ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано
Утверждаю
Руководитель ООП
по специальности 221700
проф. Б.Я. Литвинов
Зав. кафедрой М и УК
проф. Б.Я. Литвинов
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины
Информационно-измерительные системы
Направление подготовки: 221700 – Стандартизация и метрология
Профиль подготовки: Метрология и метрологическое обеспечение
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Форма обучения: очная
Санкт-Петербург
2012
2
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины
Информационно-измерительные системы
Общая трудоемкость дисциплины «Информационно-измерительные системы» составляет 6 зачетных единиц или 216 часов.
Цели и задачи дисциплины:
Цель изучения дисциплины – подготовка к решению научных, организационных и технических задач при разработке и эксплуатации информационноизмерительных систем (ИИС).
Основные задачи дисциплины состоят в изучении теоретических основ анализа и синтеза информационно-измерительных систем, технологии преобразования измеряемых величин в цифровую форму, приобретении практических
навыков метрологического обеспечения ИИС.
В результате изучения дисциплины «Информационно-измерительные системы» студент должен:
 иметь представление:
 о проблемах системных измерений;
 об особенностях построения информационно-измерительных систем;
 о перспективах развития информационно-измерительных систем.
 знать и уметь использовать:
 теоретические основы анализа и синтеза информационно-измерительных
систем;
 организацию взаимодействия и передачи информации между структурными элементами информационно-измерительных систем;
 способы обработки и отображения информации в ИИС;
 особенности метрологического обеспечения ИИС;
 иметь опыт (навыки):
 проведения анализа качества ИИС;
 разработки метрологического обеспечения ИИС.
Выпускник должен обладать следующими профессиональными компетенциями: ПК7, ПК18, ПК26
Виды учебной работы:
Лекции;
Практические занятия;
Контрольная работа.
Изучение дисциплины заканчивается в пятом семестре зачетом, в шестом семестре экзаменом.
Основные дидактические единицы (модули):
Дисциплина «Информационно-измерительные системы» состоит из следующих разделов:
3
Введение
Цели и задачи курса "Информационно-измерительные системы". Основные этапы развития информационно-измерительных систем (ИИС). Роль
ИИС в научных исследованиях и промышленном производстве.
Структура курса, его связь с другими дисциплинами.
1. Информационно-измерительные системы (ИИС) как разновидности
средств автоматизации и контроля.
[1] с. 25 …29, 153…155, 216…230, 275…285, 292…295. [3]с. 28…31,
Назначение и классификация ИИС. Обобщенные структурные схемы
ИИС. Описание функционирования ИИС. Область применения автоматических
ИИС: измерительные системы (ИС), системы автоматического контроля (САК),
системы технической диагностики (СТД), системы распознавания образов
(СРО), телеизмерительные системы (ТИС).
2. Техническое обеспечение ИИС.
[1] с. 48…74, [2] 141…152, 206…243, 256 … 255 , [3] с. 61…71.
Агрегатный (модульный) принцип построения ИИС. Виды совместимости (согласованности) модулей (базовых элементов) в ИИС: конструктивная,
энергетическая, эксплуатационная, метрологическая, информационная.
Базовые элементы ИИС как измерительные преобразователи. Математические модели основных типов преобразователей. Структурные схемы, чувствительные элементы преобразователей. Квантовые преобразователи. Энергетическая, информационная и метрологическая совместимость первичных преобразователей с объектом измерения и другими модулями (базовыми элементами) ИИС.
Аналого-цифровые (АЦП) и цифро-аналоговые (ЦАП) преобразователи.
Организация взаимодействия и передачи информации между структурными
элементами ИИС.
Интерфейсы - совокупность механических, электрических и программных средств, позволяющих объединить модули в систему. Классификация
стандартных интерфейсов: по назначению (машинные, системно-модульные,
системно-приборные); по схеме соединения модулей (каскадные, радиальные,
магистральные, комбинированные); по способу обмена данными между модулями (синхронные, асинхронные) и др.
Структура и принцип действия интерфейса. Приборные и интерфейсные
функции. Форматы сообщений. Системно-приборный цифровой интерфейс
МЭК IEEE-488 (назначение, структура, принцип действия).
