30 Рабочая программа по ТФЭ СПЕЦИАЛИСТ

Правительство Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"
Московский институт электроники и математики Национального
исследовательского университета «Высшая школа экономики»
Факультет Электроники и телекоммуникаций
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Техника физического эксперимента
для специальности 210104.65 <<Микроэлектроника и твердотельная электроника>> подготовки
специалиста
Автор программы:
Тюшагин Валерий Николаевич к.т.н., доцент
Одобрена на заседании кафедры "Элетроника и наноэлектроника"
Зав. кафедрой ______________К.О. Петросянц
Рекомендована секцией УМС «Электроника»
Председатель __________________________
«___»________ 20 г.
«___»________20 г.
Утверждена УС факультета Электроники и телекоммуникаций
Ученый секретарь________________________
«___»_________20 г.
Москва, 2012
Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими
вузами без разрешения кафедры-разработчика программы
2
1. Цели и задачи дисциплины.
Целью дисциплины "Техника физического эксперимента" является изучение основных
методов измерения различных физических величин, изучение принципа действия
различных измерительных приборов, вычисление основных погрешностей измерения
физических величин. Основной акцент делается на достижение понимания студентами
взаимосвязи между физическими явлениями и закономерностями, являющимися
основополагающими различных методов измерения тех или иных физических величин.
Это одна из основных теоретических дисциплин профиля, без знания которой
невозможны сознательные и эффективные подходы к разработке, исследованию и
организации технологических процессов изготовления современной элементной базы
микроэлектроники. Основной задачей является изучение основных методов и принципов
измерения различных физических величин, конструкции и принципов действия
различных измерительных приборов, приобретение практических навыков проведения
различных физических экспериментов и измерений физических величин, качественной и
количественной оценки погрешностей измерений.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.
Понимание основной сути физических явлений при организации и проведении
физических экспериментов и исследований, правильный выбор методов измерений и
средств измерений.
3. Объем дисциплины и виды учебной работы.
Виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины
Аудиторные занятия
Лекции (Л)
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
И (или) другие виды аудиторных занятий
Самостоятельная работа
Курсовая работа
Расчетно-графические работы
Реферат
И (или) другие виды самостоятельной работы
Зачет
Всего
часов
6 семестр
89
68
34
17
–
17
–
21
–
–
–
2
+
4. Содержание дисциплины.
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий.
№ п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Раздел дисциплины.
Основные принципы измерения физических величин
Вычисление погрешностей измерений
Аналоговые измерительные приборы
Цифровые измерительные приборы
Генераторы сигналов
Осциллографы
Аудиторные занятия
Лекции ПЗ или С ЛР
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
3
4.2. Содержание разделов дисциплины.
1. Основные принципы измерения физических величин (5 часов)
Цель и задачи дисциплины. Определение физических величин. Системы единиц.
2. Вычисление погрешностей измерений (5 часов)
Причины появления погрешностей, виды погрешностей, основные методы
вычисления и учета погрешностей.
3. Аналоговые измерительные приборы (5 часов)
Механические приборы, принцип действия, схемы включения, измерения параметров
переменного тока, электронные измерительные системы.
4. Цифровые измерительные приборы (7 часов)
Аналогоцифровые и цифроаналоговые преобразователи, блок-схемы цифровых
приборов, принцип действия.
5. Генераторы сигналов (5 часов)
Назначение и область применения генераторов сигналов, принцип действия, блоксхемы приборов.
6. Осциллографы (7 часов)
Назначение и область применения осциллографов, блок-схемы, измерение с
помощью осциллографа.
4.3. Понедельный план проведения лекционных занятий.
4.4.
№ недели
Название темы лекции
1.
Общие сведения об измерениях. Основные термины и определения.
Классификация измерений
2.
Измерение электрических величин. Основные источники погрешностей.
3.
Классификация погрешностей измерений.
4.
Обработка результатов измерений.
5.
Классификация измерительных приборов.
6.
Электромеханические измерительные приборы.
7.
Аналоговые электронные вольтметры.
8.
Особенности включения аналоговых электронных вольтметров.
9.
Цифровое кодирование сигнала. Методы преобразования непрерывной
величины в дискретную.
10.
Методы преобразования непрерывной величины в дискретную.
11.
Основные принципы построения аналогово-цифровых преобразователей.
12.
Цифровые вольтметры постоянного тока. Цифровые вольтметры
переменного тока.
13.
Низкочастотные измерительные генераторы. Низкочастотные цифровые
генераторы. Высокочастотные генераторы сигналов.
14.
Импульсные генераторы сигналов.
15.
Общие сведения и принцип действия осциллографов. Универсальные
одноканальные осциллографы.
16.
Основные узлы осциллографов. Двухканальные осциллографы.
17.
Цифровые запоминающие осциллографы. Аналоговые запоминающие
осциллографы.
5. Лабораторный практикум.
№п/п
1.
Наименование лабораторных работ.
Основные принципы измерения параметров физических величин,
характеризующих работу устройств микроэлектроники и
твердотельной электроники. Экспериментальное исследование
4
2.
3.
параметров электромеханических измерительных приборов.
Принцип действия и практическое применение цифровых
измерительных приборов.
Исследование зависимости сопротивления вольфрамового катода
вакуумного диода от мощности накала катода.
Исследование вольт-амперной характеристики линейных элементов
электронных схем; Принцип действия и практическое применение
генераторов сигналов.
5.
Применение осциллографов для измерения напряжений постоянного
и переменного тока. Применение осциллографов для исследования
формы и параметров высокочастотных сигналов.
6.
Измерение индуктивностей и емкостей элементов электрических
цепей.
6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
4.
6.1. Рекомендуемая литература
а) основная литература:
1. Атамалян Э.Г. Приборы и методы измерения электрических величин. М. Дрофа,
2002.
2. Винокуров В.И., Каплин С.И., Петелин И.Г. Электрорадиоизмерения. М. Высшая
школа,1986.
3. Грановский В.А., Сирая Т.Н. Методы обработки экспериментальных данных при
измерении. Л. Энергоатомиздат, 1990
4. Мирский Г.Я. Электронные измерения. М. Радио и связь, 1986
б) дополнительная литература:
1. Электрические измерения. Под редакцией А.В. Фремке и Е.М. Душина. Ленинград,
Энергия, 1980.
2. Новопольский В.А. Работа с электронно-лучевым осциллографом. М. Радио и
связь, 1999.
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины.
Лабораторный практикум на 20 рабочих мест, оснащенный необходимыми средствами
измерений, компьютерный класс на 24 рабочих места, оснащенный 12 персональными
компьютерами на базе процессоров Intel Pentium 4.
Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным
стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 654100
Электроника и микроэлектроника
Программу составил доцент к.т.н. ТЮШАГИН В.Н.