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

Электротехника, электроника и метрология

Язык: русский
Кредиты: 8

Программа дисциплины

Аннотация

Просмотр программы Аннотация Цель освоения дисциплины Планируемые результаты Содержание учебной дисциплины Текущий контроль Промежуточная аттестация Программное обеспечение Электронные образовательные ресурсы Материально-техническое обеспечение дисциплины Особенности организации дисциплины ... Пользователи Прикрепление пользователей Аннотация Задачей дисциплины является формирование следующих компетенций у студентов: • получение систематизированного представления о современных научных подходах к изучению методов анализа электрических и электронных цепей, метрологи-ческих основ электро-радиоизмерений; • понимание места электротехники, электроники и метрологии в ряду научно-технических направлений; • умение применять методы при проектировании электротехнических и электронных устройств. В текущий контроль входят активность на семинарах, домашние задания, лабораторные работы, контрольные работы. Итоговым контролем является экзамен.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Целью изучения дисциплины «Электротехника, электроника и метрология» является формирование у студентов совокупности теоретических и практических знаний в области электрических и электронных цепей, метрологии и освоение студентами основных навыков анализа и экспериментального исследования цепей, которые необходимы для успешного усвоения других общепрофессиональных и специальных дисциплин последующей вузовской подготовки.
Результаты освоения дисциплины

