Аннотации программ всех учебных дисциплин учебного плана подготовки инженеров и магистров




НазваниеАннотации программ всех учебных дисциплин учебного плана подготовки инженеров и магистров
страница6/6
Дата конвертации01.09.2013
Размер0.64 Mb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6

33. Интерфейсы измерительных устройств.


Лекции (34 час.) - 9 семестр.

Лабораторные занятия (17 час.) - 9 семестр.


Общая характеристика и виды интерфейсов, особенности интерфейсов измерительных устройств. Линия связи (ЛС) как элемент структуры интерфейса. Электрические, динамические и энергетические параметры ЛС. Конструкции ЛС. Механизм возникновения помех в ЛС и методы борьбы с ними.

Организация, функционирование и характеристики стандартных интерфейсов. Приборный интерфейс (IEEE-488): общая характеристика, структура магистрали и назначение основных сигналов; методы увеличения протяженности магистрали и числа подключаемых устройств; конфигурация систем на базе приборного интерфейса. Примеры средств измерений с приборным интерфейсом: цифровые мультиметры, генераторы.

Контроллеры приборного интерфейса: аппаратная и программная реализация основных элементов. Структура программного обеспечения систем с приборныи интерфейсом: программные драйверы, модули, пользовательские программы. Организация процессов измерений и регистрации сигналов в системах с приборным интерфейсом.

Общая характеристика и виды последовательных интерфейсов (RS-232, RS-422, RS-485, “токовая петля”). Принцип действия последовательных интерфейсов, временные диаграммы приема-передачи данных. Требования к точности и стабильности частоты синхронизации передатчика и приемников. Декодирование потоков данных и обнаружение ошибок. Электрические и механические требования стандарта RS-232.

Аппаратные средства реализации функций последовательного интерфейса. Универсальные асинхронные приемники-передатчики. Взаимосвязь скорости передачи данных и длины линии связи. Функционирование системы с двухпроводной линией связи. Гальваническое разделение цепей передачи и приема данных.

Структура и алгоритмы функционирования измерительных систем с последовательным интерфейсом. Распределенные измерительно-вычислительные системы. Электрические и конструктивные требования стандартов RS-422A, RS-423A и RS-485А; сравнительные характеристики, достоинства и недостатки.

Интерфейсы измерительных систем с шиной VXI (VME): назначение основных сигналов, электрические и конструктивные требования стандарта; структура систем, требования к программному обеспечению.

Организация, функционирование и характеристики внутриприборных интерфейсов. Интерфейсы систем сбора данных, встроенных в ПЭВМ типа IBM PC: структура, временные диаграммы, способы подключения устройств к шине компьютера, использование режима прямого доступа в память компьютера. Структура и алгоритмы программ управления работой устройств с использованием шины компьютера.


34. Регистрация, анализ и синтез измерительных сигналов.


Лекции (51 час) - 9, 10 семестры.

Практические занятия (17 час.) - 9 семестр.

Лабораторные занятия (34 час.) - 10 семестр.


Введение. Методы регистрации: с нанесением слоя вещества; снятием слоя вещества; измерением состояния вещества (термочувствительный, фотографический). Регистрация сигналов на магнитной ленте и магнитных дисках. Стриммеры, винчестеры. Основные характеристики магнитных накопителей.

Статические и динамические характеристики регистрирующих средств измерений (РСИ). Методы описания динамических свойств РСИ: с помощью дифференциальных уравнений, переходных функций, частотных характеристик и передаточных функций.

Аналоговые РСИ. Регистрирующие приборы (РП) прямого действия (РППД); динамические характеристики РППД и их коррекция. Светолучевые осциллографы: конструкция, принцип действия; устройство и основные характеристики осциллографических гальванометров (ОГ), схемы включения ОГ для измерения токов и напряжений. РП сравнения; автоматические мосты; двухкоординатные РП. Магнитографы: принцип действия, основные характеристики, область применения.

