University homepage | Suomeksi | På svenska | In English

Fysiikan mittausmenetelmät (FYS2007) syksy 2022

Fysiikan mittausmenetelmät (FYS2007), 5 op, syksy 2022

7.9.2022 – 25.10.2022

Luennoitsija: Prof. Edward Hæggström, edward.haeggstrom(at)helsinki.fi

Assistentit

M.Sc. Joonas Mustonen, joonas.mustonen(at)helsinki.fi

M.Sc. Petri Lassila, petri.j.lassila(at)helsinki.fi

Johannes Schavikin, johannes.schavikin(at)helsinki.fi

Kysymyksiin vastaa Joonas Mustonen.

Sivu päivitetty 30.09.2022


Ajankohtaista:

Laskarit 5 ja sen oheismateriaali lisätty

Laskarit 4 ja sen oheismateriaali lisätty

Laskarit 3 lisätty

Ti 13.09. Laskarisessio on peruttu sairastumisen vuoksi

Laskarit 2 lisätty 

Laskarit 1 lisätty 

Kurssin luennot alkavat ke 7.9.2022 salissa A110 (Chemicum) klo 10.15 – 12.00

Kurssille ilmoittautuminen on alkanut 15.08.2022

 

Vko 41: Ei laskarisessioita 10. – 16.10. (Tämän viikon laskarit käsitellään seuraavan viikon laskarisessioiden yhteydessä) 

 

Vko 40: Laskaritilaisuuksissa 3.-9.10. pidetään oskilloskooppidemo, johon osallistumisesta saa 3 lisäpistettä

 

Ti 11.10. Etäluento (ZOOM)

Ke 5.10. Professori Ari Salmen luento

Ke 21.9. Aloitus vasta klo 10.30

Ti 13.9. Etäluento (ZOOM)


Luentoajat:

Kurssin luennot toteutetaan lähiopetuksena seuraavasti:

Ti 12.15 – 14.00 Physicum E207

Ke 10.15 – 12.00 Chemicum A110

Mahdollisista poikkeuksista ilmoitetaan erikseen tällä sivulla kohdassa Ajankohtaista viimeistään klo 08:00 saman päivän aikana (seuraa siis sivuja aktiivisesti).

 

Luentomateriaali

(Avain materiaaliin annetaan ensimmäisellä luennolla)


Harjoitustehtävät:

Laskarit 1

Laskarit_2   Jännitejakoesimerkki

Laskarit 3   X-bittiset kvantisaatiotasot

Laskarit 4   Data (tehtävä 3)  Python-pikaohje

Laskarit 5   Data (tehtävä 4)

Laskarit 6

Joka viikko palautetaan laskuharjoitustehtävät, tai vähintään tyhjä paperi, jossa on opiskelijan nimi ja opiskelijanumero.

Kurssin harjoitustehtävät palautetaan sähköisesti PDF-muodossa Google Classroomin kautta (linkki palveluun lähetetään kurssin alkaessa 6.9.2022). Ohjeet palautukseen

Pisteytys: 3 pistettä/palautustehtävä. Oikean ratkaisun esittämisestä saa 2 pistettä, ja puutteellisesta ratkaisusta saa 1 pisteen.

Harjoitustehtäviä varten rohkaistaan itsenäiseen tiedonhakuun ja assistenteilta kysymiseen (esim. s-postitse). Lisäksi oppimisen tukena suositellaan käyttämään kirjaa Aaltonen, Kousa, Stor-Pellinen: “Elektroniikan perusteet”, uusin painos, Limes ry.

 


Harjoitusryhmät

ti 16.15-18.00, Johannes Schavikin, alkaen 13.9.2022, sali D117

ke 12.15-14.00, Joonas Mustonen, alkaen 14.9.2022, sali D106

to 14.15-16.00, Petri Lassila, alkaen 15.9.2022, sali D117

pe 14.15-16.00, Petri Lassila, alkaen 16.9.2022, sali D106


Loppukoe:

Aika: Ti 25.10.2022 klo 09:00 – 13:00

Paikka: A129 (Chemicum)

Koe perustuu sekä luennoilla että laskuharjoituksissa käytyihin aiheisiin. Käsitteet, keskeiset (fysikaaliset ja metrologiset) konseptit ja laskuharjoitustehtävät kannattaa kerrata hyvin. Kokeeseen saa tuoda oman laskimen, muttei omia muistiinpanoja (tai ‘lunttilappua’), keskeiset kaavat annetaan tenttipaperin yhteydessä.


