούν. Στόχος του μαθήματος είναι η κατανόηση των πρώτων αρχών και η απόκτηση βασικών ικανοτήτων διεξαγωγής μετρήσεων και αξιολόγησής τους που μετέπειτα θα χρησιμοποιηθούν στο σχεδιασμό και τη λειτουργία μονάδων αντιρρυπαντικής τεχνολογίας. Περιγραφή Μαθήματος: Τα μαθήματα της θεωρίας παρέχουν το απαραίτητο θεωρητικό υπόβαθρο για την κατανόηση της διαδικασίας απόκτησης μετρήσεων, τη λειτουργία και τον χειρισμό της οργανολογίας μετρήσεων, τον χειρισμό οργάνων μέτρησης (αισθητήρων, κλπ.) και τον χειρισμού των δεδομένων που προκύπτουν ως αποτέλεσμα των παραπάνω διαδικασιών. Αντιστοίχως, το κάθε εργαστηριακό μάθημα περιλαμβάνει την προετοιμασία ενός πειράματος ή μιας διαδικασίας μέτρησης ή ανάλυσης σε ένα επιλεγμένο πρόβλημα, την εκτέλεση των μετρήσεων, όπως και την επεξεργασία και κριτική των δεδομένων ώστε να προκύψουν οι αναζητούμενες παράμετροι ή ιδιότητες του προς ανάλυση συστήματος. Τα προβλήματα είναι δομημένα με τέτοιο τρόπο, ώστε κάθε άσκηση να αφορά μια διαδικασία μέτρησης σε ένα φυσικό ή πειραματικό σύστημα και την επεξεργασία και κριτική των αντίστοιχων αποτελεσμάτων. Το θεωρητικό υπόβαθρο της κάθε άσκησης ταυτίζεται με το θεωρητικό περιεχόμενο του μαθήματος και για το λόγο αυτό αποφεύχθηκε η επανάληψη του θεωρητικού υπόβαθρου στις εργαστηριακές ασκήσεις. Αντ αυτού, παρουσιάζονται συνοπτικά οι κυριότερες μέθοδοι σχετικά με τη συγκεκριμένη διαδικασία ή το σύστημα που μετριέται. Για το λόγο αυτό, η ανάλυση των αποτελεσμάτων προϋποθέτει προσεκτική μελέτη της αντίστοιχης θεωρίας του μαθήματος και των εργαστηριακών σημειώσεων. 1
Μαθησιακά Αποτελέσματα: Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, ο φοιτητής θα πρέπει να: 1. Έχει αποκτήσει βασικές γνώσεις αναφορικά με τις αρχές λειτουργίας, την οργανολογία των αισθητήρων μέτρησης και των εφαρμογών τους 2. Είναι σε θέση να σχεδιάζει διαδικασίες δειγματοληψίας, όπως και να σχεδιάζει και να εκτελεί μετρήσεις σε φυσικά ή τεχνητά συστήματα 3. Έχει την ικανότητα να αξιολογεί και να επεξεργάζεται στατιστικά τα αποτελέσματα των μετρήσεων, όπως και να αναλύει και να αξιολογεί τα σφάλματα 4. Είναι σε θέση να σχεδιάζει πειράματα, να αναλύει φυσικά πρότυπα που διέπουν τα συστήματα και να υπολογίζει φυσικές ιδιότητες και παραμέτρους. 5. Έχει την ικανότητα σύνταξης τεχνικών εκθέσεων. 6. Έχει ενεργή συμμετοχή σε ομαδική εργασία. Τρόπος Διδασκαλίας: Παραδόσεις Επίλυση προβλημάτων-εργαστηριακές Ασκήσεις Γλώσσα Διδασκαλίας: Ελληνική Προαπαιτούμενα Προϋποθέσεις Μαθήματος 2 Δεν υφίστανται προϋποθέσεις Απαιτήσεις 3 Δεν υφίστανται απαιτήσεις Συναπαιτούμενα Συνιστώμενα Μαθήματα Επιλογής του Προγράμματος Σπουδών Δεν υφίστανται Διδακτέα Ύλη Θεωρία Μαθήματος Σφάλματα και στατιστική επεξεργασία αναλυτικών δεδομένων Εισαγωγή στους αισθητήρες μέτρησης και ελέγχου Βασικές αρχές, ορολογία και χαρακτηριστικά Μέτρηση της κίνησης Μετρήσεις στάθμης, ύψους, βάρους και όγκου Μέτρηση της πίεσης Μέτρηση της θερμοκρασίας Μέτρηση της ροής 2