Цифроаналоговые компенсационные регистрирующие приборы. Цифроаналоговый преобразователь цифровой информации в графическую. Организация взаимодействия микро-ЭВМ и двухкоординатного регистрирующего устройства. Варианты оптимизации динамической точности и времени записи на носитель.

Цифровые РП. Цифровые осциллографы (ЦО): принцип действия, структура, основные узлы. Аналого-цифровое преобразование в ЦО: методы построения АЦП, структура и особенности преобразователей. Система памяти, отображающие устройства ЦО. Дисплеи на основе газоразрядной индикаторной панели с самосканированием. Жидкокристаллические матричные дисплеи.

Режимы работы ЦО: цифровой запуск, гистерезис запуска, двунаправленный запуск, программируемая блокировка запуска, запуск по заданному состоянию уровней, предзапуск и послезапуск. Режимы обработки массивов данных в ЦО: нахождение огибающей, сигментирование памяти, режим бегущего изображения. Особенности применения ЦО: эффект ложного изображения, способы восстановления входного сигнала на дисплее ЦО.

Системы регистрации сигналов на базе персонального компьютера.

Анализаторы сигналов. Основные процедуры анализа сигналов во временной области. Анализ сигналов в частотной области: характеристики спектров сигналов, методы измерения спектра. Аналоговые анализаторы спектра параллельного и последовательного типов. Вычислительные анализаторы спектра. Быстрое преобразование Фурье (БПФ). Структура анализатора на основе БПФ.

Синтез измерительных сигналов. Аналоговые измерительные генераторы сигналов. Цифроаналоговые синтезаторы сигналов: обобщенная структура, методы построения, характеристики; конструкция и принцип действия основных узлов.


35. Расчет и применение аналоговых интегральных схем.


Лекции (34 час.) - 9 семестр.

Практические занятия (17 час.) - 9 семестр.


Общие сведения об аналоговых интегральных схемах (АИС) с позиций метрологии. Аналоговые ключи, операционные усилители, компараторы напряжения, дифференциальные усилители, аналоговые запоминающие устройства, аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи, стабилизаторы напряжения. Идеальная (номинальная) характеристика. Погрешности по входу и по выходу. Пораметры АИС, учитывающие взаимодействие с внешней схемой. Погрешности АИС в функции влияющих величин. Система к-параметров. Анализ АИС при нелинейных функциях влияния.

Особенности моделирования АИС. Модели биполярных и полевых транзисторов, пригодные для анализа по постоянному току, по переменному току на низких и высоких частотах, в широком диапазоне входных сигналов.

Приближенные методы расчета АИС. Теоремы о замене сопротивления эквивалентной ЭДС, проводимости - эквивалентным током, зависимого генератора ЭДС - эквивалентным независимым генератором ЭДС, зависимого генератора тока - эквивалентным независимым генератором тока. Точные и приближенные версии теоремы об эквивалентных генераторах; погрешности расчетов и пути их снижения. Применение эквивалентных генераторов при расчете АИС.

Теоремы деления и их применение при расчетах АИС. Теоремы деления сбалансированной и несбалансированной симметричной линейной системы. Точные и приближенные версии теорем деления; погрешности расчетов и пути их снижения. Применение теорем деления при расчете АИС.

Элементы схемотехники и технологии АИС. Классификация операционных усилителей (ОУ) общего применения. Схемотехнические и технологические решения ОУ различных типов. Примеры расчетов параметров ОУ по известной принципиальной схеме. Пути улучшения параметров ОУ. Особенности схемотехники компараторов и других АИС.

Применение АИС с учетом их схемотехнических решений. Анализ инвертирующего, неинвертирующего и дифференциального решающих усилителей при известных параметрах ОУ. Общий подход к определению функции преобразования решающего усилителя на базе к-параметров. Улучшение характеристик устройств, использующих АИС.


