Файл: Методические рекомендации по организации изучения дисциплины и контрольные задания на самостоятельную работу по направлению 15. 03. 04 Автоматизация технологических процессов и производств.pdf

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ,
ТРАНСПОРТА И ВООРУЖЕНИЙ
КАФЕДРА
«АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ»
«ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ПРИБОРЫ»
Методические рекомендации по организации изучения дисциплины и контрольные задания на самостоятельную работу по направлению: 15.03.04 «Автоматизация технологических процессов и производств»
27.03.04 «Управление в технических системах»
Разработал: канд. техн. наук., доцент каф. АПП Е.В. Стегачёв
Волгоград 2017

1. Методические рекомендации по организации изучения дисципли-
ны. Формы контроля.
Организация образовательного процесса регламентируется учебным пла- ном и расписанием учебных занятий. Язык обучения (преподавания) — рус- ский.
При формировании своей индивидуальной образовательной траектории обучающийся имеет право на перезачет соответствующих дисциплин и профес- сиональных модулей, освоенных в процессе предшествующего обучения, кото- рый освобождает обучающегося от необходимости их повторного освоения.
1.1. Образовательные технологии
Учебный процесс при преподавании курса основывается на использова- нии традиционных, инновационных и информационных образовательных тех- нологий. Традиционные образовательные технологии представлены лекциями и семинарскими (практическими) занятиями. Инновационные образовательные технологии используются в виде широкого применения активных и интерак- тивных форм проведения занятий. Информационные образовательные техноло- гии реализуются путем активизации самостоятельной работы студентов в элек- тронной информационной образовательной среде.
1.2. Лекции
Лекционный курс предполагает систематизированное изложение основ- ных вопросов учебного плана.
На первой лекции лектор информирует студентов, применительно к ка- кому базовому учебнику (учебникам, учебным пособиям) будет прочитан курс.
Лекционный курс должен давать наибольший объем информации и обес- печивать более глубокое понимание учебных вопросов при значительно мень- шей затрате времени, чем это требуется большинству студентов на самостоя- тельное изучение материала.
1.3. Семинарские (практические) занятия
Семинарские (практические занятия) представляют собой детализацию лекционного теоретического материала, проводятся в целях закрепления курса и охватывают все основные разделы.
Основной формой проведения семинаров и практических занятий являет- ся обсуждение наиболее проблемных и сложных вопросов по отдельным темам, а также решение задач и разбор примеров и ситуаций в аудиторных условиях. В обязанности преподавателя входят: оказание методической помощи и консуль- тирование студентов по соответствующим темам курса.
Активность на практических занятиях оценивается по следующим крите- риям:
• ответы на вопросы, предлагаемые преподавателем;
• участие в дискуссиях;
• выполнение проектных и иных заданий;
• ассистирование преподавателю в проведении занятий.
Доклады и оппонирование докладов проверяют степень владения теоре- тическим материалом, а также корректность и строгость рассуждений.

Оценивание практических заданий входит в накопленную оценку.
1.4. Лабораторные работы
Курс выполнения лабораторных работ начинается занятием по ознаком- лению с техникой безопасности. Необходимое для выполнения задания обору- дование выдает лаборант.
Текущий контроль на лабораторных работах проводится в виде устных опросов, по итогам лабораторных работ оформляется письменная работа (от- чет). Оценивается ход лабораторных работ, достигнутые результаты, оформле- ние согласно ГОСТ, своевременность срока сдачи.
1.5. Самостоятельная работа студента
Для успешного усвоения курса необходимо не только посещать аудитор- ные занятия, но и вести активную самостоятельную работу. При самостоятель- ной проработке курса обучающиеся должны:
• просматривать основные определения и факты;
• повторить законспектированный на лекционном занятии материал и дополнить его с учетом рекомендованной по данной теме литературы;
• изучить рекомендованную основную и дополнительную литерату- ру, составлять тезисы, аннотации и конспекты наиболее важных моментов;
• самостоятельно выполнять задания, аналогичные предлагаемым на занятиях;
• использовать для самопроверки материалы фонда оценочных средств;
• выполнять домашние задания по указанию преподавателя.
Домашнее задание оценивается по следующим критериям:
•
Степень и уровень выполнения задания;
•
Аккуратность в оформлении работы;
•
Использование специальной литературы;
•
Сдача домашнего задания в срок.
1.6. Контрольная работа
В курсе используются исследовательские методы обучения, предпола- гающие самостоятельный творческий поиск и применение знаний обучающим- ся. Контрольная работа выполняется письменно.
Целью контрольной работы является повышение уровня профессиональ- ной подготовки обучающегося. Контрольная работа формирует следующие компетенции:
• усвоение теоретического материала и путей его применения на практике;
• навыки творческого мышления;
• воспитание чувства ответственности за качество принятых реше- ний;
• навык самостоятельной профессиональной деятельности;
• комплексная работа со специальной литературой и информацион- ными ресурсами;
• научно-исследовательская деятельность.

