Темы контрольных работ - Электронные документы ГГУ

2
СОСТАВИТЕЛЬ:
Барсуков С.Д. — ассистент кафедры оптики
УО «ГГУ им. Ф. Скорины».
РЕЦЕНЗЕНТЫ:
О.В. Холодилов — заведующий кафедрой «Неразрушающий контроль и техническая диагностика» учреждения образования «Белорусский государственный университет транспорта» доктор технических наук, профессор;
В.В. Кондратенко — старший преподаватель кафедры радиофизики УО «ГГУ
им. Ф. Скорины»
РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ:
Кафедрой оптики УО «ГГУ им. Ф. Скорины»
(протокол № __ от ____ _____________ 200__);
Методическим советом физического факультета
УО «ГГУ им. Ф. Скорины»
(протокол № __ от ____ _____________ 200__);
Ответственный за редакцию: Барсуков С.Д.
Ответственный за выпуск: Барсуков С.Д.
3
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;
4
 разрабатывать методологию ав- томатизации 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 01-02 “Физика (производственная деятельность)” и 1-31 04 01-04 “Физика (управленческая деятельность)”, специализации “Физическая метрология и автоматизация эксперимента” Общее количество часов – 78; аудиторное количество часов — 40, из них: лекции — 16, лабораторные занятия — 24. Самостоятельная управляемая работа студентов
(СУРС) — 4 часа Форма отчётности — зачет.
лабораторные
занятия
СУРС
Всего
практические
(семинарские)
занятия
Количество
аудиторных часов
лекции
Номер раздела, темы,
занятия
ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
2
Виды метрологических работ
3
2
4
-
5
-
6
-
2
Автоматизация исследований средств измерений и проведения поверочных и калибровочных работ
Автоматизация измерительного эксперимента
Компьютерные измерительные системы
2
-
-
-
2
2
-
4
6
2
-
4
6
5
Измерительные преобразователи физических величин
2
-
4
6
6
АЦП для нормирования сигналов
2
-
4
6
7
Статическая обработка результатов из- мерений в реальном масштабе времени
Проектирование и организация баз дан- ных
Всего часов:
12
-
4
2
6
-
4
2
6
-
24
4
40
1
1
2
3
4
8
Название раздела, темы, занятия;
перечень изучаемых вопросов
7
5
1 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Тема 1 Виды метрологических работ
Краткий исторический обзор развития автоматизации метрологических
работ. Роль автоматизации в измерительной технике. Значение дисциплины
"Автоматизация метрологических работ" в подготовке инженеровметрологов, 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
6
вычислительных
возможностей
в КИС. Автоматизированные системы
статистической обработки данных.
Тема 8 Проектирование и организация баз данных
Основные понятия и термины. Связи данных, отображения, ассоциации. Реляционные ключи. Основные этапы проектирования, нормализации отношений, построение реляционных отношений в третьей нормальной форме.
Основные требования к организации баз данных. Дополнительные требования,
способствующие реализации основных требований. Жизненный цикл разработки баз данных. Операции для управления реляционными базами данных.
7
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".
Рекомендуемые формы контроля знаний
1. Контрольные работы
Темы контрольных работ
1.
2.
3.
4.
Виды метрологических работ
Измерительные преобразователи физических величин
Нормирование сигналов с датчиков
Проектирование и организация баз данных
8
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.