спцификация учебного модуля IU 11

Министерство образования и науки Республики Казахстан
Карагандинский государственный технический университет
УТВЕРЖДАЮ
Председатель Ученого
Совета, Ректор КарГТУ
Газалиев А.М.
____________2015г.
СПЕЦИФИКАЦИЯ УЧЕБНОГО МОДУЛЯ
IU 11 Измерительные устройства
Специальность 5В071600 «Приборостроение»
Форма обучения очное
Факультет информационных технологий
Кафедра приборостроения
2015
Спецификация учебного модуля разработана
старшим преподавателем Беликом М.Н.
Обсуждена на заседании кафедры «Приборостроние»
Протокол № 19 от « 12 » ___06___2015г.
Зав.кафедрой ________ В.К.Муравлев « 12 » ___06___2015г.
Одобрена учебно-методическим советом факультета информационных
технологий
Протокол № 10 от « 18 » ___06___ 2015г.
Председатель ________ Д.У.Капжаппарова « 18 » ___06___ 2015г.
Формуляр описания модуля
Название модуля и шифр
Ответственный за модуль
Тип модуля
Уровень модуля
Количество часов в неделю
Количество кредитов
Форма обучения
Семестр
Количество обучающихся
Пререквизиты модуля
Содержание модуля
Модуль Измерительные устройства IU 11
ст. преподаватель Белик М.Н.
Базовый, модуль по выбору
BA
3/3
3/3 (5/5 ECTS)
очная
5,6
10/30
Математика 1,2; Физика 1,2; Физические основы
получения информации; Электротехника; Основы
электроники; Электронные средства ИИТ.
УМКД AIU 3216 Аналоговые измерительные
устройства:
Лекции (15 час.): Классификация и структурные
схемы аналоговых средств измерений (1 час).
Метрологические характеристики аналоговых средств
измерений (1 час). Измерение электрических величин
аналоговыми
приборами.
Магнитоэлектрический,
электромагнитный
механизмы
(1
час).
Электродинамический,
ферродинамический,
электростатический и индукционный механизмы (1
часа). Измерение переменных токов и напряжений.
Приборы выпрямительной и термоэлектрической
систем (1 час). Измерение активной и реактивной
мощности в трехфазных цепях переменного тока (1 час).
Расчет и проектирование измерительных мостов.
Принципы
работы.
Мосты
для
измерения
сопротивлений (1 час). Мосты для измерения емкостей,
индуктивностей, Мосты для измерения частоты (1 час).
Автоматические мосты и компенсаторы (1 час).
Аналоговые регистрирующие приборы (1 час).
Электронные
узлы
измерительных
каналов
и
автономных приборов (1 час). Преобразователи
сигналов (1 час). Усилители (1 час). Коммутаторы (1
час). Проектирование специализированных аналоговых
устройств на современной элементной базе (1 час).
Лабораторные занятия (30 час.): Изучение
конструкции и принципа работы измерительных
механизмов (6 часов). Изучение конструкции и
принципа работы комбинированных приборов (6 часов).
Измерение активной и реактивной мощности в
трехфазных цепях переменного тока (6 часов).
Измерение активной и реактивной энергии трехфазного
тока (6 часов). Изучение конструкции и принципа
работы осциллографа (6 часов).
СРСП (45 час.): Классификация и структурные схемы
аналоговых
средств
измерений
(3
часа).
Метрологические характеристики аналоговых средств
измерений (3 часа). Измерение электрических величин
аналоговыми
приборами.
Магнитоэлектрический,
электромагнитный
механизмы
(3
часа).
Электродинамический,
ферродинамический,
электростатический и индукционный механизмы (3
часа). Измерение переменных токов и напряжений.
Приборы выпрямительной и термоэлектрической
систем (3 часа). Измерение активной и реактивной
мощности в трехфазных цепях переменного тока (3
часа). Расчет и проектирование измерительных мостов.
Принципы
работы.
Мосты
для
измерения
сопротивлений (3 часа). Мосты для измерения емкостей,
индуктивностей, Мосты для измерения частоты (3 часа).
Автоматические мосты и компенсаторы (3 часа).
Аналоговые регистрирующие приборы (3 часа).
Электронные
узлы
измерительных
каналов
и
автономных приборов (3 часа). Преобразователи
сигналов (3 часа). Усилители (3 час). Коммутаторы (3
часа). Проектирование специализированных аналоговых
устройств на современной элементной базе (3 часа).
