1. Цели и задачи дисциплины 1.1 Цель преподавания дисциплины Цель дисциплины состоит в изучении основных методов и средств измерений электрических, магнитных и неэлектрических величин, методов оценки точности результатов измерений, ознакомление студентов с современными измерительными технологиями и их применение в приборостроении. 1.2 Задачи изучения дисциплины Основной задачей является ознакомление студентов с устройствами, схемами включения и погрешностях измерительных приборов и измерительных преобразователях. При изучении дисциплины студент должен: Знать: - принцип действия и конструкцию измерительных приборов и преобразователей; - причины возникновения и способы исключения погрешностей; - методы построения информационно-измерительных систем. Уметь: - осуществлять выбор измерительного прибора или датчика; - разрабатывать математическую модель средств измерения; - произвести расчет точности информационно-измерительной системы. 1.3 Пререквизиты Материал дисциплины базируется на сведениях, излагаемых в дисциплинах: Физики – электричество, магнетизм; высшей математики – дифференцирование, интегрирование, ряды; электротехники – линейные и нелинейные цепи, основы электроники. 1.4 Постреквизиты Данная дисциплина является основой для изучения и проектирования информационно-измерительных систем, систем автоматического контроля и технической диагностики, а также для систем автоматического управления. 2. Система оценки уровня знаний студентов Таблица 1 Распределение рейтинговых процентов (%) по видам контроля Вид итогового Виды контроля В процентах, % контроля Экзамен Итоговый контроль 100 Рубежный контроль 100 Текущий контроль 100 Таблица 2 Календарный график сдачи всех видов контроля по дисциплине «Основы информационно - измерительных технологий» Неде- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ли Нед. 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 кол. контр Виды СР Л СР Л СР Л СР РК СР Л СР Л5 СР Л6 РК контр 1 1 2 2 3 3 4 1 5 4 6 7 2 Виды контроля: Л- лабораторная работа, СР - самостоятельная работа, РК – рубежный контроль. Таблица 3 Оценка знаний студентов Оценка Буквенный Рейтинговый балл эквивалент (в процентах %) Отлично А 95-100 А90-94 Хорошо В+ 85-89 В 80-84 В75-79 Удовлетворительно С+ 70-74 С 65-69 С60-64 D+ 55-59 D 50-54 Неудовлетворительно F 0-49 В баллах 4 3,67 3,33 3,0 2,67 2,33 2,0 1,67 1,33 1,0 0 Таблица 4 3 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИЛИНЫ Распределение часов по видам занятий Наименование темы Количество академических часов Лекции Лаборат. СРСП СРС занятия 1.Введение. Измерительные каналы. 2 4 2 4 2. Измерительные сигналы и их 3 5 3 5 преобразования. 3.Теории единства измерений. 2 4 2 4 Основные виды шкал. 4. Операции и методы измерений и 2 4 2 4 контроля. 5.Обработка экспериментальных 2 5 2 5 данных. 6.Измерительные преобразователи электрических величин. 7. Измерительные преобразователи электрических величин. Всего (часов) 2 4 2 4 2 4 2 4 15 30 15 30 3.1 Наименование тем лекционных занятий и их содержание Содержание лекционных занятий № п/п 1 Введение. Измерительные каналы. Измерительные каналы ИИС. Статические характеристики измерительных каналов. Динамические характеристики измерительных каналов. 2 Измерительные сигналы и их преобразования. Измерительная информация. Измерительный сигнал. Цифро-аналоговый преобразователь. 3 Теории единства измерений. Основные виды шкал. Шкала наименований (шкала классификации). Шкала порядка (шкала рангов). Шкала интервалов (шкала разностей).Шкала отношений. Абсолютные шкалы. Постулаты теории измерений. 4 Операции и методы измерений и контроля. Систематическая и случайная погрешность. Нормальный закон (Гаусса). Методы уменьшения случайной составляющей погрешности. Методы уменьшения систематической составляющей погрешности. Структурные методы уменьшения погрешностей. 5 Обработка экспериментальных данных. Прямые многократные измерения. Прямые однократные измерения. Равноточные измерения. Неравноточные измерения. Однократные измерения. Суммирование погрешностей. 6 Измерительные преобразователи электрических величин. Логометрическая схема включения преобразователей. Компенсационные схемы включения преобразователей. 7 Измерительные преобразователи электрических величин. Электродинамические приборы. Электростатические приборы. Электромагнитные приборы. 3.2 Наименование тем лабораторных занятий их содержание и объем в часах Наименование практические занятий Кол № -во ч-в 1 Измерения электрического сопротивления с помощью модели 5 омметра в LabVIEW. Cхема омметра и метод непосредственного измерения с помощью системы моделирования LabVIEW. 2 Определение дополнительных систематических погрешностей 5 3 4 5 6 измерения в цепях переменного тока при отклонении формы сигнала от номинальной. Метод двух вольтметров для измерения сопротивления и тока электрической цепи Измерение сопротивлений методом амперметра и вольтметра. Косвенный метод измерения сопротивлений, а также определение истинного значения сопротивления с учетом методической и инструментальной погрешностей используемых приборов Модель схемы компенсатора в LabVIEW. Компенсационный метод с учетом погрешностей применяемых технических средств измерения. Электрический термометр на основе моста постоянного тока. Схема термометра и методом измерения электрического сопротивления терморезистора с помощью моста постоянного тока, а также с факторами, влияющими на точность измерения. Измерение частоты сигнала при помощи ЭО. Измерение частоты входного сигнала при помощи синусоидальной развертки осциллографа методом сравнения с известной частотой сигнала, воспроизводимого мерой – образцовым генератором. Всего (часов) 5 5 5 5 30 3.3 Наименование тем самостоятельной работы магистрантов под руководством преподавателя (СРСП), их содержание и объем в часах № Наименование тем Кол -во ча-в 1 Измерительные каналы. Классификация измерительных 1 преобразователей. 