Рабочая программа дисциплины

______Технические измерения и приборы_____

 

 

Направление подготовки 220700 Автоматизация технологических процессов и производств

Профиль подготовки 220701 – Автоматизация технологических процессов и производств

 

Квалификация (степень) выпускника ___«бакалавр»______________________

Форма обучения ___________очная______________________________________

 

Семестр	Трудоем-кость зач.ед, час	Кол-во по ГОС, час	Лек- ций, час	Практич. занятий, час.	Лаборат. работ, час	Контр. работа	Всего аудит. занятий, час	Самост. работа, час	Форма промежуточного контроля (экз./зачет)
						контр./раб.			экзамен
Итого						контр./раб.			экзамен

 

Владимир 2010 г.

 

1. Цели освоения дисциплины

 

Учебная дисциплина «Технические измерения и приборы» - обязательная дисциплина федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств» (квалификация (степень) «бакалавр»).

Основной целью образования по дисциплине «Технические измерения и приборы» является формирование профессиональной культуры проведения измерений различных физических величин, систематизированных знаний о средствах построения измерительных преобразователей (ИП) и их метрологических характеристиках, под которой понимается готовность и способность личности использовать в профессиональной деятельности приобретенную совокупность знаний, умений и навыков для обеспечения эффективного контроля параметров технологических процессов (ТП) и выполнения на современном уровне научных исследований.

Основными обобщенными задачами дисциплины (компетенциями) являются:

Профессиональные компетенции:

• способность проводить эксперименты по заданным методикам с обработкой и анализом их результатов, составлять описания выполненных исследований и подготавливать данные для разработки научных обзоров и публикаций (ПК – 42);

• способность составлять научные отчеты по выполненному заданию и участвовать во внедрении результатов исследований и разработок в области автоматизации технологических процессов и производств, автоматизированного управления жизненным циклом продукции и ее качеством (ПК – 43);

• способность выбирать методы и средства измерения эксплуатационных характеристик оборудования, средств и систем автоматизации, контроля, диагностики, испытаний и управления, настройки и обслуживания: системного, инструментального и прикладного программного обеспечения данных средств и систем (ПК – 49).

Дополнительными обобщенными задачами дисциплины (компетенциями) являются:

1. Общекультурные компетенции:

• приобретение обучающимися способностей к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения, овладение культурой мышления (ОК – 1);

• приобретение обучающимися способностей к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК – 6).

 

 

2. Профессиональные компетенции:

• способность изучать и анализировать необходимую информацию, технические данные, показатели и результаты работы, обобщать их и систематизировать, проводить необходимые расчеты с использованием современных технических средств и программного обеспечения

(ПК – 38);

• способность участвовать в постановке и модернизации отдельных лабораторных работ и практикумов по дисциплинам профилей направления (ПК – 45);

• способность участвовать в организации приемки и освоения вводимых в эксплуатацию оборудования, технических средств и систем автоматизации, контроля, диагностики, испытаний и управления (ПК – 51).

Задачи дисциплины:

• освоение принципов действия, характеристик и областей применения различных измерительных преобразователей (ИП), входящих в состав измерительных информационных систем;

• формирование умений выбирать тип ИП, выполнить его расчетное обоснование и принципиальную схему реализации.

 

1. Место дисциплины в структуре ООП ВПО

Дисциплина «Технические измерения и приборы» относится к профессиональному циклу, вариативной чисти ООП ВПО.

Данная дисциплина по своему содержанию создает основу для применения ранее приобретенных знаний в решении практических вопросов, связанных с выбором средств измерений и проведении самих технических измерений в процессах диагностики и контроля параметров технологических процессов.

Дисциплина «Технические измерения и приборы» помогает осуществить сбор и обработку информации о процессе и состоянии оборудования, выполнить оценку состояния системы как единого объекта управления, достижение заданных целей управления с применением соответствующих технических, электрических, программно-аппаратных и других средств. Необходимость изучения общих вопросов, касающихся технических измерений, диктуется тем, что технические измерения являются неотъемлемой частью технологических процессов.