Koealue:

Luennoilla käydyt aiheet ja laskuharjoitukset.

Kurssin arvostelu:

Kurssiarvosanasta 1/3 muodostuu laskuharjoituspisteistä ja 2/3 koepisteistä.

 

Laskuharjoituspisteistä pitää saada 50% tai pitää palauttaa 10 täysin oikein laskettua palautustehtävää, jotta voi osallistua loppukokeeseen.

 

Jos opiskelija jättää palauttamatta palautustehtäviä (edes tyhjän paperin) 2 kertaa, hänen oikeutensa osallistua kurssikokeeseen mitätöidään.


Kurssin sisältö:

Ajankohta opintojen ajoitusmallissa: 2. vuosi

Esitiedot: Fysiikan perusopinnot (25 op), erityisesti sähkömagnetismi ja sähködynamiikka kannattaa kerrata, hyvä lukiomatematiikka, kompleksilukujen peruslaskutoimitukset sekä Tieteellinen laskenta I ovat myös hyödyllisiä. 

Sisältö: Kurssilla käydään läpi mittaamisen tekniikkaa ja teoriaa sisältäen metrologiaa (:=mittaustiedettä), perusmittalaitteet, mittausjärjestelmät, anturitekniikkaa, analogiset suodattimet, signaalin siirto ja näytteistys, erilaisia virhelähteitä ja tulosten virheenkäsittely. Kurssi kuuluu aineopintojen pakollisiin kursseihin.

Kurssin tietoja pystyy hyödyntämään aineopintojen laboratoriotöissä.

Suoritustapa: Harjoitukset ja loppukoe

 


Kirjallisuus:

Metrologiasta:

Springer Handbook of Metrology and Testing (2011, Czichos et al.)

 

Mittausmenetelmistä:

M. Sayer, A. Mansingh: Measurement, Instrumentation and Experiment Design in Physics and Engineering, Prentice-hall Of India 2005 (kurssikirja).

J. P. Bentley: Principles of Measurement Systems, Pearson Prentice Hall; 4 edition (January 2005).

Hugh W. Coleman, W. Glenn Steele: Experimentation, validation, and uncertainty analysis for engineers, Hoboken;  4th edition (2018)

 

Elektroniikasta:

Aaltonen, Kousa, Stor-Pellinen: Elektroniikan perusteet, uusin painos, Limes ry.

K. Silvonen, Elektroniikka ja puolijohdekomponentit, Otatieto 2009.


Linkkejä

NIST

MIKES

SI-yksiköiden uudelleenmäärittely

Esimerkki SWLI:stä

ANCOVA

Verkkosivuja, joista löytyy mukavasti tietoa elektroniikasta:

HyperPhysics on Georgia State Universityn ylläpitämä fysiikan, kemian ja matematiikan sivusto, joka sisältää myös elektroniikan esimerkkejä.


Kanavatransistorit

Datasheets: 2n4416 Vishay , Calogic

Operaatiovahvistimet

Analog dialogue Noise

Filter Design in Thirty Seconds (Texas Instruments)

Digitaalielektroniikka

Digital vs Analog (How Stuff
Works)

Logic Selection Guides (Texas Instruments)

ASIC World Directory – Digital
(K-Maps, Quine-McCluskey minimization)

Phase-Locked Loop

555 ajastinpiiriin liittyen

555 Timer Tutorials

Switch capacitor kytkentöjä

Switched Capacitor Circuits

Switched Capacitor Filter Solutions

Basic Introduction FIlters – Active, Passive, and Switched-Capacitor

 

AD- ja DA-muuntimet

ADC and DAC glossary

Analog to digital converter (Wikipedia)

Muita linkkejä

Datasheet Catalog

LTspice

Watcom C/C++, Fortran kääntäjä