УМКД CIIU 3217 Цифровые и интеллектуальные
измерительные устройства:
Лекции (15 час.): Цифровые измерительные
устройства (1 час). Цифро-аналоговые преобразователи
(1 час). Последовательные ЦАП (1 час). Аналогоцифровые преобразователи (1 часа). Последовательные
АЦП (1 час). Нормирование и анализ метрологических
характеристик
цифровых
устройств:
Принципы
нормирования.
Статические
и
динамические
метрологические характеристики ЦИУ (1 час).
Проектирование цифровых устройств на современной
элементной базе. Измерители параметров электрических
цепей:
Цифровые вольтметры
и амперметры;
измерители сопротивления, емкости, индуктивности,
частоты, периода, интервала времени; мультиметры (4
часа). Понятие интеллектуальных технических систем.
Проблемы интеллектуализации измерительных систем.
Методы реализации измерительных систем на базе
микропроцессоров (1 час). Аппаратное обеспечение
интеллектуальных
систем.
Микропроцессоры
и
микроконтроллеры. Устройства памяти. Интерфейсы
ввода и вывода информации. Устройства и системы
отображения информации (2 часа). Программное
обеспечение интеллектуальных систем. Программы и
алгоритмы управления, преобразования, фильтрации,
корректировки, диагностики (1 час). Информационное
обеспечение интеллектуальных систем. Измерительные
базы (1 час).
Лабораторные занятия (30 час.): Исследование
электрических и метрологических характеристик ЦАП.
(4
часа).
Исследование
электрических
и
метрологических характеристик АЦП. (4 часа).
Определение погрешностей цифровых измерительных
устройств (3 часа). Изучение принципа работы
приборов для измерения R, L, C. (4 часа). Изучение
принципа работы частотомера (4 часа). Цифровые
вольтметры (3 часа). Изучение принципа работы
осциллографа на основе ЭВМ (4 часа).
СРСП (45 час.): Цифровые измерительные устройства
(3 часа). Цифро-аналоговые преобразователи (3 часа).
Последовательные ЦАП (3 часа). Аналого-цифровые
преобразователи (3 часа). Последовательные АЦП (3
часа). Нормирование и анализ метрологических
характеристик
цифровых
устройств:
Принципы
нормирования.
Статические
и
динамические
метрологические характеристики ЦИУ (3 часа).
Проектирование цифровых устройств на современной
элементной базе. Измерители параметров электрических
цепей:
Цифровые вольтметры
и амперметры;
измерители сопротивления, емкости, индуктивности,
частоты, периода, интервала времени; мультиметры (12
часов). Понятие интеллектуальных технических систем.
Проблемы интеллектуализации измерительных систем.
Методы реализации измерительных систем на базе
микропроцессоров (3 часа). Аппаратное обеспечение
интеллектуальных
систем.
Микропроцессоры
и
микроконтроллеры. Устройства памяти. Интерфейсы
ввода и вывода информации. Устройства и системы
отображения информации (6 часов). Программное
обеспечение интеллектуальных систем. Программы и
алгоритмы управления, преобразования, фильтрации,
корректировки, диагностики (3 часа). Информационное
обеспечение интеллектуальных систем. Измерительные
базы (3 часа).
Тематика курсовых проектов:
1 Разработать цифровой вольтметр постоянного тока.
2 Разработать цифровой амперметр постоянного тока.
3 Разработать цифровой вольтметр переменного тока.
4 Разработать цифровой амперметр переменного тока.
5 Разработать интерфейс для подключения АЦП к
компьютеру.
6 Разработать цифровой частотомер на основе метода
непосредственного преобразования частоты в код.
7 Разработать цифровой прибор для измерения
сопротивления.
8 Разработать цифровой прибор для измерения
емкости.
9 Разработать цифровой прибор для измерения
индуктивности.
10 Разработать цифровой прибор для измерения
интервалов времени.
11 Разработать цифровое устройство для измерения
расхода жидкости.
Результат обучения
Форма итогового контроля
Условия для получения
кредитов
12 Разработать цифровое устройство для измерения
давления.
13 Разработать цифровое устройство для измерения
влажности.
14 Разработать цифровое устройство для измерения
скорости.
15 Разработать цифровое устройство для измерения
температуры.