Результаты освоения дисциплины

  • Знать: задачи электротехники
  • Знать: Основные понятия и законы электрических цепей
  • Уметь: записать математические уравнения для основных законов
  • Владеть: методиками составления систем уравнений, описывающих электрические цепи
  • Знать: особенности состава и функционирования линейных электрических цепей постоянного тока
  • Уметь: выбрать необходимые принципы и законы для описания режима работы.
  • Владеть: методиками расчёта режимов линейных цепей постоянного тока
  • Знать: особенности протекания переходных процессов в линейных электрических цепях с сосредоточенными параметрами
  • Уметь: выбрать необходимые принципы и законы для описания переходного процесса.
  • Владеть: методиками расчёта переходных процессов
  • Знать: особенности состава и функционирования линейных электрических цепей гармонического тока
  • Владеть: методиками расчёта режимов линейных цепей гармонического тока
  • Знать: особенности состава и функционирования линейных электрических цепей с распределёнными параметрами
  • Владеть: методиками расчёта установившихся процессов в линейных цепях с распределёнными параметрами
  • Знать основные параметры и эксплуатационные характеристики ИМС.
  • Знать * классификацию и назначение основных п/п приборов; * перечень и типовые значения основных параметров, определения и типовые виды статических характеристик п/п приборов.
  • Уметь * описать структуру и указать назначение элементов эквивалентных схем п/п приборов.
  • Владеть * методиками компьютерного моделирования и измерения характеристик п/п приборов; * методиками расчёта параметров п/п приборов на основе их электрических характеристик
  • Знать * классификацию, основные функции, перечень и типовые значения основных параметров усилительных устройств, * определения и типовые виды характеристик усилительных устройств.
  • Уметь * охарактеризовать особенности работы и состав каскадов усилительных устройств в различных режимах работы.
  • Владеть * методикой выбора рабочей точки усилительного устройства по его характеристикам; * методикой определения параметров основных элементов схемы усилительного устройства по заданным его выходным параметрам; * методиками компьютерного моделирования и измерения характеристик усилительного устройства; * методиками расчёта параметров усилительного устройства на основе их электрических характеристик
  • Знать * классификацию обратных связей.
  • Уметь * описать принцип действия обрат-ной связи в электронных устройствах
  • Знать * классификацию, основные функции, перечень и типовые значения основных параметров логических элементов, * определения и типовые виды характеристик логических элементов.
  • Уметь * охарактеризовать особенности работы логических элементов в различных режимах работы; * сравнить свойства различных семейств логических элементов.
  • Владеть * методикой определения параметров основных элементов схемы логических элементов по заданным его выходным пара-метрам; * методиками компьютерного моделирования и измерения характеристик логических элементов; * методиками расчёта параметров логических элементов на основе их электрических характеристик
  • Знать * классификацию, основные функции, перечень и типовые значения основных параметров электронных ключей, * определения и типовые виды характеристик электронных ключей.
  • Уметь * охарактеризовать особенности работы электронных ключей в различных режимах работы; * сравнить свойства различных типов электронных ключей.
  • Владеть * методикой определения параметров основных элементов схемы электронных ключей по заданным его выходным параметрам; * методиками компьютерного моделирования и измерения характеристик электронных ключей; * методиками расчёта параметров электронных ключей на основе их электрических характеристик
  • Знать: основные понятия метрологии
  • Знать: Правовые основы обеспечения единства измерений
  • Знать: основные методы измерений, классификацию погрешностей измерений
  • Владеть: навыками представления результатов измерений
  • Знать: классификацию средств измерений
  • Знать: классификацию погрешностей измерений
  • Уметь: производить расчет инструментальной погрешности средств измерений
  • Владеть: навыками определения доверительной по-грешности результатов измерений, проверки результатов измерений на наличие грубых погрешностей, идентификации закона распределения результатов измерений.
  • Знать: принцип работы основных электроизмерительных приборов
  • Уметь: производить выбор средств измерений параметров электрических сигналов
  • Владеть: навыками работы с измерительной техникой
  • Знать: методы и средства измерений параметров радиоэлементов
  • Уметь: производить выбор средств измерений параметров радиоэлементов
  • Знать: Основы автоматизации измерений
  • Уметь: Разрабатывать базовые компоненты систем сбора данных
  • Владеть: навыками сопряжения измерительной и вычислительной техники
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Тема 1-1. Введение
    Предмет раздела «Электротехника». Общая характеристика задач, относящихся к теории электрических цепей, связанных с преобразованием, передачей- энергии и информации.
  • Тема 1-2. Основные понятия и законы электрических цепей
    Электрическая цепь и её элементы: источники электрической энергии, преобразовательные элементы, приёмники энергии. Пассивные и активные элементы цепи. Процессы в цепях и способы их исследования. Схема замещения цепи и её элементов: схемы с распределёнными и сосредоточенными параметрами. Понятия о нелинейных, линейных и резистивных схемах. Принципы записи (составления) уравнений по законам Кирхгофа.
