close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

код для вставкиСкачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Ивановский государственный химико-технологический университет»
Факультет неорганической химии и технологии
Кафедра технологии приборов и материалов электронной техники
Утверждаю: проректор по УР
_______________ В.В. Рыбкин
«
Рабочая учебная программа дисциплины
Общая теория измерений
Направление подготовки
221700 Стандартизация и метрология
Квалификация (степень)
Бакалавр
Форма обучения
очная
Иваново, 2010
»
20 г.
1. Цели
освоения дисциплины
освоение фундаментальных основ теории измерений,
формирования у студента системы знаний об основных условиях достижения достоверных и
точных результатов измерений объектов макро- и микро-мира, методах теории подобия и
размерностей, приобретение навыков в использовании средств измерений, развитие
системного подхода к решению измерительных задач, подготовка к освоению
прикладных дисциплин, посвященных методам и средствам измерений. Это одна из
основных теоретических дисциплин профиля, освоение которой позволит участвовать в
разработке метрологического обеспечения, проведения метрологического контроля, надзора,
нацеленные на поддержание единства измерений.
Целями освоения дисциплины являются
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина относится к дисциплинам по выбору вариативной части естественнонаучных дисциплин профиля, базируется на результатах изучения дисциплин естественнонаучного цикла, в том числе математики, физики, химических дисциплин, информатики. Для
успешного усвоения дисциплины студент должен
знать: - основные понятия и методы математического анализа, линейной алгебры,
дискретной математики, теории дифференциальных уравнений и элементов теории
уравнений математической физики, теории вероятностей и математической статистики,
математических методов решения профессиональных задач;
- технические и программные средства реализации информационных технологий, основы
работы в локальных и глобальных сетях, типовые численные методы решения
математических задач и алгоритмы их реализации, один из языков программирования
высокого уровня;
- основные законы физики; законы Ньютона и законы сохранения, элементы общей
теории относительности, элементы механики жидкостей, законы термодинамики,
статистические распределения, законы электростатики и электродинамики, природу
магнитного поля и поведение веществ в магнитном поле, законы электромагнитной
индукции, волновые процессы, геометрическую и волновую оптику, основы
квантовой механики, строение многоэлектронных атомов,
строение
ядра,
классификацию элементарных частиц;
- электронное строение атомов и молекул, основы теории химической связи в
соединениях разных типов, строение вещества в конденсированном состоянии,
основные закономерности протекания химических процессов и характеристики
равновесного состояния, химические свойства элементов различных групп
периодической системы и их важнейших соединений;
- решать типовые задачи связанные с основными разделами физики и химии, использовать
основные физические и химические законы при анализе и решении проблем измерительных
задач, использовать основные химические законы, термодинамические справочные данные и
количественные соотношения неорганической химии для решения профессиональных задач;
уметь: - проводить анализ функций, решать основные задачи теории вероятности и
математической статистики, решать уравнения и системы дифференциальных уравнений
применительно к реальным процессам, применять математические методы при решении
типовых профессиональных задач;
- работать в качестве пользователя персонального компьютера, использовать внешние
носители информации для обмена данными между машинами, создавать резервные копии и
архивы данных и программ, использовать численные методы для решения математических
задач, использовать языки и системы программирования для решения профессиональных
задач, работать с программными средствами общего назначения;
- использовать основные химические законы,
термодинамические
справочные
данные и количественные соотношения неорганической химии для решения
профессиональных задач;
владеть:
- методами построения математической модели типовых профессиональных задач и
содержательной интерпретации полученных результатов;
- методами поиска и обмена информацией в глобальных и локальных компьютерных сетях,
техническими и программными средствами защиты информации при работе с
компьютерными системами;
- методами проведения физических измерений, методами корректной оценки погрешностей
при проведении физического эксперимента
- теоретическими методами описания свойств простых и сложных веществ на основе
электронного строения их атомов и положения в Периодической системе химических
элементов, экспериментальными методами определения физико-химических неорганических
соединений;
Освоение данной дисциплины как предшествующей необходимо при изучении
следующих дисциплин:
- Метрология;
- Методы и средства измерений и контроля.
