МЕТРОЛОГІЯ ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНИХ СИСТЕМ

Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Програма навчальної дисципліни

Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

Опис дисципліни. Розробка та впровадження автоматизованого управління технологічними процесами і виробництвами пов’язане з необхідністю вимірювання різних технологічних параметрів, які описують стан технологічного процесу. Даний курс знайомить студентів із сучасними поглядами на науково-методичні основи та стандарти в галузі автоматизації та управління, навчає застосовувати знання про основні принципи та методи вимірювання фізичних величин і основних технологічних параметрів; методи опрацювання результатів вимірювання та підвищення точності вимірювання, методи обґрунтування та вибору вимірювальних комплексів за необхідними метрологічними характеристиками, принципи роботи і типи стандартних первинних перетворювачів та їх метрологічні характеристики.

Предмет навчальної дисципліни: основні поняття метрології, похибки вимірювань, обробка результатів вимірювань, засоби вимірювальної техніки, вимірювання електричних та неелектричних величин, аналогові та цифрові вимірювальні прилади.

Міждисциплінарні зв’язки. Дисципліна Метрологія інформаційно-вимірювальних систем базується на дисциплінах: Вища математика, Фізика, Інформатика, Дискретна математика.

Мета навчальної дисципліни. Метою дисципліни є отримання студентами знань з організації метрологічного забезпечення та технологічних вимірювань, зокрема отримання навиків математичного опрацювання результатів вимірювань, засвоєння методів вимірювання технологічних параметрів і оцінки їх результатів, принципів побудови та застосування приладів з врахуванням сучасних вимог міжнародних документів та національної законодавчої і нормативної бази.

Основні завдання навчальної дисципліни

Знання:

• основних понять метрології, стандартизації;

• основи теорії похибок;

• методів вимірювань;

• методів вимірювального перетворення сигналів;

• структури аналогових та цифрових засобів вимірювання.

Уміння:

• спланувати вимірювальний експеримент;

• обчислити похибки і записати результати вимірювання згідно з діючими стандартами;

• оцінювати метрологічні та інші характеристики засобів автоматизації;

• користуватися різними типами вимірювальних приладів;

• визначити похибку засобів автоматизації.

Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)

Пререквізити: здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях, навички використання інформаційних і комунікаційних технологій, здатність до пошуку, опрацювання та аналізу інформації з різних джерел, здатність застосовувати знання про основні принципи та методи вимірювання фізичних величин і основних технологічних параметрів.

Постреквізити: вміти застосовувати знання про основні принципи та методи вимірювання фізичних величин і основних технологічних параметрів для обґрунтування вибору засобів вимірювань та оцінювання їх метрологічних характеристик.

Після проходження дисципліни студенти зможуть використовувати знання з фундаментальних дисциплін та математичний апарат для реалізації професійно-профільованих знань й практичних навичок в галузі метрології, стандартизації та сертифікації; використовувати інформаційні ресурси, включаючи електронні бази даних, довідкову літературу, стандарти тощо для підвищення свого професійного рівня, інноваційної, проектної та дослідницької діяльності в професійній сфері; визначати необхідні засоби та виконувати вимірювання та випробування у визначених умовах і з необхідною точністю; обробляти результати вимірювань та випробувань з використанням статистичних методів; здійснювати технічний контроль якості продукції та процесів, визначати невідповідності.

.

Зміст навчальної дисципліни

Лекційні заняття

Розділ 1. Основні поняття метрології

Розділ 2. Засоби вимірювальної техніки

Розділ 3. Вимірювання електричних та неелектричних величин

Лабораторні заняття

1. Дослідження систематичних похибок.

2. Обробка результатів прямих вимірів з багаторазовими рівноточними спостереженнями.

3. Вимірювання сили струму.

4. Вимірювання електричної напруги.

5. Повірка засобів вимірювання.

6. Дослідження аналого-цифрових перетворювачів.

7. Вимірювання частоти та фази цифровими приладами.

Навчальні матеріали та ресурси

Базова література

1. Юрчук Л.Ю. Основи метрології. Частина 1. Основні поняття метрології: Навчальний посібник. – К.: НТУУ «КПІ», 2011. –– 107 с.

2. Юрчук Л.Ю.. Основи метрології. Частина 2. Засоби вимірювальної техніки: Навчальний посібник. – К.: НТУУ «КПІ», 2012. –– 222 с.

3. Юрчук Л.Ю.. Основи метрології. Частина 3. Вимірювання електричних та неелектричних величин: Навчальний посібник. – К.: НТУУ «КПІ», 2014. –– 118 с.

4. Основи метрології. Методичні вказівки до вивчення дисципліни для студентів напряму підготовки 6.050201 «Системна інженерія» кафедри автоматики та управління в технічних системах всіх форм навчання / Уклад. Л.Ю. Юрчук. – К.: НТУУ «КПІ», 2013. –– 28 с.