  • Тема 1-3. Основные принципы и методы анализа линейных схем постоянного тока
    Принципы записи уравнений по законам Ома и Джоуля-Ленца. Баланс мощностей. Расчёт токов и напряжений на основании законов Кирхгофа и Ома. Принципы анализа линейных резистивных схем. Принцип компенсации. Принцип наложения и линейности. Метод наложения. Принцип взаимности. Теорема об эквивалентном источнике. Метод эквивалентного источника.
  • Тема 1-4. Анализ переходных процессов в линейных цепях с сосредоточенными параметрами
    Причины возникновения переходных процессов. Классический метод анализа переходных процессов. Методы формирования характеристических уравнений без составления дифференциальных уравнений. Методы расчета начальных условий.
  • Тема 1-5. Анализ установившихся процессов гармонического тока в линейных цепях с сосредоточенными параметрами
    Основные обозначения. Элементы линейных схем замещения цепей гармонического тока и уравнения связи между мгновенными значениями тока и напряжения на ёмкости и индуктивности. Комплексный метод расчёта амплитуд (или действующих значений) и начальных фаз гармонических токов и напряжений. Понятие о резонансе напряжений и токов. Частотные характеристики и резонансные кривые контура.
  • Тема 1-6. Основы анализа установившихся процессов гармонического тока в линейных цепях с распределёнными параметрами
    Основные понятия и уравнения: первичные параметры; телеграфные уравнения линии при однородном распределении параметров. Решение телеграфных уравнений в установившемся режиме гармонического тока. Бегущие, прямые и обратные волны напряжения и тока. Вторичные параметры. Несогласованный и согласованный режимы работы цепи с распределёнными параметрами. Условие передачи сигналов по линии без искажения.
  • Тема 2-1. Общая характеристика электронных устройств и интегральных микросхем
    Аналоговые и цифровые электронные устройства. Серии ИМС, состав серий, система обозначений, конструктивное оформление, основные параметры и эксплуатационные характеристики ИМС.
  • Тема 2-2. Полупроводниковые приборы: характеристики, параметры, схемы замещения
    Резисторы и конденсаторы интегральных микросхем. Выпрямительный диод, стабилитрон, диод Шоттки, фотодиод, светодиод, туннельный диод: основные параметры и характеристики. Биполярный транзистор, эквивалентные схемы Эберса-Молла и Гуммеля-Пуна. Схемы включения с общей базой и общим эмиттером, ВАХ. МОП-транзистор. ВАХ. Эквивалентная схема. Полевой транзистор с затвором Шоттки (ПТШ). ВАХ. Эквивалентная схема.
  • Тема 2-4. Понятие об обратных связях в электронных устройствах
    Виды обратных связей (ОС). Основные структуры электронных устройств с типовыми ОС.
  • Тема 2-3. Общая характеристика усилительных устройств. Усилительные каскады
    Классификация усилительных устройств. Схемные функции. Частотные характеристики. Параметры переходного процесса.
  • Тема 2-5. Общая характеристика цифровых схем
    Принципы построения логических элементов. Основные электрические параметры и эксплуатационные характеристики логических микросхем. Разновидности логических интегральных микросхем: ТТЛ, ЭСЛ, КМОП. Перспективные типы логических микросхем
  • Тема 2-6. Электронные ключи
    Ключевые устройства на биполярных и МОП-транзисторах. Быстродействие ключей и способы его повышения. Аналоговые ключи. Силовые ключи. Ключевые устройства на интегральных микросхемах.
  • Тема 3-1. Введение.
    Основные термины и определения метрологии. Современное состояние метрологии. Определения физической величины, измерения физической величины. Система единиц физических величин. Основное уравнение измерений.
  • Тема 3-2 Правовые основы обеспечения единства измерений
    Закон РФ «Об обеспечении единства измерений» и другие нормативные документы в области обеспечения единства измерений в Российской Федерации
  • Тема 3-3. Основные характеристики измерений
    Принципы измерений. Классификация методов измерений. Методы непосредственной оценки и методы сравнения. Классификация измерений.
  • Тема 3-4. Средства измерений и их классификация
    Классификация средств измерений. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений.
  • Тема 3-5. Погрешности результатов измерений
    Определение погрешности результата измерений. Классификация погрешностей измерений. Точечные и интервальные оценки результатов измерений. Законы распределения измеряемых величин. Идентификация законов распределения. Выявление грубых погрешностей. Обработка результатов измерений.
  • Тема 3-6. Измерение параметров электрических сигналов
    Методы и средства измерений токов и напряжений. Измерение частоты и сдвига фаз периодических электрических сигналов. Осциллографические измерения. Анализ спектра электрических сигналов.
  • Тема 3-7. Измерение параметров радиоэлементов
    Измерение электрического сопротивления резисторов, ёмкости конденсаторов и индуктивности катушек индуктивностей.
  • Тема 3-8. Автоматизация измерений
    Основа автоматизации измерений. Сопряжение измерительной и вычислительной техники. Основы цифровой обработки сигналов.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Created with Sketch. Аудиторная работа 1
  • блокирующий Created with Sketch. Домашние задания 1
  • блокирующий Created with Sketch. лабораторная работа 1-1
