Министерство  образования и науки Республики Казахстан 

ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. Д. Серикбаева 
 
 
 
 
 
 
 

П.В. Селеванов ,А.А. Веригин, М. К.Калышканов

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ  ТЕХНИКА

 

Программа и контрольные задания для студентов

Специальности 210440 – Электроснабжение (по отраслям)

заочной формы обучения на базе высшего образования  и колледжа. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Усть-Каменогорск

2005 

УДК_________ 

Селеверстов ,А.А. Веригин, Калышканов ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА. Программа и контрольные задания для студентов Специальности 210440 – Электроснабжение (по отраслям) заочной формы обучения на базе высшего образования и колледжа. ВКГТУ.-Усть- Каменогорск, 2005.-____с.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Приведены программа, и контрольные задания для студентов заочной формы обучения на базе высшего образования и колледжа по курсу «ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА». 
 
 
 
 
 
 

Утверждено  методической комиссией механико-технологического института

Протокол  № __ от ___.____.2005 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

©Восточно-Казахстанский 

государственный технический

университет, 2005-10-30 

СОДЕРЖАНИЕ

 

I ПРОГРАММА………………………………………………………

1 ЦЕЛИ  И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

     1.1 Цель преподавания дисциплины………………………….

     1.2 Задачи изучения дисциплины……………………….….

2 СОДЕРЖАНИЕ  ДИСЦИПЛИНЫ

      2.1 Лекционный  курс……………………………………….

      2.2 Лабораторные занятия……………………………………

      2.3 Практические занятия…………………………………….

      2.4 Темы самостоятельных занятий………………………….  
 

3 Контрольная  работа……………………………………………..

  3.1 Задание №1 

      3.2 Задание №2

       3.3 Задание №3 

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………….

 

 

I Программа курса 

Информационно-измерительная  техника 

      Измерительные преобразователи. Общие понятия. Классификация  измерительных преобразователей. Принцип  действия. Свойства и область применения преобразователей:

резистивных, тензорезисторных, емкостных , пьезоэлектрических, магнитоупругих, индуктивных, трансформаторных, индукционных, термоэлектрических, терморезисторных, фотоэлектрических, ионизационных, электрохимических. 

      Цифровые  измерительные приборы. Общие характеристики цифровых измерительных устройств. Классификация цифровых измерительных  устройств. Преобразование непрерывной  величины в код . Коды, используемые в цифровых измери -тельных устройствах. Принципы аналого-цифрового преобразования: однотактного и двухтактного интегрирования, последовательного приближения, параллельный  частото-импульсный. Основные характеристики АЦП. 

      Цифровые  вольтметры. Общие сведения и принципы построения. Входные устройства вольтметров. Преобразователи действующего и амплитудного значений в  постоянное напряжение. Применение микропроцессорной техники в цифровых вольтметрах. Автоматический выбор диапазона измерения. 

      Цифровые  измерители временных параметров. Принцип  измерения частоты, периода, фазового сдвига, структурных схем измерителей временных параметров. Автоматический выбор диапазона. Применение микропроцессорной техники в цифровых измерителях временных параметров. 

      Цифровые  измерители мощности и электрической  энергии. Средства измерения параметров цепей  с сосредоточенными параметрами. Цифровые мосты постоянного и переменного тока, времяимпульсный метод измерения емкостей  сопротивления. 

      Средства  измерения и наблюдения формы  электрических сигналов. Структурная  схема электронно-лучевого осциллографа. Принцип работы и назначение его элементов. Принцип построения цифрового осциллографа. 

      Цифровые  устройства визуального воспроизведения  информации. Общие принципы построения. Виды цифровых индикаторов и их характеристики. Динамическая индикация. Современные средства регистрации информации. 

      Основные  понятия об измерительных информационных системах. Элементы измерительных информационных систем. Интерфейсы измерительных систем. Компьютерные системы сбора данных, контроля и измерения. 

1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

1. Цель преподавания дисциплины

Цель  курса – изложение материалов, касающихся проведения и оценки измерений, обработки измерительных сигналов, изучение современных принципов  построения электроизмерительной техники, измерительных информационных систем и комплексов, использование способов и применение средств измерений в различных практических областях. 
 

2. Задачи  изучения дисциплины

 

Задачи  курса – расширение представлений  о возможностях информационно-измерительной  техники; закрепление и конкретизация теоретического материала, касающегося принципов действия различных электроизмерительных приборов, их основных свойств, методики применения, обработки результатов наблюдений, получение навыков расчета параметров электроизмерительных цепей, установление связей этих параметров с метрологическими характеристиками приборов; правильного выбора и расчета средств измерений; оценка точности средств и результатов измерений.

Преподавание  курса базируется на предварительном  изучении «Математика», «Физика», «Теория электрических цепей», «Электронные приборы и микроэлектроника». Студент должен быть знакомы с теоретическими основами и средствами вычислительной техники, а также с теорией вероятностей и математической статистикой.

2. СОДЕРЖАНИЕ  ДИСЦИПЛИНЫ

 

             2.1 Лекционный  курс 

2.1.1  Введение

Цель  и содержание курса «Информационно-измерительная  техника». Основные задачи курса, роль в подготовке специалиста. Законодательные  акты. Понятия и определения.

2 часа

2. Характеристики средств измерений

Общие сведения об измерительной технике.

Статические и динамические характеристики средств  измерений.

Погрешности средств измерений.

Обработка результатов измерений.

6 часов

3. Измерительные преобразователи физических (электрических и неэлектрических) величин

Общие понятия.

Структура измерительных преобразователей.

Классификация измерительных преобразователей.

Принцип действия, свойства и область применения резистивных, пьезоэлектрических, электростатических, электромагнитных, гальваномагнитных, электрохимических, тепловых, оптоэлектрических преобразователей.

4 часа

2.1.4  Средства измерения электрических  величин

Аналоговые  преобразователи и измерительные  приборы.

Цифровые  преобразователи и приборы.

Средства  измерения токов и напряжений.

Средства  измерения параметров цепей с  сосредоточенными постоянными.

Средства  измерения мощности, энергии и  коэффициента мощности.

Средства  измерения частоты, интервалов времени  и фазового сдвига.

Средства  измерения и наблюдения формы  электрических сигналов.

Средства  измерения магнитных величин.

6 часов

5. Средства измерения неэлектрических величин

Измерительные преобразователи неэлектрических  величин.

Измерительные цепи преобразователей.

Методы  измерения неэлектрических величин.

Средства  измерения механических величин.

Средства  измерения температуры.

Средства измерения концентрации жидких и газообразных сред.

6 часов

6. Средства регистрации информации в средствах измерений

Устройства  визуального воспроизведения информации. Аналоговые и цифровые устройства индикации.

Устройства  документальной регистрации измерительной информации. Аналоговые и цифровые методы регистрации.

4 часа

7. Измерительные информационные системы.

Основные  понятия об измерительных информационных системах.

Элементы  измерительных информационных систем.

Автоматизированные  системы данных.

Интерфейсы измерительных систем. Стандартизация интерфейсов, типы и структуры интерфейсов.

4 часа

     2.2 Лабораторные занятия 

2.2.1 Исследование электромеханических  приборов.2 часа.

2.2.2 Исследование детекторных и термоэлектрических  приборов. 4 часа.

2.2.3 Исследование электронных аналоговых и цифровых приборов. 2 часа.

2.2.4 Прямые и косвенные измерения  сопротивлений постоянному току. 2 час.

2.2.5 Мостовые методы измерения параметров  электрических цепей. 2 час.

2.2.6 Исследование средств измерения  мощности и расхода электрической энергии.

4 часа. 

2.3 Практические занятия

2.3.1 Расчет  погрешности средств измерений  (с применением ЭВМ). 4 часа.

2.3.2 Обработка  результатов измерений (с применением  ЭВМ) 4 часа.

2.3.3  Изучение измерительных информационных  системы (на примере автоматизированного комплекса). 8 часов.

  

     2.4 Темы самостоятельных занятий 

2.4.1 Единицы  физических величин, применяемых  в электроэнергетике. Физические  константы. Свойства материалов.

2.4.2 Классификация  измерений и методов измерений.

2.4.3 Устройство и принцип действия приборов электромеханической группы. Уравнение шкалы.

2.4.4 Измерение  сопротивления, емкости, индуктивности  методом амперметра-вольтметра.

2.4.5 Преобразователи  среднего, средневыпрямленного, среднеквадратического  и амплитудного значений напряжения (тока).

2.4.6 Измерение  напряжения, тока компенсационным  методом. Компенсаторы постоянного  и переменного тока.

7. Электронный осциллограф, блок-схема, принцип его работы. Разновидности осциллографов.
8. Комбинированные приборы с применением полупроводниковых преобразователей.
9. Измерение температуры при помощи терморезисторов и термопар.
10. Принцип измерения объемных и массовых расходов жидких и газообразных веществ.
11. Методы измерения механических напряжений, сил, моментов и давлений.
12. Регистрирующие приборы электромеханической группы.

2.4.13 Светолучевые осциллографы. 

3 КОНТРОЛЬНАЯ  РАБОТА.

 3.1 Задания для контрольной работы

Вопросы  определяются по последней цифре  зачетной книжки.

Задание 1

Описать конструкцию, принцип действия и  область применения в электроэнергетике следующих преобразователей:

1.Резистивных                                                6.Трансформаторных

2.Тензорезисторных                                       7.Индукционных

3.Емкостных                                                   8.Термоэлектрических

4.Пьезоэлектрических                                    9.Фотоэлектрических

5.Индуктивных                                               10.Термоэлектрических

Задание 2

Привести  структурную или принципиальную  схему преобразователя или вольтметра и пояснить их работу.

1.АЦП  однотактного интегрирования

2.АЦП  двухтактного интегрирования

3.АЦП  кодо-импульсный последовательного  приближения

4.АЦП  параллельного преобразования

5.АЦП  частото-импульсный

6.Структурная  схема  цифрового вольтметра постоянного тока. Входные устройства

    вольтметров.

7. Преобразователь  амплитудного значения входного  напряжения в постоянное

8.Преобразователь  действующего значения импульсного  напряжения в пропорциональное 

    постоянное

9.преобразователь  действующего значения произвольной формы напряжение в пропорцио-

     нальное постоянное. Автоматический  выбор диапазона в вольтметрах.

Задание 3

 

Привести  структурную схему и пояснить принцип измерения цифровым методом  следующих величин:

1. Частоты
2. Периода
3. Интервала времени
4. Мгновенный сдвиг фаз
5. Средний сдвиг фаз
6. RС  время-импульсным метордом
7. Мощности
8. Электрической энергии
9. Автоматический мост постоянного тока

  ЛИТЕРАТУРА

 

1 Атамалян Э.Г. Методы и приборы измерения электрических величин. – М.: Высш. шк., 1989. – 298 с.

3. Харт Х. Введение в измерительную технику. – М.: Изд-во «Мир», 2000. – 37 с.
4. Классен К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. – М. Постмаркет, 2000. – 56 с.
5. Спектор С.А. электрические измерения физических величин. – Л.: Энергоатомиздат, 1987. – 400 с.
6. Алиев Т.М., Тер-Хачатуров А.А. Измерительная техника. – М.: Высш. шк., 1991. – 256 с.
7. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы: Структуры и алгоритмы, системотехническое проектирование. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 100 с.
8. Темников Ф.Е., Афонин В.А., Дмитриев В.И. Теоретические основы информационной техники. – М.: Энергия, 1979. – 296 с.
9. Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы. – К.: Высш. шк., 1980. – 100 с.
10. Федоров А.М., Цыган Н.Я., Мичурин В.И. Метрологическое обеспечение электронных средств измерений электрических величин: Справочник. – Л.: Энергоатомиздат, 1988. – 386 с.
11. Олейникова Л.Д. Единицы физических величин в энергетике: Справочное пособие. – М.: Энергоатомихдат, 1983. – 200 с.

  Евтихиев Н.Н., Купершмидт Я.А., Папуловский В.Ф., Скугоров В.Н. Измерение электрических и неэлектрических величин. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 15II