• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта
Бакалавриат 2018/2019

Метрология и электрорадиоизмерения

Направление: 11.03.02. Инфокоммуникационные технологии и системы связи
Когда читается: 2-й курс, 3, 4 модуль
Формат изучения: Full time
Язык: русский
Кредиты: 4

Программа дисциплины

Аннотация

Курс направлен приобретение знаний, умений и практических навыков в области метрологии и электро-радиоизмерений. Рассматриваются основы метрологии, методы и средства измерений, устройство и принцип работы электроизмерительных приборов. Особое внимание уделяется теории погрешностей и статистической обработке результатов измерений. Основные положения дисциплины предназначены для использования при выполнении проектных работ и при подготовке выпускной квалификационной работы. При обучении предусмотрен контроль знаний студентов в виде учета активности студентов на практических занятиях, контрольной работы и экзамена.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Целями освоения дисциплины «Метрология и электро-радиоизмерения» являются ознакомление учащихся с основными положениями современной метрологии, методами и средствами электро-радиоизмерений.
Результаты освоения дисциплины

Результаты освоения дисциплины

  • Знать: основные понятия метрологии, основные методы измерений, классификацию погрешностей измерений
  • Уметь: производить расчет инструментальной погрешности средств измерений.
  • Владеть: навыками представления результатов измерений
  • Знать: принцип работы основных электроизмерительных приборов
  • Уметь: производить выбор средств измерений, соответствующих требованиям решаемых задач
  • Владеть: навыками работы с измерительной техникой
  • Знать: основные понятия теории вероятностей и математической статистики
  • Уметь: проводить стандартную обработку результатов измерений
  • Владеть: навыками определения доверительной погрешности результатов измерений, проверки результатов измерений на наличие грубых погрешностей, идентификации закона распределения результатов измерений.
  • Знать: основные понятия теории планирования эксперимента
  • Уметь: применять основы регрессионного анализа для построения математических моделей эксперимента по результатам измерений
  • Владеть: навыками оценки адекватности аппроксимации
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Раздел 1. Введение
    Тема 1 Основные понятия и определения метрологии Современное состояние науки о метрологии. Определения физической величины, измерения физической величины. Тема 2 Виды и методы измерений Принципы измерений. Классификация методов измерений. Методы непосредственной оценки и методы сравнения. Классификация измерений. Тема 3 Погрешности измерений Понятие погрешности измерений. Классификация погрешностей: по причине возникновения; по характеру проведения измерений; по условиям проведения измерений; по форме представления и др. Классы точности средств измерений. Тема 4 Системы единиц физических величин Системы единиц физических величин. Уравнения связи между величинами и уравнения связи между числовыми значениями. Естественные системы единиц физических величин и фундаментальные физические константы. Практическая реализация единиц физических величин. Установления эталонов единиц измерения. Воспроизведение эталонов. Классификация эталонов. Сравнение эталонов. Примеры построения эталонов основных единиц.
  • Раздел 2. Средства электро-радиоизмерений
    Тема 5 Средства измерений и их метрологические характеристики Основные характеристики средств измерений. Классификация СИ. Измерительные преобразователи. Классификация измерительных преобразователей: по назначению, по связи чувствительного элемента с изделием, по принципу преобразования, по физическому явлению, положенному в основу принципа действия. Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование сигналов. Основные компоненты систем сбора данных. Тема 6 Измерение напряжения и мощности Параметры напряжения. Общие сведения, структурные схемы вольтметров и их функциональные части. Вольтметры постоянного тока. Вольтметры переменного тока. Преобразователи амплитудного, действующего и среднего значений переменного напряжения. Универсальные вольтметры. Импульсные и селективные вольтметры. Цифровые электронные вольтметры. Измерение напряжений различной формы электронными вольтметрами. Источники основной и дополнительной погрешности. Измерение активной, реактивной и полной мощности в трёхфазных цепях. Тема 7 Измерение параметров компонентов цепей и устройств Прямые и косвенные методы. Мосты. Общая теория мостов постоянного тока. Одинарные и двойные мосты. Электрические схемы. Принцип действия. Мосты переменного тока. Общая теория мостов переменного тока. Измерение полных сопротивлений, ёмкости, индуктивности, взаимной индуктивности с помощью мостов переменного тока. Автоматические мосты. Электрические схемы. Принцип действия. Компенсаторы постоянного тока. Компенсационный метод измерения электрических величин. Принцип измерения, электрические схемы потенциометров. Тема 8 Измерение частоты и интервалов времени Общие сведения, структурные схемы и принцип действия. Емкостные и резонансные частотомеры. Электронно-счётный частотомер. Основные характеристики и параметры частотомеров и фазометров. Особенности применения приборов для измерения частоты и сдвига фаз. Тема 9 Исследование формы и спектра сигналов Электроннолучевые осциллографы. Общие сведения, структурные схемы и их функциональные части. Принцип получения осциллограммы. Специальные виды разверток - непрерывная, ждущая, круговая. Методы измерения частоты, фазы, временных интервалов, амплитуды напряжения, величины толков с помощью осциллографа. Определение параметров импульсных сигналов. Специальные электроннолучевые осциллографы (скоростные и стробоскопические). Понятие амплитудного и фазового спектра сигнала. Анализаторы спектра, анализаторы гармоник, измерители нелинейных искажений. Общие сведения, структурные схемы и функциональные части. Основные характеристики и практическое применение.
  • Раздел 3. Обработка результатов измерений
    Тема 10 Обработка результатов измерений. Характеристики случайных величин. Оценка параметров: точечные и интервальные. Определение точечных оценок и доверительных интервалов. Законы распределения результатов измерений, их идентификация.
  • Раздел 4. Основы планирования эксперимента
    Тема 11 Основные понятия планирования эксперимента. Математическая модель эксперимента, методы обработки экспериментальных данных. Метод наименьших квадратов (МНК). Одномерная регрессия, полиномиальная регрессия. Оценка качества аппроксимации. Статистические гипотезы. Задачи, решаемые с помощью дисперсионного анализа.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Created with Sketch. семинар 1
  • неблокирующий Created with Sketch. практические задания 1
  • неблокирующий Created with Sketch. контрольная работа 1
  • неблокирующий Created with Sketch. экзамен
    Итоговый экзамен по дисциплине проводится в форме устного экзамена в конце изучения курса после 4 модуля в присутствии преподавателя. На экзамене студент выбирает экзаменационный билет, который составляется с учетом пройденного материала, и содержит два теоретических вопроса. Ответы на предложенные вопросы излагаются в устной форме. После ответа студента преподаватель может ему задать уточняющие вопросы по тематике билета.
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (4 модуль)
    0.1 * контрольная работа 1 + 0.3 * практические задания 1 + 0.1 * семинар 1 + 0.5 * экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Метрология, стандартизация, сертификация и электроизмерительная техника : учеб. пособие для вузов, Ким К. К., Анисимов Г. Н., 2008

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Основы измерений. Датчики и электронные приборы, Клаассен К. Б., Воронова Е. В., 2012