 |
Раздел 1. Основы метрологии
|
|
|
|
ВВЕДЕНИЕ
Изучение учебной дисциплины «Электрические измерения» базируется на знаниях, полученных учащимися в ходе изучения общеобразовательных учебных дисциплин.
При изложении программного учебного материала следует учитывать новейшие достижения отечественной и зарубежной науки и техники в области электрических измерений, строго соблюдать единство терминологии и обозначений технических величин согласно действующим техническим нормативным правовым актам.
Для лучшего усвоения учащимися программного учебного материала, активизации их познавательной деятельности, развития творческого мышления целесообразно использовать практико-ориентированные технологии преподавания, различные формы проведения занятий, интенсивные методы и приёмы обучения. Для обеспечения должного уровня подготовки специалистов в процессе изучения учебной дисциплины рекомендуется использовать технические средства обучения (компьютеры, мультимедийные комплексы, вычислительную технику и др.), а также демонстрационные средства (схемы, плакаты, чертежи, модели). Программа содержит примерный перечень оснащения кабинета оборудованием, техническими и демонстрационными средствами обучения, необходимыми для обеспечения образовательного процесса.
Для закрепления теоретического материала и формирования у учащихся необходимых умений и навыков программой предусмотрено проведение лабораторных занятий.
В целях контроля усвоения программного учебного материала предусмотрено проведение двух обязательных контрольных работ, задания для которых разрабатываются преподавателем учебной дисциплины и обсуждаются на заседании предметной (цикловой) комиссии учреждения образования.
|
|
|
Программой определены цели изучения каждой темы, спрогнозированы результаты их достижения в соответствии с уровнями усвоения учебного материала.
Для закрепления теоретических знаний и приобретения необходимых практических навыков и умений программой предусмотрено выполнение лабораторных работ, которые необходимо проводить после изучения соответствующей темы.
В результате изучения учебной дисциплины учащиеся должны знать на уровне представления:
- основные направления автоматизации измерений электрических величин; информационно-измерительные системы;
- измерительно-вычислительные комплексы;
- перспективы развития электроизмерительной техники;
знать на уровне понимания
- общие сведения об измерительных механизмах;
- основы метрологии;
- методику определения погрешностей измерений и средств измерений электрических величин;
- условные обозначения на шкалах приборов;
- методы и средства измерения напряжения и силы тока; частоты; интервалов времени и фазового сдвига; электрической мощности; элементов и компонентов электрических и электронных цепей;
- устройство, принцип действия, характеристики и область применения измерительных генераторов;
- методы и средства измерений и исследований формы и параметров сигнала;
уметь:
- выполнять расчёты значений измеряемых величин и показателей точности измерений;
- определять параметры и характеристики средств измерений;
- собирать схемы включения измерительных приборов;
- выполнять измерения и исследование параметров электрических сигналов;
- пользоваться справочной литературой;
- пользоваться измерительными приборами с учётом требований безопасности труда.
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
| Раздел, тема | Количество учебных часов | |||||||
| Спец. 2-36 03 31, 2-36 03 31-01 | Спец. 2-37 01 05 | |||||||
| Всего по учебному плану для дневной формы | Всего по учебному плану для заочной формы | В том числе | Всего по учебному плану для дневной формы | Всего по учебному плану для заочной формы | В том числе | |||
| На практические и лабораторные занятия | На самостоятельную работу | На практические и лабораторные занятия | На самостоятельную работу | |||||
| Введение | ||||||||
| Раздел 1.Основы метрологии | ||||||||
| Тема 1.1. Основные понятия и определения | ||||||||
| Тема 1.2. Погрешности измерений и средств измерений | ||||||||
| Раздел 2.Методы и средства измерения параметров электрических сигналов | ||||||||
| Тема 2.1. Измерение напряжения и силы тока | ||||||||
| Тема 2.2. Измерительные генераторы | ||||||||
| Тема 2.3. Исследование формы и параметров сигнала | ||||||||
| Тема 2.4. Измерение частоты, интервалов времени и фазового сдвига | ||||||||
| Тема 2.5. Измерение электрической мощности и энергии | ||||||||
| Тема 2.6. Измерение магнитных величин | ||||||||
| Раздел 3.Измерение параметров элементов и компонентов электрических и электронных цепей | ||||||||
| Тема 3.1. Измерение сопротивлений | ||||||||
| Тема 3.2.Измерение параметров конденсаторов и катушек индуктивности | ||||||||
| Тема 3.3. Измерение параметров полупроводниковых приборов и интегральных микросхем | ||||||||
| Раздел 4.Автоматизация измерений | ||||||||
| Итого: |
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЕЕ ИЗУЧЕНИЮ
Введение
Содержание программы
Цели, задачи, содержание учебной дисциплины. Связь с другими учебными дисциплинами.
Роль измерений в развитии современной науки и техники. Достижения и основные направления в развитии средств измерений.
|
|
|
Методические указания
Цель преподавания учебной дисциплины- формирование у учащихся знаний об метрологии, об основных характеристиках, видах и методах измерений, о классификации и характеристиках средств измерений, об электромеханических приборов, дать понятие об условных обозначениях, наносимых на шкалы электромеханических приборов, сформировать знания о структурных схемах аналоговых электронных вольтметрах, о Цифровых измерительных приборах, о генераторах различных типов, об осциллографах, о приборах для измерения частоты и фазового сдвига, о методах измерения мощности, о методах измерения магнитных величин, о методах и средствах измерения сопротивления, индуктивности, емкости, параметров полупроводниковых приборов и ИМС, сформировать представление об автоматизации измерений.