Απεικόνιση και καταγραφή δεδομένων Ρύθμιση σημάτων και διασύνδεση Εφαρμογές μετρήσεων-χαρακτηριστικές περιπτώσεις Εφαρμογές ελέγχου-χαρακτηριστικές περιπτώσεις Εργαστήριο Άσκηση 1: Ζύγιση αντιδραστηρίων ακρίβεια μετρήσεων και διαστήματα εμπιστοσύνης Άσκηση 2: Αραίωση διαλυμάτων μέτρηση pη διαλυμάτων Άσκηση 3: Τιτλοδότηση διαλύματος με τη μέθοδο της ογκομέτρησης- Aπόρριψη αμφίβολης τιμής/κριτήριο Q Άσκηση 4: Όξινη βροχή Άσκηση 5: Μέτρηση της τάσης ατμών Άσκηση 6: Ποιότητα των υδάτων Ολικά διαλυμένα στερεά Άσκηση 7: Τήξη και Πήξη του νερού Άσκηση 8: Φασματοφωτομετρική ποσοτική ανάλυση Άσκηση 9: Δειγματοληψία και ανάλυση καυσαερίων (αιθάλη, CO, CO 2) Άσκηση 10: Ανάλυση SO 2, NO και NO 2 σε αέρια ρεύματα Μέθοδοι Διδασκαλίας & Φόρτος Εργασίας του Μαθήματος Μέθοδοι Διδασκαλίας Πλήρης Παρακολούθηση Τύπος Περιγραφή Ώρες Συχνότητα Μέσος Εβδομαδιαίος Φόρτος Εργασίας (ώρες) Εργασία ή Τεχνική Μελέτη Εργαστήριο Παραδόσεις Εργαστηριακές Ασκήσεις Παρουσιάσεις Powerpoint 2 Εβδομαδιαίως 2,00 3 Εβδομαδιαίως 3,00 Ανεξάρτητη και Κατευθυνόμενη Μάθηση Ατομική Προετοιμασία & Συμπλήρωση εργασίας διαφορετική για κάθε εργαστηριακή άσκηση Εβδομαδιαίως 6,00 Σύνολο Εβδομαδιαίων Ωρών Διδασκαλίας & Φόρτου Εργασίας 5,00 11,00 3
Αξιολόγηση Ανάλυση Αξιολόγησης % Μαθησιακή δραστηριότητα εντός του Τμήματος (*) (Θεωρία) Πρόοδος Μαθησιακή δραστηριότητα εντός του Τμήματος (*) (Θεωρία) Πρόοδος 40,0 60,0 ή χωρίς συμμετοχή / αποδοχή προόδου 0,0 Μαθησιακή δραστηριότητα εντός του Τμήματος (*) Εργαστήριο (Μέσος όρος Εργασιών και Τεστ αξιολόγησης - ΜΕΑΤ) Εργαστήριο (Μέσος όρος Εργασιών και Τεστ αξιολόγησης - ΜΕΑΤ) Πρακτική Άσκηση 4 ή εάν ΜΕΑΤ 7,50 με ΜΕΑΤ 5,0 50,0 50,0 60,0 40,0 Βλ. Αξιολόγηση Εργαστηρίου (*)Ανάλυση Μαθησιακής Δραστηριότητας Τύπος Περιγραφή Επιδιωκόμενα Μαθησιακά Αποτελέσματα % επί του συνόλου Ημερομηνία Εξέτασης Πρακτική άσκηση Δέκα εργαστηριακές ασκήσεις 1, 2, 3, 4, 5 50 Εβδομαδιαία Τεστ Αξιολόγησης Εργασία Επαναληπτικό μάθημα - Εικονικές εξετάσεις Δεκάλεπτο Τεστ πριν την έναρξη της εργαστηριακής δραστηριότητας Εκτύπωση από το χώρο τηλεκπαίδευσης (e-class), συμπλήρωση και παράδοση εργασίας διαφορετική για κάθε εργαστηριακή άσκηση και ομάδα φοιτητών Επανάληψη διδακτέας ύλης, επισήμανση σημαντικότερων σημείων, λύσεις ασκήσεων/θεμάτων 1, 2, 3 20 Εβδομαδιαία 1, 2, 3, 4 30 Εβδομαδιαία 1, 2, 3, 4-12 η Εβδομάδα Παραδόσεις (Θεωρία) Θεωρητικό Υπόβαθρο 1, 2 Εβδομαδιαία % Συνόλου Ο Υπεύθυνος Καθηγητής του Μαθήματος διατηρεί το δικαίωμα αλλαγής της φύσης και του χρόνου εξέτασης 4