В случае наличия существенных замечаний руководителя работа возвра- щается обучающемуся на доработку.
Допускается обсуждение контрольной работы в присутствии всей учеб- ной группы. Вопросы, задаваемые автору работы, не должны выходить за рам- ки тематики дисциплины. При своевременно представленной правильной рабо- те она оценивается наивысшим баллом, при опоздании без уважительных при- чин балл снижается на 0,5 за 1 день просрочки.
Методические рекомендации по обучению лиц с ограниченными
возможностями здоровья и инвалидов
Профессорско-педагогический состав знакомится с психолого- физиологическими особенностями обучающихся инвалидов и лиц с ограничен- ными возможностями здоровья (ОВЗ), индивидуальными программами реаби- литации инвалидов (при наличии). При необходимости осуществляется допол- нительная поддержка преподавания тьюторами, психологами, социальными ра- ботниками, прошедшими подготовку ассистентами.
В соответствии с методическими рекомендациями Минобрнауки РФ (утв.
8 апреля 2014 г. N АК-44/05вн) в курсе предполагается использовать социаль- но-активные и рефлексивные методы обучения, технологии социокультурной реабилитации с целью оказания помощи в установлении полноценных межлич- ностных отношений с другими студентами, создании комфортного психологи- ческого климата в студенческой группе. Подбор и разработка учебных мате- риалов производятся с учетом предоставления материала в различных формах: аудиальной, визуальной, с использованием специальных технических средств и информационных систем.
Освоение дисциплины лицами с ОВЗ осуществляется с использованием средств обучения общего и специального назначения (персонального и коллек- тивного использования). Материально-техническое обеспечение предусматри- вает приспособление аудиторий к нуждам лиц с ОВЗ.
Форма проведения аттестации для студентов-инвалидов устанавливается с учетом индивидуальных психофизических особенностей. Для студентов с
ОВЗ предусматривается доступная форма предоставления заданий оценочных средств, а именно:
• в печатной или электронной форме (для лиц с нарушениями опор- но-двигательного аппарата);
• в печатной форме или электронной форме с увеличенным шрифтом и контрастностью (для лиц с нарушениями слуха, речи, зрения);
• методом чтения ассистентом задания вслух (для лиц с нарушениями зрения).
Студентам с инвалидностью увеличивается время на подготовку ответов на контрольные вопросы. Для таких студентов предусматривается доступная форма предоставления ответов на задания, а именно:
• письменно на бумаге или набором ответов на компьютере (для лиц с нарушениями слуха, речи);
• выбором ответа из возможных вариантов с использованием услуг ассистента (для лиц с нарушениями опорно-двигательного аппарата);