16 Разработать цифровое устройство для измерения
уровня жидкости.
17 Разработать цифровое устройство для измерения
сдвига фазы переменного тока.
18 Разработать цифровой прибор для измерения
электрической энергии переменного тока.
19 Разработать цифровой прибор для измерения
мощности постоянного тока.
20 Разработать цифровое устройство для измерения
ускорения.
Уметь: проводить анализ методов измерения
электрических величин, выбирать и составлять
структурные и принципиальные схемы измерительных
устройств; выбрать для решения поставленных задач
приборы
с
заданными
техническими
и
метрологическими характеристиками; использовать
методы нормирования и анализа метрологических
характеристик измерительных устройств;
Знать: основные типы аналоговых и цифровых
измерительных устройств (приборов) и основные
методы преобразования измерительных сигналов;
особенности применения аналоговых и цифровых
измерительных приборов; принципы работы и
построения аналоговых и цифровых измерительных
приборов;
конструктивно-технологические,
схемотехнические, структурные, алгоритмические и
комплексные методы обеспечения заданной точности
измерительных устройств; границы и возможности
введения степени интеллектуализации в прибор или
систему;
Иметь навыки: расчета и проектирования аналоговых,
цифровых
и
интеллектуальных
измерительных
устройств на современной элементной базе;
Быть компетентным: в выборе элементной базы для
проектируемого устройства; согласования отдельных
устройств
измерительного
канала;
оценивания
метрологических
характеристик разработанного
устройства; в вопросах совершенствования, развития и
интеллектуализации
цифровых
измерительных
приборов и систем;
тестирование,/ курсовая работа,/ экзамен.
Выполнение всех видов работ, предусмотренных
модулем:
- Посещение лекции;
Литература
- Выполнение лабораторных работ;
- Выполнение заданий по темам СРСП и СРС.
- Сдача двух теоретических модулей.
- Сдача тестового опроса;
- Выполнение и защита курсового проекта;
- Сдача экзамена.
1. Приборы и методы измерения электрических
величин : учебное пособие / Э. Г. Атамалян. - 3-е изд.,
перераб. и доп. - М. : Дрофа, 2005. - 415 с. : ил.
2. Метрология, стандартизация и технические средства
измерений : учебник для студентов вузов / Д. Ф.
Тартаковский, А. С. Ястребов; - 2-е изд., перераб. и доп.
- М. : Высшая школа, 2008. - 210 с.
3. Схемотехника измерительных устройств: учебное
пособие высших учебных заведений / Л. Г. Муханин. СПб. ; М. ; Краснодар : Лань, 2009. - 281 с. : ил.
4. Теплотехнические измерения и приборы: учебник
для студентов вузов, / Г.М. Иванова, Н.Д. Кузнецов,
В.С. Чистяков; М-во образования и науки РФ. - 3-е изд.,
стер. - М. : МЭИ, 2007. - 458 с.: ил.
5. Методы и средства измерений: учебник для
студентов вузов / Г. Г. Раннев, А. П. Тарасенко. - 5-е
изд., стер. - М. : ACADEMIA, 2008. - 331 с. : ил.
6. Аналоговые измерительные приборы : учебное
пособие / В.В.Юрченко; М-во образования и науки
Республики Казахстан, КарГТУ. - Караганда : КарГТУ,
2004. - 80 с.
7. Основы проектирования приборов и систем:
учебник для студентов вузов / А. Г. Щепетов. - М. :
Академия, 2011. - 367 с.
8. Электрорадиоизмерения: Учебник. /В.И. Нефедов,
А.С. Сигов, В.К. Битюков и др. /Под ред. профессора
А.С. Сигова. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004. – 384 с.:
ил.
9. Гуржий А.Н. Электрические и радиотехнические
измерения: учебное пособие / А.Н. Гуржий, Н.И.
Поворознюк. – М. : Академия, 2004. – 272 с.
10. Схемотехника измерительных устройств : учебное
пособие
студентам,
специализирующихся
по
направлению "Информатика и вычислительная техника"
/ В. Б. Топильский. - М. : Бином. Лаборатория знаний,
2006. - 231 с.
11 Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: Учеб.
пособие / Е. П. Угрюмов - 3-е изд., перераб. и доп. СПб. : БХВ - Петербург, 2010. - 797 с. : ил.