2 Тензорезисторные преобразователи 1 3 Практическое применение емкостных преобразователей. 1 4 Пьезоэлектрические преобразователи 1 5 Практическое применение индуктивных преобразователей. 1 6 Трансформаторные преобразователи 1 7 Индукционные преобразователи 1 8 Датчики для измерения теплоэнергетических величин 1 9 Регистрирующие приборы и устройства 1 10 Приборы для измерений магнитных величин 1 11 Определение характеристик магнитных материалов 1 12 Приборы для измерений электрических величин 1 13 Приборы для измерений неэлектрических величин 1 14 Обработка результатов измерений 1 15 Виртуальные информационно-измерительные приборы. Основные 1 понятии и составные части виртуальных приборов. Всего (часов) 15 № 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3.4 Наименование тем самостоятельной работы магистратов (СРС), их содержание и объем в часах Наименование тем Колво час. Классификация средств измерений. Эталоны. Метрологические 2 характеристики средств измерений. Измерительные системы. Основные части измерительной 2 системы. Классификация погрешностей. Систематические погрешности. 2 Аддитивная и мультипликативная погрешности прибора 2 Нормальный закон распределения случайной погрешности Основные характеристики измерительных преобразователей Схемы включения измерительных преобразователей Динамические свойства измерительных преобразователей Классификация измерительных преобразователей Включение преобразователей в мостовые схемы Параметрические преобразователи Меры и измерительные преобразователи Приборы для измерений неэлектрических величин Обработка результатов измерений Измерительно-вычислительные средства Всего (часов) № Дата 1 2 1 2 3 4 5 6 7 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 30 3.5 График проведения занятий Время Наименование тем 3 4 Лекции Введение. Измерительные каналы. Измерительные сигналы и их преобразования. Теории единства измерений. Основные виды измерений. Операции и методы измерений и контроля. Обработка экспериментальных данных. Измерительные преобразователи электрических величин. Измерительные преобразователи электрических величин. Лабораторные занятия Измерения электрического сопротивления с помощью модели омметра в LabVIEW. Определение дополнительных систематических погрешностей измерения в цепях переменного тока при отклонении формы сигнала от номинальной. 3 4 5 6 Измерение сопротивлений методом амперметра и вольтметра. Модель схемы компенсатора в LabVIEW. Электрический термометр на основе моста постоянного тока. Измерение частоты сигнала при помощи ЭО. 4. Учебно-методические материалы по дисциплине Основная литература 1. Информационно-измерительная техника и технология. Учебник для вузов / Под. Ред. Г.Г. Раннева. – М.: Высш. шк., 2002. 2. Электрические измерения. Учебник для вузов / Под ред АВ Фремке – Энергия, Ленинград. 1980 3. Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология. – М.: ИД «Логос», 2002. 4. Назаров Н.Г. Метрология. Основные понятия и математические модели. – М.: Высш. шк., 2002. 5. Клаассен К.Б. Основы теории измерений. – М.: Постмаркет, 2000. Дополнительная литература 1. Авдеев Б.Я. Основы метрологии и электрические измерения. –Л.: Энергоатомиздат, 1987. 2. Евтихеев Н.Н. Измерение электрических и неэлектрических величин. – М.: Энергоатомиздат, 1990. 3. Алиев Т.М., Тер-Хачатуров А.А. Измерительная техника. – М.: Высш. шк., 1991. 4. Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических пройзводств – М.: Машиностроение., 1983. СОДЕРЖАНИЕ 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ…………………………………..……3 1.1 Цель преподавания дисциплины…………………………………..…….…..3 1.2 Задачи изучения дисциплины…………………………………...…..….…....3 1.3 Пререквизиты…………………………………………………..……………..3 1.4 Постреквизиты…………………………….......................................................3 2. СИСТЕМА ОЦЕНКИ ЗНАНИЙ………………………………………….....4 Распределение рейтинговых процентов (%) по видам контроля……….…4 Календарный график сдачи всех видов контроля…………………………..4 Оценка знаний студентов………………………………………..……….......4 3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ……………………………..……………..5 3.1 Наименование тем лекционных занятий и их содержание…………..…….5 3.2 Наименование тем лабораторных занятий, их содержание и объем в часах……………………………………………………………………………......6 3.3 Наименование тем самостоятельной работы магистрантов под руководством преподавателя(СРСП), их содержание и объем в часах………6 3.5 Наименование тем самостоятельной работы магистратов (СРС), их содержание и объем в часах………………………………...................................7 3.6 График проведения занятий………………….………………..……………..7 4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ…..…….8