-
-
-
-
-
-
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
способен применять знание процессов и явлений, происходящих в живой и неживой
природе, понимание возможности современных научных методов познания природы и
владение ими на уровне, необходимом для решения задач, имеющих естественнонаучное
содержание и возникающих при выполнении профессиональных функций (ОК-12);
способность применять математический аппарат, необходимый для осуществления
профессиональной деятельности (ОК-15);
- способность использовать навыки работы с информацией из различных источников для
решения профессиональных и социальных задач (ОК- 19);
выполнять работы по метрологическому обеспечению и техническому контролю;
использовать современные методы измерений, контроля, испытаний и управления
качеством (ПК-3);
определять номенклатуру измеряемых и контролируемых параметров продукции и
технологических процессов, устанавливать оптимальные нормы точности измерений и
достоверности контроля, выбирать средства измерений и контроля; разрабатывать
локальные поверочные схемы и проводить поверку, калибровку, юстировку и ремонт
средств измерений (ПК-4);
принимать участие в моделировании процессов и средств измерений, испытаний и
контроля с использованием стандартных пакетов и средств автоматизированного
проектирования (ПК-19);
производить сбор и анализ исходных информационных данных для проектирования
средств измерения, контроля и испытаний (ПК-22);
принимать участие в работах по расчету и проектированию деталей и узлов
разрабатываемых средств измерений, испытаний и контроля в соответствии с
техническими заданиями и использованием стандартных средств автоматизации
проектирования (ПК-23);
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
знать:-систему
воспроизведения единиц физических величин и передачи размера
средствам измерений;
способы оценки точности (неопределенности) измерений
и
испытаний и достоверности контроля; содержание системы обеспечения достоверности
измерений; методы и средства поверки, калибровки и юстировки средств измерений,
методики выполнения измерений; методы и средства контроля физических параметров,
определяющих качество продукции; принципы нормирования точности и достоверности
измерений;
уметь: -применять вероятно-статистический подход к оценке точности измерений; уметь
строить математические модели объектов измерений; оценивать погрешности функций
приближенных значений параметров; осуществлять суммирование составляющих
погрешностей как детерминированных, так и случайных;
-определять номенклатуру измеряемых и контролируемых параметров продукции и
технологических процессов; устанавливать нормы точности измерений и
достоверности контроля и выбирать средства измерений, испытаний и контроля;
владеть: -навыками обработки экспериментальных данных и оценки точности
(неопределенности) измерений, испытаний и достоверности контроля; -навыками работы на
сложном контрольно-измерительном оборудовании; - навыками построения математической
модели типовых профессиональных задач и содержательной интерпретации полученных
результатов; - методами проведения физических измерений, методами корректной оценки
погрешностей при проведении физического эксперимента
4. Структура дисциплины Физические основы электронной техники
Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 216 часов.
Всего
Вид учебной работы
Семестры
часов
2
3
4
Аудиторные занятия (всего)
68
68
Лекции
34
34
Семинары (С)
34
34
Лабораторные работы (ЛР)
-
-
Самостоятельная работа (всего)
148
148
Курсовой проект (работа)
-
-
Расчетно-графические работы
34
34
Реферат
20
20
Подготовка к текущим занятиям и оформление
68
68
26
26
В том числе:
В том числе:
отчетов по практическим работам
Подготовка к экзамену
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
Общая трудоемкость
зач. ед.
час
э
216
216
6
6
5
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
Первый учебный модуль: Введение. Цель и задача курса. Общая теория измерения составная
часть метрологии. Измерение как инструмент процесса познания. Принципы создания
образов реальных физических объектов. Основные положения теории измерений. Условия
однозначного отображения состояний реальных систем. Цели измерения. Методы измерения.