5. Основи метрології. Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт. Частина I » для студентів напряму підготовки 6.050201 «Системна інженерія» кафедри автоматики та управління в технічних системах всіх форм навчання, 78 с., укладач - Юрчук Л.Ю.

6. Электрические измерения: Учебник для вузов/ Байда Л.И., Добротворский Н.С., Душин Е.М. и др.; Под ред. А.В. Фремке и Е.М.Душина. – Л.:Энергия, 1980. – 392 с.

7. Поліщук Є.С., Дорожовець М.М., Яцук В.О. та ін. Метрологія та вимірювальна техніка. - Львів: Бескид Біт, 2003. - 544 с.

8. Володарський Є. Т., Кухарчук В. В., Поджаренко В. О., Сердюк Г. Б. Метрологічне забезпечення вимірювань і контролю. Навчальний посібник. – Вінниця: Велес, 2001. – 219 с.

Допоміжна література

1. Закон України про метрологію та метрологічну діяльність. - К.: № 111/98-ВР, 11.02.1998р.

2. ДСТУ 2681-94. Метрологія. Терміни та визначення. - К.: Держстандарт України, 1994. -68 с.

3. Авдеев Б.Я., Антонюк Е.М. , Душин Е.М. Основы метрологии и электрические измерения. Под ред. Е.М. Душина.- Л.: ―Энергоиздат, 1987.- 480 с.

4. Головко Д.Б., Рего К.Г., Скрипник Ю.О. Основи метрології та вимірювань. Навч. посібник. - К.: Либідь, 2001. - 408 с.

5. Дорожовець М. та ін. Основи метрології та вимірювальної техніки: Підручник: У 2 т. / М.Дорожовець, В.Мотало В.Стадник, В.Василюк, Р.Борек, А.Ковальчик; За ред. Б.Стадника. – Львів: Видавництво Національного університету «Львівська політехніка», 2005. – Т.1. Основи метрології. – 532 с.

6. Дорожовець М. та ін. Основи метрології та вимірювальної техніки: Підручник: У 2 т. / М.Дорожовець, В.Мотало В.Стадник, В.Василюк, Р.Борек, А.Ковальчик; За ред. Б.Стадника. – Львів: Видавництво Національного університету «Львівська політехніка», 2005. – Т.2. Вимірювальна техніка. – 656 с.

7. Коваленко І.О., Коваль A.M. Метрологія та вимірювальна техніка. Навчальний посібник. — Житомир: ЖІТІ, 2001. — 652 с.

8. Малиновский В.Н. Электрические измерения.- М.: ― Энергоатомиздат, 1985.- 416 с.

9. Пронкин Н.С. Основы метрологии: практикум по метрологии и измерениям: учеб. Пособие для вузов. – М.: Логос, Новая университетская книга, 2007. – 392 с.

10. Цюцюра В.Д., Цюцюра С.В. Метрологія та основи вимірювань: Навч. посіб. – К.: Знання-Прес, 2003. - 180 с.

11. Шабалин С.А. Прикладная метрология в вопросах и ответах. – 2-е издание. – М.: Изд. Стандартов, 1990.

Навчальний контент

Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Лекційні заняття

**
**

Лабораторні заняття

Самостійна робота студента/аспіранта

Політика та контроль

Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Система вимог, які ставляться перед студентом:

• відвідування лекційних та лабораторних занять є обов’язковою складовою вивчення матеріалу;

• на лекції викладач користується власним презентаційним матеріалом; використовує гугл-диск для викладання матеріалу поточної лекції, додаткових ресурсів, лабораторних робіт та інше; викладач відкриває доступ до певної директорії гугл-диска для скидання електронних лабораторних звітів та відповідей на МКР;

• на лекції заборонено відволікати викладача від викладання матеріалу, усі питання, уточнення та ін. студенти задають в кінці лекції у відведений для цього час;

• лабораторні роботи захищаються у два етапи – перший етап: студенти виконують завдання на допуск до захисту лабораторної роботи; другий етап – захист лабораторної роботи. Бали за лабораторну роботу враховуються лише за наявності електронного звіту;

• модульна контрольна робота пишеться на лекційних заняттях без застосування допоміжних засобів (мобільні телефони, планшети та ін.); результат пересилається у файлі до відповідної директорії гугл-диску;

• заохочувальні бали виставляються за: активну участь на лекціях; участь у факультетських та інститутських олімпіадах з навчальних дисциплін, участь у конкурсах робіт, підготовка оглядів наукових праць; презентацій по одній із тем СРС дисципліни тощо. Кількість заохочуваних балів на більше 10.

Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

Рейтинг студента з дисципліни складається з балів, що він отримує за:

1. виконання та захист 7 лабораторних робіт;

2. виконання 1 модульної контрольної роботи (МКР).

Система рейтингових балів та критерії оцінювання

Лабораторні роботи:

«відмінно», повна відповідь на питання під час захисту (не менш ніж 90% потрібної інформації) та оформлений належним чином протокол до лабораторної роботи – 7 балів;

«добре», достатньо повна відповідь на питання під час захисту (не менш ніж 75% потрібної інформації) та оформлений належним чином протокол до лабораторної роботи – 6 балів;

«задовільно», неповна відповідь на питання під час захисту (не менш ніж 60% потрібної інформації), незначні помилки та оформлений належним чином протокол до лабораторної роботи – 4 бали;

«незадовільно», незадовільна відповідь та/або не оформлений належним чином протокол до лабораторної роботи – 0 балів.

Модульні контрольні роботи:

«відмінно», повна відповідь (не менш ніж 90% потрібної інформації) – 50 балів;

«добре», достатньо повна відповідь (не менш ніж 75% потрібної інформації), або повна відповідь з незначними помилками – 40 балів;

«задовільно», неповна відповідь (але не менш ніж 60% потрібної інформації) та незначні помилки – 32 бали;

«незадовільно», незадовільна відповідь (неправильний розв’язок задачі), потребує обов’язкового повторного написання в кінці семестру – 0 балів.

Заохочувальні бали

за активну роботу на лекції 1 бал.

Міжсесійна атестація

За результатами навчальної роботи за перші 7 тижнів максимально можлива кількість балів – 20 балів. На першій атестації (8-й тиждень) студент отримує «зараховано», якщо його поточний рейтинг не менший ніж 10 балів.

За результатами 13 тижнів навчання максимально можлива кількість балів – 32 бали. На другій атестації (14-й тиждень) студент отримує «зараховано», якщо його поточний рейтинг не менший ніж 16 балів.

Максимальна сума вагових балів контрольних заходів протягом семестру складає:

R=7*r_лаб+r_мкр=7*7+50=99.

Студенти, які наприкінці семестру мають рейтинг менше 60 балів, а також ті, хто хоче підвищити оцінку, виконують залікову контрольну роботу.

Контрольна робота складається з 4 питань. Кожне оцінюється 25 балами.

Сума балів за кожне з чотирьох питань ()переводиться до залікової оцінки згідно з таблицею :

Залік:

Сума стартових балів і балів за модульну контрольну роботу переводиться до залікової оцінки згідно з таблицею:

Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)

• перелік теоретичних питань, які виносяться на семестровий контроль наведено в Додатку 1;

• на початку семестру викладач аналізує існуючі курси по тематиці дисципліни та пропонує пройти відповідні безкоштовні курси студентам. Після отриманням студентом сертифікату проходження дистанційних чи онлайн курсів за відповідною тематикою, викладач закриває відповідну частину курсу (лабораторні чи лекції) за попередньою домовленістю з групою.

Робочу програму навчальної дисципліни (Силабус):

Складено професор, д.т.н., Корнієнко Богдан Ярославович

Ухвалено кафедрою АУТС (протокол № 1 від 27.08.2020 р.)

Погоджено Методичною комісією факультету[1] (протокол № 1 від 02.09.2020 р.)

Додаток 1

Перелік теоретичних питань на залік

1. Метрологія – наука про вимірювання. Фізичні величини та їх одиниці.

2. Принципи та методи вимірювання.

3. Засоби вимірювальної техніки та їх похибки.

4. Оцінювання похибок вимірювання.

5. Систематичні та випадкові похибки.

6. Основні етапи опрацювання результатів вимірювання.

7. Опрацювання результатів прямого вимірювання.

8. Опрацювання результатів опосередкованих вимірювань.

9. Державна метрологічна служба України.

10. Класифікація засобів вимірювальної техніки.

11. Первинні вимірювальні перетворювачі.

12. Аналогові вимірювальні прилади.

13. Електронні вимірювальні прилади.

14. Цифрові засоби вимірювальної техніки.

15. Вимірювальні прилади порівняння.

16. Вимірювання струму та напруги, фазового зсуву та частоти.

17. Вимірювання потужності та енергії.

18. Вимірювання електричного опору.

19. Класифікація перетворювачів неелектричних величин.

20. Перетворювачі з електричною величиною на виході.

21. Електромагнітні та теплові перетворювачі.

22. Електрохімічні та оптичні перетворювачі.

23. Вимірювання геометричних розмірів та рівнів.

24. Вимірювання механічного зусилля та тиску.

25. Вимірювання витрат та параметрів руху.

26. Вимірювання температури.

27. Вимірювання світлових величин**.**

[1] Методичною радою університету – для загальноуніверситетських дисциплін.