• устно (для лиц с нарушениями зрения, опорно-двигательного аппа- рата).
При необходимости для обучающихся с инвалидностью процедура оце- нивания результатов обучения может проводиться в несколько этапов.
2 Содержание учебной дисциплины
Введение. Роль и значение контрольно-измерительной техники в развитии тех- нологии, в повышении качества продукции. Цель и задачи курса, методы его изуче- ния. Связь курса с другими дисциплинами.
Основные понятия метрологии. Виды измерений: прямые, косвенные, совмест- ные, совокупные. Методы измерений: метод непосредственной оценки и метод срав- нения с мерой. Статические и динамические измерения. Понятия "контроль" и "изме- рение". Виды контроля.
Средства измерений: мера, измерительный преобразователь, измерительный прибор, измерительная установка и измерительная система. Основные метрологиче- ские характеристики средств измерений. Структура средств автоматического контро- ля.
Погрешности измерений и обработка результатов измерений. Определения и виды погрешностей. Абсолютная и относительная погрешности. Инструментальные, методические, личные погрешности. Динамические погрешности. Нормирование по- грешностей автоматических контрольных устройств. Методика определения погреш- ностей измерения. Определение погрешности настройки, погрешности срабатывания и смещения настройки.
Электромеханические измерительные приборы электромагнитной, магнито- электрической, электродинамической, ферродинамической, термоэлектрической сис- тем.
Электронные приборы. Регистрирующие приборы, самопишущие и осцилло- графы.
Измерительные преобразователи. Основные свойства, характеристики.
Структура измерительного преобразователя. Генераторные и параметрические преобразователи. Основные требования к измерительным преобразователям. Понятия о функции преобразования, коэффициенте преобразования и т.д. Основные схемы включения измерительных преобразователей: мостовая и дифференциальная. По- грешности измерительных преобразователей.
Цифровые измерительные устройства. Основные методы преобразования не- прерывных величин в коды. Характеристики цифровых приборов. Основные виды цифровых измерительных приборов.
Измерительные преобразователи омического сопротивления. Электроконтакт- ные датчики. Реостатные датчики. Тензорезисторы. Принцип действия, конструкции и основные характеристики. Схемы включения.
Электромагнитные преобразователи. Индуктивные, взаимоиндуктивные и маг- нитоупругие преобразователи для различных диапазонов измерения. Тахогенераторы.
Индуктосины, вращающиеся трансформаторы, сельсины.
Электростатические преобразователи. Емкостные преобразователи. Основные расчетные зависимости. Схемы включения. Пьезоэлектрические преобразователи.
Фотоэлектрические преобразователи. Фотоэлементы. Их конструкции и харак- теристики. Применение фотодатчиков в системах контроля. Применение лазеров при измерении линейных размеров в системах контроля. Растровые датчики и схемы их оцифровки.

Электронные датчики. Механотроны. Виды и конструкции. Телевизионные ме- тоды контроля.
Радиоизотопные измерительные преобразователи. Основные положения. Ис- точники и приемники излучения. Метод поглощения и метод отражения. Типовые измерительные схемы.
Тепловые преобразователи. Термосопротивления и термисторы. Термоэлектри- ческие преобразователи. Схемы их включения и измерительные приборы, работаю- щие в паре с ними. Пирометры излучения.
Пневматические и измерительные приборы. Ротаметрические и манометриче- ские измерительные системы. Эжекторные сопла. Выбор параметров пневматических приборов.
3 Перечень лабораторных работ
Студенты выполняют следующие лабораторные работы:
1 «Исследование датчика обратной связи в системе ЧПУ на базе вращающегося трансформатора».
2 «Измерение параметров электрических сигналов электронным осциллографом».
3 «Индуктивные преобразователи и схемы их включения».
4 «Исследование потенциометрического преобразователя».
4 Задание на контрольную работу
Студенты выполняют одну контрольную работу. Целью контрольной работы является закрепление знаний, полученных в результате изучения теоретического кур- са, и приобретение навыков практического использования знаний для решения техни- ческих задач.
Задания к контрольным работам представляют собой задачи по различным раз- делам дисциплины.
Вариант задания выбирается в соответствии с двумя последними цифрами
шифра (номера зачетной книжки) студента (указаны в скобках после номера ва-
рианта).
Вариант (две последние
цифры зачетной книжки)
Номера
задач
Вариант (две последние
цифры зачетной книжки)
Номера
задач
Вар. 1 (1, 21, 41, 61, 81)
2, 10, 20, 30
Вар. 11 (11, 31, 51, 71, 91)
3, 13, 23, 34
Вар. 2 (2, 22, 42, 62, 82)
3, 12, 21, 31
Вар. 12 (12, 32, 52, 72, 92)
4, 14, 25, 35
Вар. 3 (3, 23, 43, 63, 83)
4, 13, 22, 32
Вар. 13 (13, 33, 53, 73, 93)
5, 15, 26, 36
Вар. 4 (4, 24, 44, 64, 84)
5, 14, 23, 33
Вар. 14 (14, 34, 54, 74, 94)
7, 16, 27, 37
Вар. 5 (5, 25, 45, 65, 85)
7, 15, 25, 34
Вар. 15 (15, 35, 55, 75, 95)
9, 17, 28, 38
Вар. 6 (6, 26, 46, 66, 86)
9, 16, 26, 35
Вар. 16 (16, 36, 56, 76, 96)
2, 18, 29, 39
Вар. 7 (7, 27, 47, 67, 87)
2, 17, 27, 36
Вар. 17 (17, 37, 57, 77, 97)
3, 14, 26, 38
Вар. 8 (8, 28, 48, 68, 88)
3, 18, 28, 37
Вар. 18 (18, 38, 58, 78, 98)
4, 15, 27, 33
Вар. 9 (9, 29, 49, 69, 89)
4, 19, 29, 38
Вар. 19 (19, 39, 59, 79, 99)
5, 16, 28, 39
Вар. 10 (10, 30, 50, 70, 90)
2, 12, 22, 39
Вар. 20 (20, 40, 60, 80, 00)
7, 17, 29, 30