Прямые, косвенные, совокупные методы измерения. Основное уравнение измерения. Шкалы
измерений. Физические шкалы. Формула размерности. Системы единиц физических величин.
Международная система единиц, основные единицы. Многомерные шкалы. Установление
единиц измерения.
Второй учебный модуль: Моделирование источников погрешностей. Неоднозначность образов
действительности. Образы состояния. Измерительная функция. Оператор отображения.
Неопределенность образов. Меры неоднозначности образов. Стационарные и
нестационарные источники погрешностей. Обобщенная модель погрешностей. Погрешности
измерения, источники ее появления. Методические, инструментальные, случайные
погрешности измерения. Определение и классификация измерений. Классификация
погрешностей результатов измерений. Выявление и компенсация
систематических
погрешностей. Оценка случайных погрешностей. Оценка числовых характеристик
случайных
погрешностей.
Функции
распределения
случайных
погрешностей.
Аппроксимация случайных погрешностей известными законами. Построение эмпирических
распределений случайных погрешностей. Оценка параметров распределений случайных
погрешностей. Виды оценок параметров распределения случайных погрешностей. Методы
выявление и устранение грубых погрешностей. Погрешности косвенных измерений.
Обработка результатов многократных измерений постоянных величин. Обработка прямых
равноточных измерений.
Обработка косвенных равноточных измерений. Обработка
неравноточных измерений. Обработка результатов совместных и совокупных измерений.
Методы определения детерминированных зависимостей между измеряемыми величинами.
Определение статистических зависимостей между измеряемыми величинами. Методы
обработки результатов совокупных измерений. Обработка результатов динамических
измерений. Обработка реализаций детерминированных процессов. Спектральный анализ
результатов временных измерений. Обработка реализаций случайных процессов. Оценка
математического ожидания, дисперсии, функции распределения, корреляционной функции
случайного процесса. Коррекция результатов динамических измерений. Оценка
динамических характеристик средств измерений.
Третий учебный модуль: Процедура измерения. Результат измерения. Уравнения измерения
основных методов измерения. Градуировка измерительных систем непосредственным методом.
Процедура косвенной градуировки. Проверка и юстировка измерительных систем.
Измерение постоянных величин. Одноразовое измерение, многократное измерение.
Стабильность измеряемых величин. Измерение нестационарных величин.
Построение
структурной схемы СИ, удовлетворяющей заданным критериям (показателям). Показатели
СИ. Группы показателей СИ: функциональные, технико-экономические, эргономические.
Оптимизация динамических характеристик СИ. Построение структурной схемы СИ. Анализ
точности измерений СИ (средствами измерений). Построение модели СИ. Типовые модели
СИ. Линейные с одним входом и одним выходом. Последовательное соединение элементов.
Параллельное соединение элементов. Линейная с одним входом и многими выходами.
Линейная с многими входами и одним выходом. Циклическая с одним входом и одним
выходом. Методы повышения точности СИ Статистические методы оценки надежности СИ.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
п/п
Наименование обеспечиваемых
(последующих) дисциплин
№ разделов данной дисциплины, необходимых
для изучения последующих дисциплин
1
2
3
1.
Метрология;
+
+
+
2.
Методы и средства измерений и
контроля.
-
+
+
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
6
6
-
-
28
2.
Методы измерений
Погрешности измерений
Всего
час.
40
14
14
-
-
70
98
3
Средства измерений
14
14
-
70
98
№
п/п
1.
Наименование раздела
дисциплины
Лекции.
Практ.
зан.
Лаб.
зан.
Семин
СРС
6.Лабораторный практикум
Лабораторные занятия по данной дисциплине не планируются
7.Практические занятия (семинары)
Основные темы практических занятий
Анализ шкал на предмет использования соотношение состояний. Построение модели
процесса измерения физических величин при явном виде воспроизведения единицы
измеряемой величины. Построение модели процесса измерения физических величин при
неявном виде операции сравнения. Построение модели процесса измерения физической
величины при косвенном воспроизведении единицы измеряемой величины. Анализ
размерностей процесса измерения при неявном виде воспроизведения единицы величины.