Πηγές Συνιστώμενη Βιβλιογραφία Αισθητήρες μέτρησης και ελέγχου, Elgar Peter, Τζιόλα & ΥΙΟΙ Ο.Ε. 2003 Ηλεκτρικές Μετρήσεις και Αισθητήρες, Καλαϊτζάκης Κ. κ.α., Κλειδάριθμος Ε.Π.Ε. 2010 Αισθητήρες: Τεχνικές και Εφαρμογές, Χατζηπροκοπίου Μ., Χατζηπροκοπίου Μ. 2010 Εργαστηριακό φυλλάδιο με τη κατάλληλη θεωρία για την κατανόηση των εργαστηριακών ασκήσεων και την πλήρη περιγραφή των πειραματικών διεργασιών για την εκτέλεση των πειραμάτων στο εργαστήριο. Επιπλέον, μεταξύ άλλων αναφέρονται ο κανονισμός του εργαστηρίου για την εύρυθμη λειτουργία αυτού, κανόνες ασφαλείας, στοιχειώδεις εργαστηριακές τεχνικές, καθώς και βασικές εισαγωγικές έννοιες χρήσιμες για τη διεξαγωγή των πειραμάτων. Πρόσθετες σημειώσεις ή φυλλάδια για περαιτέρω επεξηγήσεις των ασκήσεων και των τεχνικών ανάλυσης, όποτε κρίνεται απαραίτητο. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Πρότυπα συμπλήρωσης εργαστηριακής έκθεσης αναρτημένα εβδομαδιαία στο χώρο τηλεκπαίδευση (eclass). Προτεινόμενες ιστοσελίδες animations για κάθε εργαστηριακή άσκηση, στο χώρο της τηλεκπαίδευσης (e-class). Συνιστώμενη Αρθρογραφία Προτείνονται μέσω του χώρο τηλεκπαίδευσης (e-class) χρήσιμες διαδικτυακές συνδέσεις και animations ξεχωριστά για κάθε τεχνολογία. 1 Ο Υπεύθυνος Καθηγητής Μαθήματος, είναι μόνιμο μέλος του Εκπαιδευτικού Προσωπικού (ΕΠ) του Τμήματος. 2 Προϋποθέσεις, πριν την εγγραφή του φοιτητή στο μάθημα, είναι οι προγενέστερες γνώσεις ή πρακτικές δεξιότητες, τις οποίες αναμένεται να κατέχει ο φοιτητής. Είναι δυνατή η εγγραφή του φοιτητή στο μάθημα, έστω και αν δεν κατέχει τις συνιστώμενες γνώσεις. Στην συγκεκριμένη περίπτωση, ο φοιτητής θα αντιμετωπίσει σημαντική δυσκολία στην επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος. Οι συνιστώμενες γνώσεις σχετίζονται είτε με προγενέστερα μαθήματα Προγράμματος Σπουδών του Τμήματος ή με μαθήματα προγενεστέρου Εκπαιδευτικού επιπέδου. 3 Οι απαιτήσεις, πριν την εγγραφή του φοιτητή στο μάθημα, είναι οι υποχρεωτικές, προγενέστερες γνώσεις ή πρακτικές δεξιότητες, τις οποίες οφείλει να κατέχει ο φοιτητής. Δεν είναι δυνατή η εγγραφή του φοιτητή στο μάθημα, εάν δεν δύναται να πιστοποιήσει την επιτυχή του παρακολούθηση στα μαθήματα του Καταλόγου των Απαιτήσεων. 4 Σε εκείνες τις περιπτώσεις, κατά τις οποίες η Πρακτική Άσκηση αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του Μαθήματος. 5