37. Диагностика микропроцессорных средств измерений.


Лекции (34 час.) - 10 семестр.

Лабораторные занятия (17 час.) - 10 семестр.


Основные понятия технической диагностики (ТД): виды и показатели ТД, контролепригодность и ее показатели. Модели объектов диагностирования, алгоритмы диагностирования. Методы построения оптимальных алгоритмов диагностирования. Классификация средств диагностирования. Методы самодиагностирования.

Микропроцессорное средство измерений (МПСИ) как объект диагностирования: особенности МПСИ, усложняющие или облегчающие процесс диагностирования. Задачи диагностирования МПСИ на различных этапах жизненного цикла.

Система самодиагностирования (ССД) МПСИ: цели и задачи самодиагностирования, структура и обобщенный алгоритм работы системы, оптимизация ССД МПСИ.

Встроенные средства функционального диагностирования МПСИ. Семантический контроль. Аппаратурные средства функционального самодиагностирования. Коды с обнаружением и исправлением ошибок.

Встроенные средства тестового диагностирования МПСИ. Тестирование “ядра”, микропроцессора, ПЗУ, ОЗУ, устройств ввода-вывода.

Диагностирование программных средств (ПС) МПСИ. Ошибки ПС. Принципы и стратегия тестирования ПС. Тестирование ПС методами “белого и черного ящиков”.

Обеспечение метрологической надежности (МН) МПСИ. Показатели МН. Модель МПСИ для анализа МН. Методы и средства обеспечения метрологической надежности МПСИ: автоматическая коррекция, метрологический самоконтроль, метод группового эталона.

Алгоритмы отладки МПСИ. Автономная отладка аппаратурных и программных средств МПСИ. Комплексная отладка МПСИ. Метод внутрисхемной эмуляции.

Диагностирование МПСИ с помощью сигнатурного анализа: идея сигнатурного анализа, устройство и принцип работы анализатора сигнатур, обеспечение контролепригодности МПСИ по отношению к сигнатурному анализу.


38. Цифровая обработка сигналов.


Лекции (34 час.) - 10 семестр.

Лабораторные занятия (17 час.) - 10 семестр.


Типовые цифровые последовательности. Цифровой фильтр как система (стационарность, физическая реализуемость, линейность). Сравнение аналоговых и цифровых фильтров (АФ и ЦФ).

Фильтрация в дискретной области. Дискретизация дифференциального уравнения. Рекурсивные и нерекурсивные ЦФ. Примеры простейших ЦФ нижних частот. Дискретная свертка как метод построения структурных схем ЦФ. Частотная характеристика ЦФ. Ошибки наложения.

Способы описания ЦФ. Прямое и обратное z-преобразования и их свойства. Корреляционный метод определения частотного отклика. Программа Matlab - обзор основных операторов. Дискретное преобразование Фурье и его свойства.

Передаточная фенкция и разностное уравнение ЦФ. Нуль-полюсные диаграммы. Критерии устойчивости ЦФ.

Примеры практического применения ЦФ в информационно-измерительной технике. ЦФ, реализующий алгоритм “скользящего среднего” (структура ЦФ, передаточная функция, частотные и импульсная характеристики).

Сглаживание экспериментальных данных по методу наименьших квадратов (структура ЦФ и его свойства). Нерекурсивный заграждающий ЦФ.

Цифровое дифференцирование. Методы двухточечной и трехточечной разности. Нахождение производной методом наименьших квадратов. Структуры соответствующих ЦФ и их свойства.

Методы цифрового интегрирования и соответствующие ЦФ (алгоритмы работы, частотные и импульсные характеристики, устойчивость). Медианная фильтрация.

Проектирование ЦФ (постановка задачи, основные этапы). Условные обозначения,Структурные схемы ЦФ. Прямая и каноническая формы ЦФ, обращенная форма. Последовательная и параллельная формы реализации ЦФ.