Изучение программного учебного материала базируется на знаниях, умениях и навыках, полученных учащимися в ходе изучения таких учебных дисциплин, как «Физика», Математика, Теоретические основы электротехники, Материаловедение. В свою очередь, знания по даннойдисциплине необходимы для изучения дисциплин: «Основы промышленной электроники и микроэлектроники», «Основы автоматики и микропроцессорной техники».
Литература:
[2] с. 8-14
[7] с.7-9
[12] с.4-6
Контрольные вопросы
1Укажите значение электрических измерений.
2 Приведите основные достижения развития приборостроения.
Раздел 1. Основы метрологии
Тема 1.1 Основные понятия и определения
Содержание программы
Определение метрологии и измерений. Физические свойства и величины. Международная система единиц измерений.
Основные характеристики измерений: результат измерений, точность измерений, методика измерений, объект измерения, шкала физической величины, отметка шкалы, цена деления шкалы, поверка.
Виды измерений: прямые, косвенные, совокупные и совместные. Методы измерений: непосредственной оценки и сравнения с мерой.
Средства измерений, их классификация и характеристики.
|
|
|
Методические указания
Чтобы успешно справиться с многочисленными и разнообразными проблемами измерений, необходимо освоить ряд общих принципов их решения, определить единую научную и законодательную базу, обеспечивающую на практике высокое качество измерений независимо от того, где и с какой целью они выполняются. Такой базой является метрология (от греческого слова “метрон” – мера, “логос” – учение) – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения точности.
Метрология включает общую теорию измерений физических величин, устанавливает и регламентирует единицы физических величин и их системы, порядок передачи размеров единиц от эталонов образцовым и рабочим средствам измерений, методы и средства измерений, общие методы обработки результатов измерений и оценки их точности.
В измерениях для количественного описания различных свойств, процессов и физических тел вводят понятие величины.
Физическая величина – свойство, общее в качественном отношении для множества объектов, физических систем, их состояний и происходящих в них процессов, но индивидуальное в количественном отношении для каждого из них. Качественная сторона понятия “физическая величина” – определяет её “род” (например, электричества), а количественная – её “размер” (сопротивление конкретного исследуемого проводника). Физические величины делят на измеряемые и оцениваемые.
Размер физической величины – количественная определённость величины, присущая конкретному предмету, системе, явлению или процессу.
По степени условной независимости от других величин данной другой группы различают основные и дополнительные физические величины.
По наличию размерности физические величины делят на размерные и безразмерные.
Значение физической величины – оценка размера физической величины в виде некоторого числа принятых для неё единиц измерения.
При выбранной оценке физической величины её характеризуют истинным, действительным и измеренным значениями.
Единица физической величины – величина фиксированного размера, которой условно присвоено стандартное числовое значение, равное единице.
Единицы физических величин делят на основные и производные и объединяют по определённым принципам в системы единиц физических величин.
Международная система единиц (СИ) была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 г.
В основу системы СИ положены семь основных (метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела) и две дополнительные (радиан и стерадиан) физические величины.
|
|
|
В системе СИ установлены десятичные кратные и дольные единицы, которые образуются с помощью множителей, например: километр (км), милливольт (мВ), мегагерц (МГц), наносекунд (нс).
Основными характеристиками измерений являются: результат измерений, точность измерений, методика измерений, объект измерения, шкала физической величины, отметка шкалы, цена деления шкалы, поверка.
Измерения весьма разнообразны, что объясняется множеством измеряемых величин, различным характером их изменения во времени, различными требованиями к точности измерений и т.д. В связи с этим измерения классифицируют по разным признакам.
По общим приёмам получения результатов измерений они делятся на прямые, косвенные, совместные и совокупные.
Конкретные методы измерений определяются видом измеряемых величин, их размерами, требуемой точностью результата, быстротой процесса измерения, условиями, при которых проводятся измерения, и рядом других признаков. Современные методы измерений принятого делить на метод непосредственной оценки и метод сравнения.
Средством измерений (СИ) – техническое средство (или их комплекс), предназначенное для измерений, имеющие нормированные метрологические характеристики, воспроизводящие и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимается неизменным в течение известного интервала времени.
Для средств измерений можно выделить некоторые общие признаки, присущие всем средствам измерений независимо от области применения.
По роли, выполняемой в системе обеспечения единства измерений, различают следующие средства измерений: метрологические и рабочие.
По уровню автоматизации все средства измерений делят на: неавтоматические, автоматизированные и автоматические.
По отношению к измеряемой физической величине различают следующие средства измерений: основные и вспомогательные.
По реализации процедуры измерения средства измерений бывают элементарными и комплексными.
Средства измерений разделяют на меры, устройства сравнения (компараторы), измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки и измерительные системы.
Литература:
[1] с.14-25
[9] с.10-14
[12] с.7-30
Контрольные вопросы:
1Дайте определениеэлектрическим измерениям.
2 Дайте определение физической величины.
3 Приведите примеры основных, дополнительных и производных физических величин.
4Укажите методы измерений.
5 Дайте определения прямых, косвенных, совокупных и совместных видов измерений.
6Дайте определение:средство измерений.
|
|
|
