МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное агентство морского и речного транспорта
Омский институт водного транспорта (филиал) ФБОУ ВПО
«Новосибирская государственная академия водного транспорта»
-
Кафедра
|
Специальных технических дисциплин
|
|
(наименование кафедры полностью)
|
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине
ФТД. 4 Физические основы получения информации
|
(шифр и наименование дисциплины)
|
Направление
|
180400 «Эксплуатация водного транспорта и транспортного оборудования»
|
(код ОКСО и наименование направления или специальности)
|
Специальность
|
180403.65 «Эксплуатация судовых энергетических установок»
|
(наименование профиля или специализации)
|
|
Форма обучения
|
|
очная/очная с сокращенным сроком обучения
|
Курс
|
2/2
|
Семестр(ы) / курс(ы) для ЗО
|
4/4
|
|
ОМСК 2012 г.
Рабочая программа:
Составлена
|
доцентом
|
Кафедры
|
СТД
|
|
(должность)
|
|
(сокращенное наименование кафедры)
|
к.т.н.
|
|
Николаевой Еленой Вячеславовной
|
(ученая степень)
|
|
(Ф.И.О. полностью)
|
|
|
Е.В. Николаева
|
|
«
|
|
»
|
|
20
|
|
г.
|
(подпись)
|
|
(И.О.Ф.)
|
|
|
число
|
|
месяц
|
год
|
|
Рассмотрена и одобрена на заседании кафедры
|
Специальных технических дисциплин
|
(наименование кафедры полностью)
|
от
|
«
|
|
»
|
|
20
|
|
г.,
|
Протокол №
|
|
|
|
число
|
|
месяц
|
|
год
|
|
|
|
Зав. кафедрой
|
СТД
|
|
|
|
И.И. Малахов
|
|
(наименование кафедры сокращенно)
|
|
(подпись)
|
|
(И.О.Ф.)
|
Представители УМС филиала, по анализу рабочей программы:
|
|
|
|
|
|
(должность, кафедра, ученая степень и звание сокращенно)
|
|
(подпись)
|
|
(И.О.Ф)
|
|
|
|
|
|
(должность, кафедра, ученая степень и звание сокращенно)
|
|
(подпись)
|
|
(И.О.Ф)
|
Утверждена решением учебно-методического совета (УМС) филиала от
|
|
«
|
|
»
|
|
20
|
|
г.,
|
протокол №
|
|
|
|
число
|
|
месяц
|
|
год
|
|
|
|
Председатель УМС филиала
|
|
|
|
В.А. Глушец
|
|
|
(подпись)
|
|
(И.О.Ф.)
|
1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью дисциплины «Физические основы получения информации» является:
- формирование у студентов теоретических знаний и практических навыков в области физических основ и физических измерений, общей теории информации, метрологического обеспечения;
- ознакомление с основами построения измерительных преобразователей и их структуры;
- приобретение практических навыков в области конструирования измерительных преобразователей;
- изучения теории информации и ее методов.
Задачами дисциплины являются:
- рассмотрение и изучение методов измерения различных физических эффектов;
- рассмотрение основ теории информации и ее методов;
- изучение принципов построения и структуры различных видов измерительных преобразователей, их достоинств и недостатков, отраслей применения;
- получение навыков при практическом проектировании измерительных преобразователей.
2 ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
После изучения дисциплины обучаемый должен:
иметь представление:
- об основных методах теории информации;
- о принципах построения преобразователей;
знать и уметь использовать:
- основные измерительные преобразователи и использующиеся в них физические эффекты;
- достоинства и недостатки измерительных преобразователей;
- метрологическое обеспечение измерений;
- основы теории информации;
- правильно выбрать необходимый преобразователь для измерений и обосновать сделанный им выбор;
иметь навыки:
- работы инструментами и контрольными приборами;
- построения преобразователей;
- применения основных методов информации на практике.
ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Таблица 1
Вид учебной работы
|
Трудоемкость, час.
|
Очное обучение (О)
|
Очное с сокращенным сроком обучения (ОУ)
|
Всего
часов
|
Семестры
|
Всего
часов
|
Семестры
|
4
|
4
|
Общая трудоемкость дисциплины
|
108
|
108
|
108
|
108
|
Аудиторные занятия
|
50
|
50
|
54
|
54
|
Лекции
|
34
|
34
|
36
|
36
|
Практические занятия (ПЗ)
|
16
|
16
|
18
|
18
|
Семинары (С)
|
–
|
–
|
–
|
–
|
Лабораторные работы (ЛР)
|
–
|
–
|
–
|
–
|
Иные виды аудиторных занятий (указать)
|
–
|
–
|
–
|
–
|
Самостоятельная работа (СР)
|
58
|
58
|
54
|
54
|
Изучение литературы теоретического курса
|
58
|
58
|
54
|
54
|
Курсовой проект (работа)
|
–
|
–
|
–
|
–
|
Расчетно-графические (контрольные) работы
|
|
|
|
|
Реферат
|
–
|
–
|
–
|
–
|
Иные виды самостоятельной работы (указать)
|
–
|
–
|
–
|
–
|
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)
|
зач.