Задачи к контрольной работе (по разделам изучаемого курса)

4 Рекомендуемая литература
Основная:
1.
Рачков, М. Ю. Технические измерения и приборы : учебник и практикум для вузов / М. Ю. Рачков. — 3-е изд., испр. и доп. — М. : Издательство Юрайт, 2017. —
201 с. (режим доступа через ЭБС "Юрайт").
2.
Латышенко, К. П. Технические измерения и приборы в 2 т.: учебник для акаде- мического бакалавриата / К. П. Латышенко. — 2-е изд., испр. и доп. — М. : Издатель- ство Юрайт, 2016. (режим доступа через ЭБС "Юрайт").
3.
Смирнов, Ю.А. Технические средства автоматизации и управления: Учебное пособие. / Ю.А. Смирнов - СПб.: Издательство "Лань", 2017. – 456 с. (режим доступа через ЭБС "Лань").
Дополнительная:
4.
Технические измерения и приборы: учеб. пособие. Ч. 1 / Б. В. Лесной, Е. В.
Стегачев, И. Е. Грязнов. - Волгоград : ВолгГТУ, 2006. - 80 с. (режим доступа через
ЭБС ВолгГТУ)
5.
Технические измерения и приборы: учеб. пособие. Ч. 2 / Б. В. Лесной, Е. В.
Стегачев, И. Е. Грязнов. - Волгоград : ВолгГТУ, 2008. - 95 с. (режим доступа через
ЭБС ВолгГТУ)
6.
Технические измерения и приборы: учеб. пособие. Ч. 3 / Б. В. Лесной, Е. В.
Стегачев, И. Е. Грязнов. - Волгоград : ВолгГТУ, 2011. - 160 с. (режим доступа через
ЭБС ВолгГТУ)
5 Контрольные вопросы по дисциплине:
1.
Основные понятия метрологии и измерительной техники. Основные задачи ин- формационных устройств при управлении технологическими процессами.
2.
Виды и методы измерений.
3.
Классификация средств измерений, основные метрологические характеристики.
4.
Определение погрешностей измерений и их виды.
5.
Способы выражения и нормирования пределов допустимой погрешности.
6.
Методы построения измерительных цепей.
7.
Типовые схемы включения параметрических измерительных преобразователей.
8.
Компенсационная схема включения измерительных преобразователей.
9.
Область применения, принцип действия и конструкции электромеханических измерительных приборов.
10. Область применения, конструкция и принцип действия электронных осцилло- графов.
11. Дискретизация, квантование и кодирование сигналов. Системы счисления. Пре- имущества цифровых измерительных устройств.
12. Цифровые отсчетные устройства.
13. Область применения и принцип действия АЦП пространственного преобразова- ния.
14. Область применения и принцип действия АЦП время-импульсного преобразова- ния. Цифровой фазометр.