Технические измерения представляют собой основу при реализации информационно-управляющих систем в промышленной и непромышленной сферах производства, а также при реализации технического обеспечения автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП).

Изучение дисциплины "Технические измерения и приборы" базируется на теоретическом и практическом материале, содержащемся в курсах: "Теоретические основы электротехники", "Электроника", "Теория управления, "Высшая математика", "Физика, "Метрология и стандартизация", "Прикладная механика" и др.

Знание дисциплин гуманитарного, социального и экономического цикла важно для студентов с точки зрения адаптации их в процессе трудовой деятельности к условиям конкурентной среды и осознания особенностей инженерного образования и необходимости непрерывного образования.

Материал данной дисциплины используется при изучении курсов "Автоматизация технологических процессов", "Технические средства автоматизации", а также при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Логическая взаимосвязь предшествующих дисциплин с дисциплиной «Технические измерения и приборы» может быть построена на мотивации обучающегося к овладению приемами и средствами самостоятельного исследования характеристик и свойств объектов автоматизации. Для этого необходим фундамент дисциплин естественнонаучного цикла, базовые общепрофессиональные дисциплины и специальные, профильные дисциплины.

Освоение дисциплины «Технические измерения и приборы» по учебному плану направления 220700 предшествует изучению таких дисциплин как Автоматизация технологических процессов, Технические средства автоматизации, Интегрированные и распределенные системы управления, Проектирование систем управления, Автоматизированная диагностика и др. В объеме ВКР удельный вес дисциплины «Автоматизация технологических процессов» составляет не менее 10%.

 

1. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля)

В результате освоения дисциплины «Технические измерения и приборы» обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

1) Знать:

• роль и значение измерительной техники, основные направления работ по дальнейшему ее совершенствованию (ОК – 1, ОК – 6);

• основные понятия и определения: свойства и разновидности ИП, назначение состав, классификация; методы и схемы построения измерительных преобразователей; первичные преобразователи (ПК – 38, ПК – 42);

• метрологические характеристики ИП: погрешности измерений; выходные характеристики датчиков; быстродействие датчиков (ПК – 38, ПК – 42, ПК – 45);

• схемы формирования сигналов пассивных датчиков: основные типы схем, параметры схем формирования сигналов, характеристики выходного сигнала измерительной схемы (ПК – 45, ПК – 49, ПК – 51);

• устройства обработки измерительного сигнала: согласование датчиков с измерительной схемой, преобразование измерительного сигнала, выделение полезной составляющей измерительного сигнала (ПК – 43, ПК – 45, ПК – 49, ПК – 51).

2) Уметь:

• уметь по заданным условиям выбрать тип ИП, выполнить его расчетное обоснование и принципиальную схему реализации (ПК – 38, ПК – 49);

• определять метрологические характеристики, компенсировать погрешности измерений и выполнять тарировку ИП (ПК – 38, ПК – 42, ПК – 45);

• производить расчет и наладку схем формирования сигналов пассивных датчиков

(ПК – 42, ПК – 45, ПК – 49);

• выбирать устройства обработки измерительного сигнала в зависимости от требований, предъявляемых к виду их представления и обработки (ПК – 49, ПК – 51);

•производить монтаж, диагностику и ремонт схем ИП и устройств обработки измерительного сигнала (ПК – 45, ПК – 49, ПК – 51).

3) Владеть:

• навыками выбора оборудования для реализации технических измерений (ПК -38, ПК – 49);

• навыками проектирования типовых ИП (ПК – 49);

• навыками анализа измерительной техники и технических измерений как составных частей объектов АСУ ТП (ОК – 6, ПК -38, ПК – 42, ПК – 43, ПК – 49);

•навыками работы с программной системой для математического анализа и построения ИП (ОК – 6, ПК -38, ПК – 49).

4. Структура и содержание дисциплины (модуля) «Технические измерения и приборы»

 

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единицы, 180 часов.