Аппроксимация рекурсивных ЦФ (классификация). Основные типы фильтров. Схемы допусков на амплитудно-частотные характеристики синтезируемых ЦФ. Преобразование фильтра нижних частот в фильтр верхних частот, полосовой и режекторный. Фильтры Баттерворта, Чебышёва, Кауэра. Определение передаточной функции фильтра нижних частот по справочнику.

Метод билинейного преобразования: вывод основных соотношений, свойства отображений, деформация шкалы частот.

Анализ источников погрешностей реализации ЦФ. Представления чисел, ошибки округления и квантования. Детерминированные и вероятностные оценки погрешностей ЦФ. Статистический метод определения числа необходимых разрядов коэффициентов разностного уравнения ЦФ.


40. Измерительные преобразователи неэлектрических величин.

(Схемотехника измерительных устройств с преобразователями неэлектрических величин).


Лекции (34 час.) - 9 семестр.


Измерительные устройства (ИУ) с термометрами сопротивления (ТС). Основные технические характеристики ТС; выбор тока датчика. Мостовые схемы с ТС. Измерительные преобразователи (ИП) с ТС на основе операционных усилителей (ОУ) с выходом по напряжению и току; влияние линии связи. Аналоговые и цифровые измерительные приборы с ТС; линеаризация шкалы.

Система сбора данных (ССД) с ТС; мостовые и полумостовые схемы, токовая петля без компенсации и с компенсацией начальных сопротивлений ТС, виртуальная общая точка. Влияние линии связи.. Помехозащищенность ССД с ТС.

Технические данные ИУ с ТС.

Измерительные устройства с термопарами (ТП). Технические характеристики ТП. Схемотехнические способы компенсации температуры свободных концов. ИП с ТП с выходом по напряжению и по току. Аналоговые и цифровые измерительные приборы с ТП; линеаризация шкалы.

ССД с ТП: с индивидуальными гальванически изолированными усилителями и с общим усилителем; способы компенсации температуры свободных концов ПТ в ССД. Помехозащищенность ССД с ТП. Технические данные ИУ с ТП.

Измерительные устройства с индуктивными, трансформаторными и емкостными преобразователями.

Технические характеристики индуктивных преобразователей. Работа индуктивных преобразователей в режимах заданного напряжения или тока. ИП с индуктивными преобразователями на основе мостовых схем и схем с ОУ в режимах заданного тока или напряжения. ИУ с индуктивными и фазочувствительными преобразователями при синусоидальных напряжениях или токах питания. Особенности ИУ при треугольных питающих токах или напряжениях. Способы исключения влияния нестабильности питающих токов или напряжения.

Аналоговые и цифровые измерительные преобразователи и приборы с индуктивными преобразователями. Индуктивные преобразователи с частотным выходом. Особенности ССД с индуктивными преобразователями. Технические характеристики ИУ с индуктивными преобразователями.

Трансформаторные преобразователи (ТрП): основные технические характеристики; форма питающих токов. Способы исключения влияния нестабильности питающих токов. Аналоговые и цифровые приборы, ССД с ТрП. Технические характеристики ИУ с ТрП.

Емкостные преобразователи (ЕП): основные технические характеристики, форма питающих напряжений и токов. ИП с ЕП на основе мостовых схем и схем с ОУ в режимах заданного тока или напряжения. Аналоговые и цифровые измерительные приборы, ССД с ЕП. Технические характеристики ИУ с ЕП.

Интеллектуальные датчики. Понятие о сети датчиков. Шина Field Bus. Промышленные интеллектуальные датчики первого поколения. Понятие о взрывозащите систем с датчиками.


42. Компьютерные измерения.


Лекции (26 час.) - 11 семестр.

Лабораторные занятия (13 час.) - 11 семестр.


Задачи и возможности компьютерных измерений. Аппаратурные и программные средства компьютерных измерений.

Взаимосвязь характеристик аналоговых и дискретизированных сигналов измерительной информации. Особенности цифровых сигналов. Связи между аналоговыми и цифровыми моделями измерительных систем, предназначенными для решения одной и той же измерительной задачи. Анализ погрешностей, вызванных заменой аналоговых моделей сигналов и измерительных систем цифровыми. Оптимизация выбора точности и быстродействия аналого-цифрового преобразования в зависимости от свойств обрабатываемого сигнала, алгоритма и скорости обработки.

Проведение экспериментальных исследований с помощью компьютерных средств измерений. Анализ постановки задачи, выбор первичных преобразователей и компьютерных средств измерений. Предварительная обработка измерительной информации с помощью ЭВМ: выявление и устранения промахов и дрейфа, линеаризация, фильтрация, нормализация данных. Компьютерные измерения с целью изучения свойств процессов: цифровой статистический и спектральный анализ на основе современного программного обеспечения. Анализ погрешностей компьютерных измерений.

1   2   3   4   5   6

Похожие:

Аннотации программ всех учебных дисциплин учебного плана подготовки инженеров и магистров iconПеречень дисциплин учебного плана
Перечень дисциплин учебного плана по специальностям и направлениям факультета информационных технологий и математики на 1-е полугодие...
Аннотации программ всех учебных дисциплин учебного плана подготовки инженеров и магистров iconРабочая программа учебного предмета (далее рабочая программа) является основным документом (Закон Российской Федерации «Об образовании»
Важным требованием при составлении рабочих программ является обеспечение логической взаимосвязи и преемственности всех дисциплин...
Аннотации программ всех учебных дисциплин учебного плана подготовки инженеров и магистров icon2. Требования к результатам освоения основной образовательной программы магистратуры по направлению подготовки магистров 200100 «Электроника и наноэлектроника»
Пооп впо) по направлению подготовки магистров 200100 «Электроника и наноэлектроника» является системой учебно-методических документов,...
Аннотации программ всех учебных дисциплин учебного плана подготовки инженеров и магистров iconАннотация к рабочей программе по дисциплине «Конструкционные и защитно-отделочные материалы в автомобиле и тракторостроении» Дисциплина учебного плана подготовки бакалавр по направлению подготовки 190100. 62 Наземные транспортно-технологические комплексы Профиль – Автомобиле и тракторостроение
...
Аннотации программ всех учебных дисциплин учебного плана подготовки инженеров и магистров iconОтчет по итогам самообследования краевого государственного образовательного учреждения
Анализ основных профессиональных образовательных программ и программ учебных дисциплин
Аннотации программ всех учебных дисциплин учебного плана подготовки инженеров и магистров iconРоссийской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Курс представляет собой дисциплину по выбору аспиранта в рамках блока обязательных дисциплин образовательной составляющей учебного...
Аннотации программ всех учебных дисциплин учебного плана подготовки инженеров и магистров iconВ действие Федеральных
Разработка примерных образовательных программ подготовки бакалавров и магистров по направлению «энергетическое машиностроение»
Аннотации программ всех учебных дисциплин учебного плана подготовки инженеров и магистров iconПрограмма подготовки магистров 010800 «Механика и математическое моделирование»
Цель подготовки – обучение методам создания математических моделей процессов и явлений в твердых телах, жидкостях, газах и плазме,...
Аннотации программ всех учебных дисциплин учебного плана подготовки инженеров и магистров iconО промежуточной аттестации и переводе
Целью аттестации является: · обеспечение социальной защиты обучающихся, соблюдения их прав и свобод в части регламентации учебной...
Аннотации программ всех учебных дисциплин учебного плана подготовки инженеров и магистров iconНауки и культуры архангельской области
Сроки окончания учебного года устанавливаются муниципальными органами управления образованием (далее моуо), исходя из его продолжительности...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©tnu.podelise.ru 2013
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница