Document 256898

Учебная программа составлена на основе учебной программы,
утвержденной
регистрационный номер
Рассмотрена и рекомендована к утверждению в качестве рабочего варианта
на заседании кафедры оптики
___ __________ 200_ г., протокол № __
Заведующий кафедрой
доцент ____________ Н.А. Алешкевич
Одобрена и рекомендована к утверждению
Методическим советом физического факультета
___ __________ 200_ г., протокол № __
Председатель
доцент ____________ Е.А. Дей
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Значительную часть знаний о свойствах окружающего нас материального
мира мы получаем с помощью средств измерений. Спектр измерительных задач продолжает обогащаться, а объем их растет. Доля средств измерений в
оборудовании современного промышленного предприятия составляет в стоимостном выражении в среднем 8 - 10 %. Для гибких производственных систем
этот показатель возрастает еще в 2 раза.
Эффективное применение средств измерений в современном промышленном производстве, их метрологическое обслуживание возможны при условии
автоматизации измерений и функционального контроля. Только на этом пути
можно добиться существенного снижения трудоемкости измерений, повышения производительности труда при проведении измерений, в том числе при
метрологических исследованиях и при проведении поверочных работ.
Целью дисциплины является овладение студентами основами автоматизация метрологических работ.
Задачами дисциплины являются:
 ознакомление студентов с основными методами автоматизации метрологических работ на производстве;
 усвоение основных принципов и методов автоматизации метрологических
работ, а также способов их реализации;
 формирование умений и навыков применения теоретических знаний.
Материал дисциплины “Автоматизация метрологических работ” базируется
на ранее полученных студентами знаниях по таким дисциплинам, как “Основы
автоматизации эксперимента”, “Теоретическая метрология”.
В результате изучения дисциплины:
Студент должен знать:
 основные задачи, цели и принципы АМР;
 типовые алгоритмы АМР;
 проблемы автоматизации измерений неэлектрических и электрических величин, направления и способы их решения;
 проблемы автоматизации работ по стандартизации и сертификации;
 методы автоматизации поверки и калибровки средств измерений (СИ);
 методы автоматизации измерений параметров измерительных преобразователей;
 основные системы управления базами данных;
 основные принципы и методы преобразования измерительной информации, ее нормирования и передачи.
Студент должен уметь:
 определять ожидаемую эффективность АМР и оценивать ее целесообразность для проведения конкретных работ по автоматизации;
 разрабатывать модели работ по АМР, составлять алгоритмы автоматизации этих работ;
 разрабатывать методологию автоматизации измерений неэлектрических и
электрических величин с учетом особенностей и свойств конкретного производства;
 создавать локальные базы данных и работать с имеющимися базами данных в области измерений, стандартизации и сертификации.
Дисциплина «Автоматизация метрологических работ» изучается студентами
5 курса специальности 1-31 04 01-04 Физика (управленческая деятельность), специализации “Физическая метрология и автоматизация эксперимента” Общее количество часов – 78; аудиторное количество часов — 38, из них: лекции — 14, лабораторные занятия — 24. Самостоятельная управляемая работа студентов
(СУРС) — 4 часа Форма отчётности — зачет.
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
Тема 1 Виды метрологических работ
Краткий исторический обзор развития автоматизации метрологических работ. Роль автоматизации в измерительной технике. Значение дисциплины "Автоматизация метрологических работ" в подготовке инженеров-метрологов, ее задачи и содержание. Основные термины и определения в области автоматизации
метрологических работ. Виды теоретических и экспериментальных метрологических работ.
Тема 2 Автоматизация исследований средств измерений и проведения
поверочных и калибровочных работ
Сокращение времени проведения поверочных работ. Повышение точности
измерений, сокращение времени перестройки с одного вида поверки на другой.
Повышение производительности поверочных работ, сокращение непроизводительных затрат. Автоматизированное рабочее место метролога. Основные требования к автоматизированному рабочему месту (АРМ) метролога. Обобщенная модель АРМ метролога.
Тема 3 Автоматизация измерительного эксперимента
Измерительный эксперимент, его основные цели, задачи и способы их решения. Типовая схема автоматизированного измерительного эксперимента. Состав и назначение основных функциональных элементов. Описание алгоритма
функционирования. Объект исследования, измерительные преобразователи, коммутаторы, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, понятие
интерфейса.
Тема 4 Компьютерные измерительные системы
Основные концепции построения компьютерных измерительных систем.
Компьютерная измерительная система с программируемой архитектурой. Программное обеспечение компьютерно-измерительных систем. Оценка гибкости и
интенсивности использования средств измерений. Сравнение эффективности
различных средств измерений.
Тема 5 Измерительные преобразователи физических величин
Классификация измерительных преобразователей. Динамические свойства
измерительных преобразователей. Имитационный метод поверки измерительных преобразователей с использованием компьютерно-измерительных систем.
Типовые схемы измерительных преобразователей. Измерительные преобразователи в автоматизированной системе.
Тема 6 АЦП для нормирования сигналов
АЦП для нормирования сигналов. АЦП последовательного приближения.
АЦП последовательного приближения с мультиплексируемыми входами. Законченные системы сбора данных на кристалле. Сигма-дельта АЦП. Измерительные
низкочастотные сигма-дельта АЦП высокого разрешения.
Тема 7 Статическая обработка результатов измерений в реальном
масштабе времени
Классификация видов погрешностей. Способ уменьшения случайных погрешностей путем статистической обработки выборки. Обработка в реальном
времени большого массива измеряемых величин. Сочетание измерительных и
вычислительных возможностей в КИС. Автоматизированные системы статистической обработки данных.
2
3
Формы контроля
знаний
Литература
Материальное обеспечение занятия
(наглядные, методические пособия и др.)
3
4
5
6
7
8
9
Виды метрологических работ
1. Роль автоматизации в измерительной
технике.
2. Основные термины и определения.
3. Виды метрологических работ.
Автоматизация исследований средств измерений и проведения поверочных и калибровочных работ
1. Автоматизированное рабочее место
метролога.
2. Повышение точности измерений.
3. Обобщенная модель АРМ метролога.
Автоматизация измерительного эксперимента
1. Измерительный эксперимент, его цели
и задачи.
2. Типовая схема автоматизированного
измерительного эксперимента.
3. Алгоритм функционирования.
2
2
-
-
-
-
[6]
[3]
6
-
-
4
2
Лабораторная установка
[1]
[5]
Защита отчетов по
лаб. работе
6
2
-
4
-
Лабораторная установка
[1]
[2]
Групповая
сультация
СУРС
2
лекции
лабораторные
занятия
1
Количество аудиторных
часов
практические
(семинарские)
занятия
1
Название раздела, темы, занятия;
перечень изучаемых вопросов
Всего часов
Номер раздела, темы, занятия
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА
10
кон-
1
4
5
6
7
2
Компьютерные измерительные системы
1. Основные концепции построения.
2. Программное обеспечение КИС.
3. Эффективность различных средств измерений.
Измерительные преобразователи физических величин
1. Классификация измерительных преобразователей.
2. Имитационный метод поверки измерительных преобразователей.
3. Типовые схемы измерительных преобразователей.
АЦП для нормирования сигналов
1. АЦП для нормирования сигналов.
2. АЦП последовательного приближения.
3. Сигма-дельта АЦП.
Статическая обработка результатов измерений в реальном масштабе времени
1. Классификация видов погрешностей.
2. Обработка в реальном времени измеряемых величин.
3. Автоматизированные системы статистической обработки данных.
Всего часов:
3
6
4
2
5
-
6
4
7
-
8
Лабораторная установка
9
[4]
[3]
10
Защита отчетов
по лаб. работе
6
2
-
4
-
Лабораторная установка
[1]
[4]
Защита отчетов
по лаб. работе
6
2
-
4
-
Лабораторная установка
[1]
[5]
Защита отчетов
по лаб. работе
6
-
-
4
2
Компьютер,
программное
обеспечение
[3]
[5]
Защита отчетов
по лаб. работе.
38
10
-
24
4
-
-
-
ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Примерный перечень лабораторных работ
1. Системы управления базами данных и их применение для АМР.
2. Создание базы данных на основе текстового редактора “Microsoft Word”.
3. Составление и исследование баз данных метрологической службы предприятия.
4. Создание и применение базы данных “Microsoft Access”.
5. Исследование и применение базы данных “Информационно-поисковая система Стандарт”.
6. Исследование и применение базы данных "Госреестр СИ".
Формы контроля знаний
1. Реферативные работы.
Темы реферативных работ
7. Системы управления базами данных и их применение для АМР.
8. Создание базы данных на основе текстового редактора “Microsoft Word”.
9. Составление и исследование баз данных метрологической службы предприятия.
10.Создание и применение базы данных “Microsoft Access”.
11.Исследование и применение базы данных “Информационно-поисковая система Стандарт”.
12.Исследование и применение базы данных "Госреестр СИ".
10
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. Плиско, В.А. Автоматизация в метрологическом обеспечении производства / В.А. Плиско, А.В. Архипов, Н.Н. Рейх – М.: Изд-во стандартов,
1988.
2. Коркин, В.Б. Основы автоматизации измерений: учебное пособие /
В.Б.Коркин [и др.]. –М.: Изд-во стандартов, 1991.
3. Фигурнов, В.Э. Программное обеспечение ПЭВМ / В.Э. Фигурнов – М.:
Наука, 1988.
4. Бемер, С. MS Access для пользователя / С. Бемер, Г. Фрамер. пер. с
нем – Киев: BHV, 1994.
5. Гиффорд, Д. Access 97. Энциклопедия пользователя / Д. Гиффорд, [и др.].
пер. с англ. –Киев: ДиаСофт, 1997.
6. Змитрович, А.И. Базы данных. учеб. пособие для вузов / А.И. Змитрович–
Мн.: Университетское, 1991.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Аш, Ж. Датчики измерительных систем: В 2 кн./ Ж. Аш, [и др.]. пер. с
фр. – М.:Мир, 1992.
2. Елизаров, А.С. Электрорадиоизмерения: учебник для вузов / А.С. Елизаров– Мн.: Выш. шк., 1986.
3. Евтихиева, Н.Н. Измерение электрических и неэлектрических величин:
учеб. пособие для вузов / под ред. Н.Н.Евтихиева. – М.: Энергоатомиздат,
1990.
4. Клаассен, К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в
измерительной технике / К.Б. Клаассен - М.: Постмаркет, 2000.
5. Малышев, В.М. Гибкие измерительные системы в метрологии / В.М. Малышев, А.И. Механников – М.: Изд-во стандартов, 1988.
6. Мейзда, Ф. Электронные измерительные приборы и методы измерений /
Ф. Мейзда, пер. с англ. – М.: Мир, 1990.
7. Нефедов, В.И. Метрология и радиоизмерения в телекоммуникационных системах: Учебник для вузов / В.И. Нефедов, В.И.Халкин,
Е.В.Федорова [и др.]; под ред. В.И.Нефедова. – М.: Высш. шк., 2001.