Система КАМАК. Характерные особенности системы, условия функционирования, электрическая и конструктивная совместимость, области применения.
Обработка информации в ИИС с помощью микропроцессоров (МП),
микро- и мини ЭВМ.
Отображение информации в ИИС. Классификация средств отображения
информации (СОИ). Основные технические характеристики СОИ: быстродей-
4
ствие, точность, информационная емкость, разрешающая способность. Физические принципы отображения информации.
3. Программное обеспечение ИИС.
[1] с. 255…265, [3] с. 115 … 128 , [5] с. 54 … 56 ,70 … 76 , 86 …104.
Программирование микропроцессоров в ИИС. Программное обеспечение
ИИС с системно-приборным цифровым интерфейсом МЭК: принципы управления ИИС, техническая реализация контроллеров, проблемно – ориентированное программирование процесса измерений.
Программирование работы системы КАМАК: общие требования, программирование на языках ассемблер, Бейсик, ПЛ / М.
4. Mетрологическое обеспечение ИИС.
[4] с. 8 … 34 , 61 … 70 , 91 …100 ,106 …127 , 131 … 166,
[6] с.3…18, 28 …36, 51…65, 74…78, 88…97, 131…138, 250…258.
4.1. Научные основы метрологического обеспечения (МО) ИИС.
Содержание (МО) ИИС. Задачи, решаемые МО на стадиях разработки,
изготовления и эксплуатации ИИС. Комплекс нормируемых метрологических
характеристик (МХ) ИИС и методы их определения: экспериментальный и
расчетный. Этапы экспериментального определения МХ измерительных каналов: построение математической модели МХ, проверка ее адекватности, корректировка математической модели методами планирования эксперимента.
Расчетный метод определения МХ ИИС по МХ отдельных функциональных
(базовых) блоков. Аналитические методы определения точности алгоритмов
цифрового преобразования измерительной информации в цифровых базовых
блоках ИИС. Применение имитационного моделирования для метрологического анализа ИИС.
4.2 Технические средства МО ИИС.
Классификация технических средств, используемых в процессе метрологического обеспечения, и требования, предъявляемые к ним. Выбор образцовых (ОСИ) и рабочих средств измерений (РСИ) при проведении испытаний и
поверок ИИС.
4.3 Организационные основы МО ИИС.
Задачи, решаемые метрологическими службами в процессе МО ИИС.
Основы организации и проведения метрологической аттестации (МА) ИИС:
порядок представления ИИС на метрологическую аттестацию; порядок проведения и содержание работ по МА ИИС.
4.4
Испытания ИИС (методика и содержание испытаний).
Особенности поверочных схем, используемых при испытаниях и поверках ИИС и составляющих их компонентов. Определение продолжительности
межповерочных интервалов.
4.5
Научно-техническая документация по МО ИИС.
Структура научно-технической документации (НТД), используемой при
МО ИИС. Основные нормативные документы. Основные правовые вопросы
метрологического обеспечения ИИС.
5
Заключение.
Краткое обобщение основных разделов курса. Оценка путей развития
ИИС и их метрологического обеспечения. Направления дальнейшего углубленного изучения ИИС и использования этих знаний на практике.
Литература
1. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы: Учебное
пособие для вузов.- 2-е изд., перераб. и доп.– М.: Энергоатомиздат,1985.
2. 2. Автоматизация электрических и неэлектрических
величин:
Учеб.пособие для вузов/Под ред. А.А Сазонова.- М.:Изд-во стандартов,1987.328с.
3. Малышев В. М., Механников А. И. Гибкие измерительные системы в
метрологии. – М.: Изд-во стандартов ,1988.-176 с.
4. Метрологическое обеспечение измерительных информационных систем
(теория, методология, организация). Е.Т.Удовиченко, А.А.Брагин
,А.Л. Семенюк и др. - М.: Изд-во стандартов,1991.-192с
5. Программирование микропроцессорных систем.: Учеб. пособие для
вузов / В.Ф. Шаньгин и др. - М.: Высшая школа.,1990.-303 с.
6. Метрологическое обеспечение информационно-измерительных систем.
Сборник руководящих документов. - М.: Изд-во стандартов,1984.-264с.