 

№ п/п	Раздел дисциплины	с е м е с т р	Не- де- ля   се- ме ст ра	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)	Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
Лек ции	Лаб раб	Пра кт. зан.	Са мо ст. раб
	Модуль 1 Основные понятия и определения в сфере технических измерений и приборов. Метрологические характеристики измерительных преобразователей		1-6
1.	Введение. Государственная система приборов и средств автоматизации (ГСП)		-	-
2.	Свойства и разновидности измерительных преобразователей (классификация датчиков)
3.	Методы построения измерительных преобразователей.
4.	Первичные преобразователи	0,5
5.	Погрешности измерений
6.	Выходная характеристика датчиков	0,5
7.	Быстродействие датчиков	-	-			Рейтинг-контроль №1
	Лабораторные работы Лабораторная работа №1 Изучение приборов для измерения давления (преобразователь давления ПД-1К) – 4 часа. Оборудование: лабораторный стенд для измерения давления на основе ПД-1К и цифрового прибора ПКЦ-1104. Лабораторная работа №2 Изучение приборов для измерения уровня – 4 часа Оборудование: лабораторный стенд на основе прибора контроля ПКЦ-1101 и уровнемер УГЦ-1. Лабораторная работа №3 Поверка волоконно-оптического мутномера типа АОМ-202 – 1 часа. Оборудование: исследовательский технологический комплекс. Лабораторная работа №4 Изучение принципа действия и устройства хроматографа – 1 часа. Оборудование: исследовательский технологический комплекс. Практические занятия Занятие №1 Современные измерительные преобразователи – 1 час. Занятие №2 Амплитудно-частотные характеристики датчиков и их определение – 1 час. Занятие №3 Определение быстродействия датчиков – 4 часа.
	Модуль 2 Схемы формирования сигналов пассивных датчиков		7-12
8.	Потенциометрические схемы
9.	Мостовые схемы
10.	Генераторные схемы
11.	Характеристики выходного сигнала измерительной схемы		-			Рейтинг-контроль № 2
	Лабораторные работы Лабораторная работа №5 Изучение приборов для измерения температуры. Электронный потенциометр – 4 часа. Оборудование: лабораторный стенд на основе термопары ДТПL011-0,5/1,5. Лабораторная работа №6 Изучение приборов для измерения температуры. Термометры сопротивления. Электронный автоматический мост – 4 часа. Оборудование: лабораторный стенд на основе прибора контроля цифрового ПКЦ-1101, термопары ИТ-1К.4А и мультиметра АМ-1095. Лабораторная работа №7 Изучение генераторов импульсов – 4 часа. Оборудование: лабораторный стенд на основе транзисторов и источник питания импульсный с цифровой индикацией АТН-1161.   Практические занятия Занятие №4 Расчет потенциометрических схем – 2 часа. Занятие №5 Расчет электронного автоматического моста – 2 часа. Занятие №6 Расчет генераторных схем на транзисторах – 1 час. Занятие №7 Определение характеристик сигнала мостовых схем – 2 часа.
	Модуль 3 Устройства обработки измерительного сигнала		13-17
12.	Согласование датчиков с измерительной схемой	0,5	-
13.	Преобразование измерительного сигнала (усилители и схемы на их основе)
14.	Выделение полезной составляющей измерительного сигнала (детектирование)	0,5				Рейтинг-контроль № 3
	Лабораторные работы Лабораторная работа №8 Изучение операционного усилителя и схем на его основе – 6 часов. Оборудование: лабораторный стенд на операционном усилителе. Лабораторная работа №9 Изучение выходных сигналов первичных преобразователей на базе генератора и осциллографа (АСК-4106) – 6 часов. Оборудование: лабораторный стенд на основе комбинированного прибора АСК-4106. Практические занятия Занятие №8 Выбор измерительных схем для определения давления – 1 час. Занятие №9 Типы интегральных операционных усилителей – 2 часа. Занятие №10 Алгоритм детектирования – 1 час.