|
зач.
|
зач
|
зач
|
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Разделы дисциплины и виды занятий
Таблица 2
Разделы и темы дисциплины
|
Трудоемкость, час
|
Лекции
|
ПЗ
|
ЛР
|
СР
|
ОУ
|
О
|
ОУ
|
О
|
ОУ
|
О
|
ОУ
|
О
|
Раздел 1. Основные физические величины, пути измерений, измерительные преобразователи
|
Тема 1.1. Классификация физических величин
|
2
|
2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Тема 1.2. Пути измерения неэлектрических величин
|
4
|
2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Раздел 2. Физические эффекты, используемые для измерения величин пространства и времени
|
Тема 2.1. Электрофизические методы
|
2
|
2
|
4
|
4
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Тема 2.2. Принципы построения резистивных преобразователей
|
2
|
2
|
4
|
4
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Раздел 3. Физические эффекты, используемые для измерений параметров движения
|
Тема 3.1. Гироскопические методы
|
2
|
2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
10
|
12
|
Раздел 4. Физические эффекты, используемые для измерений механических напряжений, сил, моментов, давлений
|
Тема 4.1. Тензоэффект
|
2
|
2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Тема 4.2. Использование сил
|
4
|
2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
10
|
10
|
Раздел 5. Физические эффекты, используемые для измерений параметров движения жидких и газообразных веществ
|
Тема 5.1. Жидкие и газообразные вещества
|
2
|
2
|
4
|
2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Тема 5.2. Индуктивные преобразователи
|
2
|
2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Раздел 6. Физические эффекты, используемые для измерения концентрации
|
Тема 6.1. Явление электролиза
|
2
|
2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Тема 6.2. Трансформаторные преобразователи
|
2
|
2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Раздел 7. Физические явления, используемые для измерений акустических величин
|
Тема 7.1. Акустические преобразователи
|
4
|
2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
10
|
10
|
Тема 7.2. Волоконно-оптические преобразователи
|
2
|
2
|
2
|
2
|
-
|
-
|
8
|
8
|
Тема 7.3. Аналого-цифровые преобразователи
|
4
|
4
|
4
|
4
|
-
|
-
|
16
|
18
|
ИТОГО
|
36
|
34
|
18
|
16
|
-
|
-
|
54
|
58
|
Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Основные физические величины, пути измерений, измерительные преобразователи
Тема 1.1. Классификация физических величин.
Классификация физических величин: пространства и времени (геометрические, параметров движения, времени), механические, акустические, электрические, магнитные, излучения (световые, тепловые, радиационные и ионизирующих излучений), концентрации и состава, молекулярной и атомной физики, универсальные физические постоянные.
Тема 1.2. Пути измерения неэлектрических величин.
Измерительные преобразователи и структура измерительных устройств. Матрица исходных преобразований. Систематизация измерительных преобразований по виду преобразуемой энергии. по виду Понятия о функции преобразования, чувствительности, погрешности.
Раздел 2. Физические эффекты, используемые для измерения величин пространства и времени
Тема 2.1. Электрофизические методы.
Основные электрические методы. Электромеханические методы. Явления, основанные на преобразовании размеров в перемещение чувствительного элемента. Явления, основанные на различии физических свойств веществ, находящихся на разных сторонах границ, определяющих измеряемый размер. Электрофизические методы. Вихретоковые явления.
Тема 2.1.Пригнципы построения резистивных преобразователей.
Принципы построения резистивных преобразователей (реостатные, тензорезистивные и др). Достоинства и недостатки, область применения и разновидности резистивных преобразователей.
Раздел 3. Физические эффекты, используемы для измерения параметров движения
Тема 3.1. Гироскопические методы.
Пространственная и временная взаимосвязь параметров движения. Использование гироскопического эффекта. Эффект Доплера. Использование инерциальных свойств тела. Применение эффектов, используемых для измерений размеров.
Раздел 4. Физические эффекты, используемые для измерений механических напряжений, сил, моментов, давлений
Тема 4.1. Тензоэффект.
Использование тензоэффекта. Термоупругий эффект. Магнитоупругий эффект. Явления рентгеновской интерференции.
Тема 4.2. Использование сил.
Явления преобразования разности давлений в деформацию упругого элемента. Зависимость электрического сопротивления от гидростатического давления. Зависимость свойств среды от давления. Уравновешивание сил или давлений.
Раздел 5. Физические эффекты, используемые для измерений параметров движения жидких и газообразных веществ
Тема 5.1. Жидкие и газообразные вещества.
Физические явления, используемые для измерений параметров движения жидких и газообразных веществ. Характеристики измеряемых величин.
Тема 5.2. Индуктивные преобразователи.
Принципы построения электромагнитных преобразователей их достоинства и недостатки, область применения и разновидности. Индуктивные и дифференциальные индуктивные преобразователи. Принципы построения. Достоинства и недостатки.
Раздел 6. Физические эффекты, используемые для измерения концентрации
Тема 6.1.Явление электролиза.
Изменение электропроводности веществ. Применение электролиза. Использование тепловых, магнитных, диэлектрических свойств веществ. Использование ионизации. Использование способности различных веществ поглощать, излучать, отражать, рассеивать или преломлять различного рода излучения.
Тема 6.2. Трансформаторные преобразователи.
Трансформаторные и дифференциальные трансформаторные преобразователи. Индукционные преобразователи. Принципы построения. Достоинства и недостатки. Радиоволновые, вихретоковые, магнитомодуляционные преобразователи. Принципы построения. Достоинства и недостатки.
Раздел 7. Физические явления, используемые для измерений акустических величин
Тема 7.1. Акустические преобразователи.
Акустика и особенности измерения звука. Акустические величины и их измерения. Интерференция акустических колебаний. Воздействие звукового давления на мембрану. Использование зависимости между временем и расстоянием. Использование оптических явлений.
Тема 7.2. Волоконно-оптические преобразователи.
Принципы построения волоконно-оптических преобразователей их достоинства и недостатки, область применения и разновидности
Тема 7.3. Аналого-цифровые преобразователи.
Принципы построения аналого-цифровых преобразователей их достоинства и недостатки, область применения и разновидности. Принципы построения цифроаналоговых преобразователей их достоинства и недостатки, область применения и разновидности.
Таблица 3
№ занятия
|
Разделы и темы дисциплины
|
Наименование практических занятий
|
Раздел 2. Физические эффекты, используемые для измерения величин пространства и времени
|
1
|
Тема 2.1. Электрофизические методы
|
Построение структурной и принципиальной схемы контактного преобразователя
|
2
|
Тема 2.2. Принципы построения резистивных преобразователей
|
Построение структурной и принципиальной схемы резистивного преобразователя
|
Раздел 5. Физические эффекты, используемые для измерений параметров движения жидких и газообразных веществ
|
3
|
Тема 5.1. Жидкие и газообразные вещества
|
Построение структурной и принципиальной схемы манометра
|
Раздел 7. Физические явления, используемые для измерений акустических величин
|
4
|
Тема 7.2. Волоконно-оптические преобразователи
|
Построение структурной и принципиальной схемы волоконно-оптического преобразователя
|
5
|
Тема 7.3. Аналого-цифровые преобразователи
|
Построение структурной и принципиальной схемы аналого-цифрового преобразователя
|
Таблица 4
№ занятия
|
Наименование учебно-методического, программного и (или) материального обеспечения
|
1
|
[2,3,5]
|
2
|
|
3
|
4
|
5
|
|
Иные виды аудиторных занятий
Не предусмотрено рабочим учебным планом.
Не предусмотрены рабочим учебным планом.
Расчетно-графические, контрольные работы и рефераты
Не предусмотрены рабочим учебным планом.
Иные виды самостоятельной работы
Не предусмотрены рабочим учебным планом.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
5.1.1 Основная литература
Аристов, А.И. Метрология, стандартизация и сертификация: учеб. / А.И. Аристов. – М.: Академия, 2008. – 383 с.
Шишмарев, В.Ю. Физические основы получения информации: учеб. пос./ В.Ю. Шишмарев. – М.: Академия, 2010. – 447 с.
5.1.2 Дополнительная литература
3. Физические основы получения информации: учеб. пособие / Е.В. Николаева, В.В. Макаров; ОмГТУ. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007.- 96 с.
4. Физические основы получения информации: учеб. пособие/ А. И. Чередов; ОмГТУ. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007.- 79 с.
5. Принципы построения, точность, достоинства и недостатки измерительных преобразователей: метод. указания для студентов днев., оч.-заоч. форм обучения/ ОмГТУ; Сост. Е. В. Николаева. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2003.- 32 c.
Средства обеспечения освоения дисциплины
Лекционные аудитории оборудованы видеопроекционным оборудованием для презентаций, средствами звуковоспроизведения, экраном.
МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Лабораторный практикум по дисциплине обеспечивается в специализированной лаборатории кафедры «Специальных технических дисциплин».
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Практические занятия по темам, указанным в таблице 3, проводятся по мере освоения лекционного курса, с целью получения студентами определенных навыков, связанных со знаниями, полученными в процессе усвоения лекционного материала.
Самостоятельная работа студентов обеспечивается соответствующей учебно-методической литературой: [1,2].
8. ФОРМА КОНТРОЛЯ
Зачеты – 4 семестр при условии выполнения учебного графика (выполнение и защита практических заданий).
|