12
Метрологические испытания прецизионных
средств измерения: учебное пособие для студентов / С.
Х. Есенбаев, Д. У. Капжаппарова, М. Н. Белик; Караганда : КарГТУ, 2008. - 63 с. : ил.
13 Волович Г.И. Схемотехника аналоговых и аналогоцифровых электронных устройств: научное издание для
студентов, аспирантов / Г. И. Волович. - М. : Додэка-
XXI, 2005. - 528 с. : ил.
14 Цифровые измерения. АЦП / ЦАП : учебникмонография: пер. с англ. / Т. С. Ратхор. - 2-е изд., доп. М. : Техносфера, 2006. - 391 с.: ил.
15 Интеллектуальные средства измерений: учебник
для студентов вузов / Г. Г. Раннев. - М. : Изд. центр
"Академия", 2011. - 272 с.
16. Измерительные приборы и массовые электронные
измерения : научное издание для студентов, аспирантов,
бакалавров,
магистрантов,
докторантов,
преподавателей, научных работников, инженеров / А. А.
Афонский, В. П. Дьяконов ; под ред. В. П. Дьяконова. М. : СОЛОН-Пресс, 2007. - 540 с. : ил.
17. Электрические измерения : учебник / В. А.
Панфилов. - 3-е изд., испр. - М. : Изд. центр "Академия",
2006. - 285 с. : ил.
18. Информационно-измерительная
техника
и
электроника : учебник / Г. Г. Раннев [и др.] ; под ред. Г.
Г. Раннева. - М. : ACADEMIA, 2006. - 511 с. : ил.
19. Корис, Ральф Справочник инженера-схемотехника
: справочник: пер. с нем. / Р. Корис, Х. Шмидт-Вальтер.
- М. : Техносфера, 2006. - 607 с. : ил.
20. Электронные измерения в нанотехнологиях и
микроэлектронике : монография / А. А. Афонский, В. П.
Дьяконов ; под ред. В. П. Дьяконова. - М. : ДМК Пресс,
2011. - 687 с. : ил.
21. Электрические и электронные измерения в задачах,
вопросах и упражнениях : учебное пособие / З. А.
Хрусталева. - 2-е изд., испр. - М. : Академия, 2013. - 170
с.
22. Методические указания к лабораторным работам
по
дисциплине
"Аналоговые
измерительные
устройства" : для студентов специальности 5В071600 Приборостроение (3 курс, 5 семестр). / М. Н. Белик [и
др.];. - Караганда : КарГУ, 2012. - 57 с.
23 Бэйкер, Бонни. Что нужно знать цифровому
разработчику об аналоговой электронике : пер. с англ. /
Б. Бэйкер. - М. : Додэка - XXI, 2010. - 360 с.
24 Проектирование систем на микросхемах с
программируемой структурой : учебное пособие / Р. И.
Грушвицкий, А. Х. Мурсаев, Е. П. Угрюмов. - 2-е изд.,
перераб. и доп. - СПб. : БХВ - Петербург, 2006. - 736 с.:
ил.
25 Тавернье,
Кристиан
PIC-микроконтроллеры:
Практика применения = Les microcontroleurs PIC.
Ahhlications: Пер. с фр. -М.: ДМК Пресс, 2003.
26 Кохц,
Дитер.
Измерение,
управление
и
регулирование с помощью PIC-микроконтроллеров:
схемы и программы для микроконтроллеров PIC 16С71,
PIC 16F84 и семейства PIC 16С5X : научное издание:
пер. с нем. / Дитер Кохц. - Киев: "МК-Пресс", 2007. 296 с.
Дата обновления
27Бараночников М.Л. Микромагнитоэлектроника. Т1.
– М.:ДМКПресс, 2001. – 544 с.
28 Предко,
Майкл.
Справочник
по
PICмикроконтроллерам: справочное издание: пер. с англ. /
М. Предко. - М. : ДМК Пресс, 2006. - 504 с.: ил., табл.
29 Схемотехника
электронных
систем.
Микропроцессоры и микроконтроллеры : учебник для
студентов, преподавателей и специалистов в области
электронной и микропроцессорной техники / В. И.
Бойко [и др.]. - СПб. : БХВ - Петербург, 2004. - 453 с.:
ил.
30 Николайчук О.И. Система малой автоматизации.М.: СОЛОН-Пресс, 2003. – 256 с.
ежегодно