Физические основы измерительных преобразователей
Beschreibung: Рассматривают классификацию измерительных преобразователей, физические эффекты, лежащие в основе источников физических полей, в основе взаимодействия физического поля со средой, характеристики материалов и объектов в физическом поле, характеристик материалов и изделий в электрический сигнал, конструкции и схемы включения измерительных преобразователей, области применения измерительных преобразователей. Расчетным путем находить результаты элементарных измерительных преобразований, экспериментально исследовать отдельные измерительные преобразования.
Betrag der Credits: 5
Arbeitsintensität der Disziplin:
| Unterrichtsarten | Uhr |
|---|---|
| Vorträge | 15 |
| Praktische Arbeiten | 30 |
| Laborarbeiten | |
| AASAL (Autonomes Arbeiten der Schüler unter Anleitung des Lehrers) | 30 |
| SE (Studentisches Eigenarbeiten) | 75 |
| Endkontrollformular | экзамен |
| Form der Endkontrolle |
Komponente: Компонент по выбору
Zyklus: Профилирующие дисциплины
Цель
- Целью изучения дисциплины является подготовка квалифицированных специалистов, владеющих теоретическими основами измерений и умеющих применять современные методы и средства измерений.
Задача
- Изучение ставит задачу углубить знания закономерностей важнейших физических явлений и эффектов: тепловых, акустических, электрических, магнитных, оптических и др., лежащих в основе создания и принципов дей-ствия измерительных приборов.
Результат обучения: знание и понимание
- Знание основных законов физики, методы математического анализа и моделирования процесса измерений.
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- Владение методами решения задач адаптации к изменениям условий измерений, организации их безотказной работы.
Результат обучения: формирование суждений
- Умение проводить предварительное технико-экономическое обоснование проектных метрологических решений.
Результат обучения: коммуникативные способности
- Способность осваивать вводимое новое оборудование, проверять техническое состояние и остаточный ресурс действующего оборудования систем автоматизации,производственных участках предприятия.
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- Способность осваивать вводимое новое оборудование, проверять техническое состояние и остаточный ресурс действующего оборудования систем автоматизации, работы на производственных участках предприятия.
Lehrmethoden
При проведении учебных занятий предусматривается использование следующих образовательных технологий: - интерактивная лекция (применение следующих активных форм обучения: ведомая (управляемая) дискуссия или беседа; модерация; демонстрация слайдов или учебных фильмов; мозговой штурм; мотивационная речь); - построение сценариев развития различных ситуаций на основе заданных условий; - информационно-коммуникационная (например, занятия в компьютерном классе с использованием профессиональных пакетов прикладных программ); - поисково-исследовательская (самостоятельная исследовательская деятельность студентов в процессе обучения); - решение учебных задач.
Темы лекционных занятий
- Тема 1. Понятие измерительного преобразования. Физические явления, составляющие принцип измерения. Методы измерения физических величин. Классификация измерительных преобразователей.
- Тема 2. Характеристики измерительных преобразователей (ИП). Общие требования к ИП. Структурные схемы ИП: прямого преобразования, дифференциальные, компенсационные.
- Тема 3. Терморезистивный эффект: зависимость активного сопротивления проводниковых, полупроводниковых материалов, электролитов. Номинальные статических характеристики термометров сопротивления, их обозначения.
- Тема 4. Термоэлектрический эффект Зеебека. Материалы термоэлектродов термопар. Номинальные статические характеристики термопар, их обозначения, компенсационные провода.
- Тема 5. Тензорезистивный эффект в проводниках и полупроводниках. Характеристики тензоэффекта, материалы тензодатчиков.
- Тема 6. Пьезоэффект, его свойства. Материалы, обладающие пьезоэлектрическими свойствами: естественные кристаллы и пьезокерамика. Пьезоэлектрические датчики для измерения различных физических величин.
- Тема 7. Фотоэлектрический эффект. Вольт-амперные характеристики фоторезисторов, фотодиодов, фототранзисторов. Фотодатчики для измерения физических величин.
- Тема 8. Ионизационные преобразователи. Источники и приёмники ионизирующего излучения. Сцинтилляторы. Применение ионизирующего излучения в измерения.
- Тема 9. Емкостные измерительные преобразователи. Зависимость электрической ёмкости от измеряемых величин. Емкостные датчики.
- Тема 10. Электромагнитные физические законы, применяемые в измерительной технике. Индуктивные, взаимоиндуктиные преобразователи.
- Тема 11. Физический закон электромагнитной индукции, его применение в измерительной технике. Индукционные датчики.
- Тема 12. Эффект Холла. Измерительные датчики Холла.
- Тема 13. Законы электрохимии, их применение для измерения концентрации, состава и других свойств вещества.
- Тема 14. Механические измерительные преобразователи: сильфоны, мембраны. Их механические характеристики.
Основная литература
- 1. Гольштейн А.Е. Физические основы измерительных преобразований. Учебное пособие. - Томск: Томский политехнических университет, 2008. 2. Чистофорова Н.В., Колмогоров А.Г. Технические измерения и приборы. Учебное пособие. - Ангарск: Ангарская государственная техническая академия, 2008.
Дополнительная литература
- 3. Фарзане Н.Г. и др. Технологические измерения и приборы. –М.: Высшая школа, 1999. 4. Туричин А.М. и др. Электрические измерения неэлектрических величин. –Л.: Энергия,2005.