Передача единицы величины от эталона к рабочему средству измерений. Примеры
построения поверочных схем. Модели скалярных и векторных детерминированных
физических величин. Возможные ошибки модели. Модели случайных величин. Методы
оценивания числовых и интегральных характеристик. Оценивание погрешностей функций
приближенных значений параметров (аргументов) методам частных производных.
Оценивание погрешностей простейших математических операций через погрешности
элементарных (арифметических) действий. Суммирование составляющих погрешности.
Композиция законов распределения.
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Курсовые проекты или работы данной дисциплине не планируются
9. Образовательные технологии и методические рекомендации по организации
изучения дисциплины
Чтение лекций
Лекции читаются для одной группы студентов (20 – 25 чел.)
непосредственно в аудитории. Усвоение материала основной массой студентов проводится
путем тестирования по отдельным модулям дисциплины. При изучении некоторых разделов,
целесообразно использовать диалоговую форму ведения лекций с использованием
элементов практических занятий, постановкой и решением проблемных задач и т.д. В рамках
лекционных занятий можно заслушать и обсудить подготовленные студентами презентации
рефератов.
При проведении практических (семинаров) занятий необходимо создать условия для
максимально самостоятельного выполнения практических расчетных заданий. Поэтому при
проведении практических занятий преподавателю рекомендуется:
Провести опрос (устно или в тестовой форме) по теоретическому материалу,
необходимому для выполнения практической работы (с оценкой). Обсудить порядок
выполнения расчетных заданий практического занятия. Оценить работу студента при
выполнении практического задания и полученные результаты расчетов (оценка).
10.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение
самостоятельной работы студентов
Всего по текущей работе студент может набрать 50 баллов, в том числе:
- контрольные работы по каждому модулю – всего 24 баллов;
- практические занятия - 20 балла;
- домашнее задание или реферат – 6 баллов.
Зачет проставляется автоматически, если студент набрал по текущей работе не менее 26
баллов. Минимальное количество баллов по каждому из видов текущей работы составляет
половину от максимального.
Итоговый экзамен по дисциплине проводится в две ступени:
- тестовый экзамен (30 закрытых задания, каждое задание оценивается в 1 балл), на
котором студент должен набрать не менее 26 баллов – оценка «удовлетворительно»;
- письменный экзамен. Студент на письменном экзамене может набрать до 20 баллов.
Результат экзамена (максимум 50 баллов) определяется как сумма тестовой и письменной
частей.
11. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
1. ГОСТ Р 8.000-2000 ГСИ. Основные положения.
2. ГОСТ 8.417-2002 ГСИ. Единицы величин.
3. ГОСТ Р ИСО 5725-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и
результатов. Части 1-6.
4. РМГ 29-99 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения.
5. ISO 10012:2003 Системы менеджмента измерений. Требования к измерительным
процессам и измерительному оборудованию.
6.Пиотровский Я, Теория измерений для инженеров. - М.: Мир, - 1989. - 335 с.
7.Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. -2-е изд., перераб.
и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1991. - 304 с.
8.Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология: Учебное пособие для вузов. - М.:
Логос, 2000. - 408 с.
9.Анциферов С.С., Голубь Б.И. Общая теория измерений: Учебное пособие. – М.: Горячая
линия – Телеком, 2007. -176 с.
12. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
-
Лекции по дисциплине проводятся в аудитории, оснащенной видеопроектором.
Практические занятия проводятся в дисплейном классе кафедры (10 ПЭВМ типа
Pentium).
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и
ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки .
Автор ________________________
(Тростин А.Н.)
Заведующий кафедрой___________ (Гриневич В.И.)
Рецензент (ы) __________________
(подпись, ФИО)
Программа одобрена на заседании научно-методического совета факультета неорганической
химии и технологии ИГХТУ от «_____» ________ 201__ года, протокол № ____.
Председатель НМС
_______________ (ФИО)
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа