Приложение Б Памятка (силлабус) по изучению дисциплины «Аналоговые

Приложение Б
Памятка (силлабус) по изучению дисциплины «Аналоговые
измерительные устройства» для студентов направления
200100 "Приборостроение"
Б.1 Памятка для студентов очно-заочной формы обучения
200100
"Приборостроение"
(бакалавриат)
направления
по изучению дисциплины
«Аналоговые измерительные устройства» в 9- м семестре.
Составила ___________ Котлубовская Т.В.
УТВЕРЖДАЮ
Зав. кафедрой ИТ ___________ Пронин С.П.
"_____"_________________20____г.
1 Содержание дисциплины
В 9-м семестре начинается изучение дисциплины «Аналоговые
измерительные устройства». Будут рассмотрены следующие темы:
Модуль 1
Тема №1. АИУ, их виды и место среди других средств измерений.
Классификация, структура и функциональные части АИУ (1 час, [1,2,4,8,19]).
Тема №2. Метрологические характеристики, параметры и
погрешности АИУ (2 часа, [1,2,4,7,8,19]).
Чувствительность
(абсолютная
и
относительная,
порог
чувствительности, стабильность чувствительности). Диапазон частот, время
установления показаний, мощность, диапазон и предел измерений, класс
точности прибора.
Информативные параметры входного и выходного сигнала.
Неинформативные параметры входного и выходного сигнала.
Погрешности АИУ: основная, дополнительная, динамическая
погрешности, погрешность взаимодействия. Нормирование погрешностей.
Модуль 2
Тема №3. Методы уменьшения погрешностей АИУ (3 часа, [1,3,4,19]).
Классификация методов. Стабилизация реальной характеристики
преобразования.
Коррекция погрешностей: калибровка, способ образцовых сигналов,
автоматическая
коррекция
способом
итераций,
аддитивная
и
мультипликативная коррекция.
Фильтрация погрешностей. Выбор оптимальных параметров фильтра.
Оптимальная линейная фильтрация.
Способы уменьшения динамической погрешности.
Общий подход, последовательное включение корректирующих
устройств, коррекция с помощью цепи обратной связи, коррекция с помощью
аналоговых
и
цифровых
вычислительных
устройств.
Пределы
корректирования. Конструкционные способы коррекции.
Модуль 3
Тема №4 Масштабирующие и функциональные преобразователи (2
часа, [1,3,4-8,19]).
Масштабные преобразователи (пассивные и активные). Усилители
постоянного
и
переменного
тока.
Преобразователи
импеданса.
Функциональные преобразователи.
Тема №5. Электронные вольтметры (2 часа, [1,3,4,19]).
Основные понятия, назначение. Измерительные преобразователи
переменного напряжения в постоянное напряжение. Преобразователи
амплитудных значений (схемы с открытым и закрытым входами),
погрешности ПАЗ. Преобразователи средневыпрямленного значения
(пассивные
и
активные),
погрешности
ПСЗ.
Преобразователи
среднеквадратических значений. Универсальные и импульсные вольтметры.
Модуль 4
Тема №8 Электронно-лучевые осциллографы (2 часа, [1,3,4-8,19]).
Основные понятия, классификация, метрологические характеристики,
основные узлы
Тема №9 Анализаторы спектра (2 часа, [1,3,4,19]).
Основные понятия, представление периодической функции в виде ряда
Фурье, характеристики анализаторов спектра (разрешающая способность,
полоса анализируемых частот, время анализа), структурные схемы
(последовательная и параллельная), погрешности анализаторов спектра.
Анализаторы спектра случайных процессов.
Модуль 5
Тема №10 Электродинамические приборы (1 час, [1,3,4,19]).
Области применения, свойства, особенности. Электродинамические
измерительные механизмы.
Ваттметры: измерительные цепи и погрешности.
Тема №11 Измерительные генераторы (1 час, [1,3,4,19]).
Классификация и характеристики генераторов. Структурная схема и
принцип работы.
Генераторы синусоидальных сигналов
Генераторы случайных сигналов: основные и метрологические
характеристики, структурная схема и особенности работы схемы.
Аналоговые генераторы случайных сигналов.
Тема №12 Показывающие, регистрирующие и регулирующие приборы
(1 час, [1,3,4,19]).
Основные понятия, структурные схемы и принцип работы. Способы
регистрации.
Структурная схема, принцип работы и классификация регуляторов.
Лабораторные работы (17 часов)
На лабораторных занятиях студенты знакомятся со структурными и
принципиальными схемами приборов, принципом их действия, определяют
характеристики и параметры прибора в целом и его составных частей
расчетным путем и лабораторным экспериментом.
Номер
Наименование
работы
1
1
2
Измерение параметров элементов электрических
цепей (Модуль1)
Объем,
час
Литература
3
4
4
8-14
4
8-14
4
8-14
5
8-14
Определение погрешностей аналогового
2
электромеханического измерительного прибора
(Модули 1,2)
Изучение принципа действия, метрологических
3
характеристик электронного осциллографа и
измерение сигналов с его помощью (Модуль 4)
4
Анализатор спектра С4-25 (Модуль 4)
Практические занятия (17 часов)
Номер
работы
Объем,
Наименование
1
час
2
3
Литература
4
1
Погрешности АИУ (Модули (1-2))
4
1- 4,12
2
Вольтметры и амперметры (Модуль 3)
4
1- 4,12
2
1- 4,12
2
1- 4,12
Масштабирующие и функциональные
3
преобразователи (Модуль 3)
Электронные осциллографы и измерительные
4
генераторы (Модуль 4)
5
Анализаторы спектра (Модуль 4)
2
1- 4,12
6
Электродинамические приборы (Модуль 5)
2
1- 4,12
7
Итоговая контрольная работа (Модули (1-5))
1
1- 4,12
Самостоятельная работа студентов (57 часов +36 часов в сессию)
Номер
раздела
Самостоятельная работа студентов
Объем,
час
Литература
1
Подготовка к лабораторным работам
8
[8-14]
2
Подготовка к контрольным опросам
14
[1-4,19]
3
Подготовка к лекциям
12
[1-4,19]
4
Подготовка к практическим занятиям
8
[1,3-5,19]
5
Выполнение курсовой работы (с защитой)
15
[1-4,8-19]
6
Подготовка к экзамену по дисциплине
36
[1-4,19]
Курсовая работа – «Проектирование электронного многопредельного
вольтметра переменного тока» включает в себя:
1) Расчет на функциональном уровне вольтметра – 1 час [1,4,19];
2)
Расчет высокоомного делителя на низкой и высокой
частоте – 4 часа [1, 4, 10, 11,19];
3)
Расчет преобразователя импеданса и низкоомного делителя – 2 часа
[1, 11,19];
4)
Расчет широкополосного усилителя – 2 часа [1, 3, 4, 7,19];
5)
Расчет детектора – 3 часа [1 - 4, 7,19];
6)
Оформление пояснительной записки и подготовка к защите
работы – 3 часа [1-4, 7,10,11,19].
В пояснительной записке (30-35 листов) рассчитываются основные
блоки электронного аналогового устройства: масштабные преобразователи,
преобразователи импеданса, широкополосные усилители, электронные
детекторы. Выбор блоков и технического задания к ним осуществляется по
варианту студента, указанному преподавателем в методических указаниях
[11].
2 Литература и учебно-методические материалы
Перечень основной литературы:
1) Котлубовская, Т. В. Аналоговые измерительные устройства :
учебное пособие / Т. В. Котлубовская ; Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. – Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2014. – 97 с. – ISBN 978-5-7568-1077-6
[4 экз.]
2) Раннев, Г. Г. Методы и средства измерений [Текст]: Учебник для
вузов по направлению 653700 «Приборостроение» специальности 190900
«ИИТ и Т». – 5-е изд., стер. – М.: Академия, 2008. – 331 с.: ил. [20 экз.]
3) Павлов, В. Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств
[Текст]: Учебное пособие для вузов. – М.: Академия, 2008. – 287с. [5 экз.]
4) Аверченков О. Е. Основы схемотехники
аналого – цифровых
устройств. – Изд-во "ДМК Пресс", 2012. – 80 с. – доступ из ЭБС "Лань"
Перечень дополнительной литературы:
5) Аналоговые электроизмерительные приборы [Текст] / Под ред.
Е.Г. Бишард и др. – М.: Высш. школа, 1991. – 415 с. [1 экз.]
6) Атамалян, Э.Г. Приборы и методы измерения электрических
величин [Текст]: Учебное пособие для втузов. – 3-е изд., перераб. и доп.
(Серия "Высшее образование"). – М.: Дрофа, 2005. – 416 с. [1 экз.]
7) Булычев А. Л., Лямин П. М., Тулипов Е. С. Электронные приборы.
– Изд-во "ДМК Пресс", 2006 - 399 с. – доступ из ЭБС "Лань"
8) 100 лучших радиоэлектронных схем. – Изд-во "ДМК Пресс", 2009
– 352 с. – доступ из ЭБС "Лань"
9) Гмурман, В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика
[Текст]: Учебное пособие для вузов. – 5-е изд., стер. – М.: Высшая школа,
2003.- 480с.: ил. [101 экз.];
Перечень
учебных
пособий,
методических
указаний
и
материалов, используемых в учебном процессе:
10)
Технические описания и инструкции по эксплуатации для
приборов: В3 – 38, В7 – 16, В7 – 35, Г3 – 117, Г5 – 59, С4 – 25, С1 – 70,
осциллограф лабораторный, вольтметр переменного тока лабораторный и
лабораторный генератор импульсов синусоидальной и прямоугольной форм
(в универсальном стенде) [1 экз.]
11) Котлубовская, Т. В., Кузьмин, Ю. Г. Методические указания для
выполнения курсовой
работы
по
основным
«Аналоговые измерительные устройства»
разделам дисциплины
для студентов очной, очно -
заочной и заочной форм обучения направления 200100 «Приборостроение»
(бакалавриат) / АлтГТУ им. И. И. Ползунова. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ,
2011. – 52с. [10 экз.]
12) Котлубовская, Т. В. Аналоговые измерительные устройства :
задачник / Т. В. Котлубовская ; Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. –
Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2014. – 25 с. [ 5 экз.]
13) Котлубовская, Т. В., Кузьмин Ю. Г. Аналоговые измерительные
устройства: учебно – методическое пособие по выполнению лабораторных
работ / Т. В. Котлубовская, Ю. Г. Кузьмин; Алт. гос. техн. ун–т им. И.И. Ползунова. – Барнаул : Изд–во АлтГТУ, 2014. – 57 с. [ 5 экз.]
14) Котлубовская, Т. В. Методические указания по организации
самостоятельной работы студентов
дисциплины
по
основным
«Аналоговые измерительные устройства»
заочной формы обучения
разделам
для бакалавров
направления 200100 «Приборостроение» /
АлтГТУ им. И. И. Ползунова. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2014. – 12с.
[10 экз.]
Программное обеспечение и интернет-ресурсы
Используется стандартное программное обеспечение:
15) MathCAD;
16) Microsoft Excel;
17) Micro-Cap;
18) Multisim.
Интернет-ресурсы:
19) Аналоговые измерительные устройства [Электронный ресурс]:
электронный
учебно-методический
комплекс
по
дисциплине/
сост.
Котлубовская, Т. В., Патрушев, Е. М., Нечаев, А. А.; АлтГТУ им. И. И.
Ползунова. – Барнаул: кафедра информационных технологий, 2011.
http://it.fitib.altstu.ru/neud/aiu/index.php?doc=teor&module=2
3 График контроля
Модуль
Контрольное
Время
Вес в
испытание
проведения
итоговом
Примечания
рейтинге
Контрольный
3 неделя
0,05
опрос
Тестирование по модулю 1
(2 вопроса по 30 баллов и 1
вопрос – 40 баллов)
Защита отчета по
6 и 8 неделя
0,025
л/р №1
Выполнение л/р без
коррекции – 50 баллов,
1,2
ответы на вопросы - 40
баллов, своевременная
сдача отчета по л/р – 10
Выполнение
3 неделя
-
курсовой работы
Предъявить
(часть1)
Контрольный
промежуточные результаты
5 неделя
0,05
опрос
л/р №2
Тестирование по модулю 2
(2 вопроса по 50 баллов)
Защита отчета по
2, 3
баллов
Выполнение л/р без
10 и 12 неделя
0,025
коррекции – 50 баллов,
ответы на вопросы - 40
баллов, своевременная
сдача отчета по л/р – 10
Выполнение
курсовой работы
баллов
5 неделя
-
(часть2)
промежуточные результаты
Выполнение
курсовой работы
Предъявить
Предъявить
7 неделя
-
промежуточные результаты
(часть3)
Контрольный
опрос
3
9 неделя
Тестирование
0,05
по
модулю 3 (2 вопроса по 50
баллов).
Модуль
Вес
Контрольное
Время
испытание
проведения
Контрольный
опрос
в итоговом
рейтинге
13 неделя
0,05
11 неделя
-
Выполнение
курсовой работы
отчета
по л/р № 3
14
и
Тестирование по модулю 4
(2 вопроса по 50 баллов)
Предъявить
промежуточные результаты
(часть4)
Защита
Примечания
16
недели
0,025
4,5
Выполнение
л/р
без
коррекции – 50 баллов,
ответы на вопросы - 40
баллов,
Защита отчета
по л/р №4
16
и
17
0,025
недели
сдача отчета по л/р – 10
баллов
Выполнение
курсовой работы
15 неделя
-
17 неделя
0,05
(часть5)
Контрольная
работа
Контрольный
опрос
своевременная
Предъявить
промежуточные результаты
Решение задач (2 задачи по
50 баллов)
Тестирование по модулю 5
15 неделя
(2
0,05
вопроса
по
50
баллов)
5
Правильное выполнение
КР
Защита КР
17 неделя
0,2
без коррекции – 40
баллов,
своевременная
сдача КР – 10 баллов,
ответы на вопросы
– 50
баллов
Экзамен по модулям (1-5)
сессия
0,4
2 вопроса – по 50 баллов
4 Рубежная (семестровая) аттестация студентов
Итоговый рейтинг студента по дисциплине «АИУ» в 9 семестре
рассчитывается согласно Положению о модульно-рейтинговой системе
квалиметрии (СМК ОПД 01-19-2005) по формуле:
RДитог=(1-p)RДсем + pRДэкз(зач)
(1)
где RДсем – семестровый предэкзаменационный (предзачётный) рейтинг
по данной дисциплине,
RДэкз(зач)
–
рейтинг
рубежного
испытания
(зачётного
или
экзаменационного);
p – удельный вес экзамена (зачёта).
Все рейтинги в формуле (1) в стобалльном исчислении.
RДсем определяется с учётом рекомендаций по назначению баллов за
посещаемость аудиторных занятий, в соответствии с приказом № 259 от
13.10.2010.
Рекомендуемое значение p=0,5
Студенты с результатом RДэкз(зач) ≥ 25 допускаются к расчёту итогового
рейтинга по данной дисциплине в соответствии с формулой (1).
Далее выводятся в соответствующих зачётных или экзаменационных
ведомостях оценки:
RДитог ≥ 25 – зачтено;
RДитог < 25 – незачтено;
RДитог < 25 – неудовлетворительно;
25 ≤ RДитог < 50 – удовлетворительно;
50 ≤ RДитог < 75 – хорошо;
75≤RДитог – отлично.
(2)
Студенты с результатом RДитог < 25, недопущенные к расчёту итогового
рейтинга, временно получают отметку «до решения комиссии».
Если комиссия по предмету не назначается или назначается, но не
понижает значения RДэкз(зач) для допуска к расчёту итогового рейтинга,
студенты, имеющие результат рубежного испытания RДэкз(зач) < 25 и запись в
ведомости «до решения комиссии», получают по предмету оценки
«незачтено» и «неудовлетворительно».
В случае, когда комиссия назначена и её решением понижен результат
до уровня П, студенты с результатами П ≤ RДэкз(зач) < 25 также допускаются к
расчёту по формуле (1) и далее оцениваются по форме (2).
Студенты с результатом рубежного испытания RДэкз(зач)<П получают
оценки «незачтено» и «неудовлетворительно».
Студенты, имеющие на последний день экзаменационной сессии
четыре (и более) отрицательные оценки
в совокупности по зачетам и
экзаменам, отчисляются в установленном порядке. В случае же меньшего
количества отрицательных оценок, студентам предоставляется право на два
дополнительных рубежных испытания.
Студентам, которым по особым обстоятельствам приказом продляется
сессия, сроки рубежных испытаний устанавливаются с учетом приказа.