    За каждый вид работ, подлежащий контролю, студент получает оценку по 10 балльной шкале; дополнительные бонусные и штрафные баллы для каждого вида работ устанавливаются в задании.
  • блокирующий Created with Sketch. защита лабораторной работы 1-1
    За каждый вид работ, подлежащий контролю, студент получает оценку по 10 балльной шкале; дополнительные бонусные и штрафные баллы для каждого вида работ устанавливаются в задании.
  • блокирующий Created with Sketch. лабораторная работа 1-2
    В процессе контроля на аудиторных занятиях (кроме процедуры допуска к практическому занятию) разрешается использовать любые необходимые студенту материалы, как в бумажной, так и в электронной форме.
  • блокирующий Created with Sketch. защита лабораторной работы 1-2
    В процессе контроля на аудиторных занятиях (кроме процедуры допуска к практическому занятию) разрешается использовать любые необходимые студенту материалы, как в бумажной, так и в электронной форме.
  • блокирующий Created with Sketch. лабораторная работа 1-3
    За каждый вид работ, подлежащий контролю, студент получает оценку по 10 балльной шкале; дополнительные бонусные и штрафные баллы для каждого вида работ устанавливаются в задании.
  • блокирующий Created with Sketch. защита лабораторной работы 1-3
    В процессе контроля на аудиторных занятиях (кроме процедуры допуска к практическому занятию) разрешается использовать любые необходимые студенту материалы, как в бумажной, так и в электронной форме.
  • неблокирующий Created with Sketch. Экзамен 1
  • неблокирующий Created with Sketch. аудиторная работа 2
  • неблокирующий Created with Sketch. домашние задания 2
  • неблокирующий Created with Sketch. лабораторная работа 2-1
  • неблокирующий Created with Sketch. лабораторная работа 2-2
  • неблокирующий Created with Sketch. лабораторная работа 2-3
  • неблокирующий Created with Sketch. лабораторная работа 2-4
  • неблокирующий Created with Sketch. лабораторная работа 2-5
  • неблокирующий Created with Sketch. защита лабораторной работы 2-1
  • неблокирующий Created with Sketch. защита лабораторной работы 2-2
  • неблокирующий Created with Sketch. защита лабораторной работы 2-3
  • неблокирующий Created with Sketch. защита лабораторной работы 2-4
  • неблокирующий Created with Sketch. защита лабораторной работы 2-5
  • неблокирующий Created with Sketch. контрольная работа 2-1
  • неблокирующий Created with Sketch. контрольная работа 2-2
  • неблокирующий Created with Sketch. экзамен 2
  • неблокирующий Created with Sketch. Аудиторная работа 3
  • неблокирующий Created with Sketch. Домашние задания 3
  • неблокирующий Created with Sketch. лабораторная работа 3-1
  • неблокирующий Created with Sketch. лабораторная работа 3-2
  • неблокирующий Created with Sketch. лабораторная работа 3-3
  • неблокирующий Created with Sketch. лабораторная работа 3-4
  • неблокирующий Created with Sketch. защита лабораторной работы 3-1
  • неблокирующий Created with Sketch. защита лабораторной работы 3-2
  • неблокирующий Created with Sketch. защита лабораторной работы 3-3
  • неблокирующий Created with Sketch. защита лабораторной работы 3-4
  • неблокирующий Created with Sketch. экзамен 3
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (1 модуль)
    0.13 * Аудиторная работа 1 + 0.13 * Домашние задания 1 + 0.04 * защита лабораторной работы 1-1 + 0.04 * защита лабораторной работы 1-2 + 0.04 * защита лабораторной работы 1-3 + 0.04 * лабораторная работа 1-1 + 0.04 * лабораторная работа 1-2 + 0.04 * лабораторная работа 1-3 + 0.5 * Экзамен 1
  • Промежуточная аттестация (3 модуль)
    0.1 * аудиторная работа 2 + 0.1 * домашние задания 2 + 0.02 * защита лабораторной работы 2-1 + 0.02 * защита лабораторной работы 2-2 + 0.02 * защита лабораторной работы 2-3 + 0.02 * защита лабораторной работы 2-4 + 0.02 * защита лабораторной работы 2-5 + 0.05 * контрольная работа 2-1 + 0.05 * контрольная работа 2-2 + 0.02 * лабораторная работа 2-1 + 0.02 * лабораторная работа 2-2 + 0.02 * лабораторная работа 2-3 + 0.02 * лабораторная работа 2-4 + 0.02 * лабораторная работа 2-5 + 0.5 * экзамен 2
  • Промежуточная аттестация (4 модуль)
    0.125 * Аудиторная работа 3 + 0.125 * Домашние задания 3 + 0.031 * защита лабораторной работы 3-1 + 0.031 * защита лабораторной работы 3-2 + 0.031 * защита лабораторной работы 3-3 + 0.032 * защита лабораторной работы 3-4 + 0.031 * лабораторная работа 3-1 + 0.031 * лабораторная работа 3-2 + 0.031 * лабораторная работа 3-3 + 0.032 * лабораторная работа 3-4 + 0.5 * экзамен 3
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • - Батоврин В.К., Бессонов А.С., Мошкин В.В. — LabVIEW: практикум по основам измерительных технологий - Издательство "ДМК Пресс" - 2009 - ISBN: 978-5-94074-498-6 - Текст электронный // ЭБС Лань - URL: https://e.lanbook.com/book/1096
  • - Иванов И.А., Урушев С.В., Кононов Д.П. — Метрология, стандартизация и сертификация: учебник - Издательство "Лань" - 2019 - ISBN: 978-5-8114-3309-4 - Текст электронный // ЭБС Лань - URL: https://e.lanbook.com/book/113911
  • Основы микроэлектроники : учеб. пособие, Степаненко И. П., 2003
  • Электроника интегральных схем : лабораторные работы и упражнения, Петросянц, К. О., 2017
  • Электротехника и основы электроники : учеб.пособие, Белов Н. В., Волков Ю. С., 2012
  • Электротехника и электроника : учебник для вузов, Новожилов О. П., 2008

Рекомендуемая дополнительная литература

  • - Трэвис Дж., Кринг Дж. — LabVIEW для всех - Издательство "ДМК Пресс" - 2011 - ISBN: 978-5-94074-674-4 - Текст электронный // ЭБС Лань - URL: https://e.lanbook.com/book/1100