Рабочая программа дисциплины Физические основы измерений для специальности 072000 «Стандартизация и сертификация» направление 653800 «Стандартизация, сертификация и метрология» icon

Рабочая программа дисциплины Физические основы измерений для специальности 072000 «Стандартизация и сертификация» направление 653800 «Стандартизация, сертификация и метрология»


Смотрите также:
Рабочая программа дисциплины Физические основы измерений для специальности 072000...
Рабочая программа дисциплины метрология...
Рабочая программа дисциплины Методы и средства измерений...
Рабочая программа дисциплины Методы и средства измерений...
Рабочая программа дисциплины План для специальности 072000 «Стандартизация и сертификация»...
Рабочая программа дисциплины квалиметрия и управление качеством для специальности 072000...
Рабочая программа дисциплины квалиметрия и управление качеством для специальности 072000...
Рабочая программа дисциплины защита интеллектуальной собственности и патентоведение для...
Программа дисциплины Детали машин для специальности: 072000 Стандартизация и сертификация...
Рабочая программа дисциплины Введение в специальность для специальности 072000 «Стандартизация и...
Рабочая программа дисциплины Системы качества для специальности 072000 «Стандартизация и...
Рабочая программа дисциплины Материаловедение...



Загрузка...
скачать


Министерство образования Российской Федерации

Воронежская государственная технологическая академия


УТВЕРЖДАЮ”

Декан факультета ПМА

________ проф. Колодежнов В.Н.

«___» __________________ 2002г


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины


Физические основы измерений


для специальности 072000 – «Стандартизация и сертификация»

направление 653800 – «Стандартизация, сертификация и метрология»


Программа рассмотрена

на заседании кафедры ТМКМ протокол № ___ от «___» _____________ 200 г


Заведующий кафедрой ТМКМ _____________ проф. Попов Г.В.


на заседании методической комиссии

ФПМА протокол № ___ от «___» ___________ 200 г.


Председатель методической комиссии

по образованию в области специальностей

механического профиля _____________ доц. Шаршов В.Н.


Согласовано


Заведующий кафедрой ТМКМ _____________ проф. Попов Г.В.


Воронеж - 200 г.


^ 1. Цели и задачи дисциплины

Дисциплина «Физические основы измерений» (ФОИ) относится к курсу общепрофессиональных дисциплин, вводящих в круг специальных дисциплин стандартизации и сертификации, является базовой для подготовки студентов специальности 072000  «Стандартизация и сертификация» к слушанию специальных курсов.

^ Целью изучения дисциплины является подготовка студентов к производственно-технической деятельности, связанной с процессом стандартизации и сертификации.

^ Задачи дисциплины: изучение закономерностей измерений, методов теории подобия и размерностей, различных измерительных систем, элементов современной физической картины мира, проблем физико-технического обеспечения инженерных решений проблем измерений, физических принципов создания современной эталонной базы с использованием различных физических явлений.

Изучение отдельных разделов курса основано на материале, излагаемом в курсе физики, высшей математики, химии.

Навыки и знания, приобретенные студентами при изучении дисциплины «Физические основы измерений», способствуют усвоению материала при изучении последующих дисциплин «Методы и средства измерений, испытаний и контроля», «Автоматизация измерений, контроля и испытаний».


^ 2. Требования к уровню содержания дисциплины (указать в виде знаний, умений, навыков)

В результате изучения данной дисциплины студенты должны

  1. иметь представление:

  • о принципах построения современной эталонной базы;

  • о принципах и методах измерений;

  • о современной физической картине мира.

  1. знать и уметь использовать:

  • классификацию измерений;

  • физические явления, положенные в основу создания эталонной базы;

  • методы теории подобия и анализа размерностей;

3) иметь опыт:

  • проведения измерения основных физических величин.


^ 3. Объем дисциплины и виды учебной работы

Виды учебной работы

Всего часов

5 семестр

1

2

3

Общая трудоемкость дисциплины

102

102

Аудиторные занятия

51

51

Лекции

34

34

Практические занятия (ПЗ)





Семинары





Лабораторные работы (ЛР)

17

17

и (или) другие виды аудиторных занятий





Самостоятельная работа

51

51

Проработка конспекта лекций

0,434=13,6

0,434=13,6

Изучение материалов, изложенных в лекциях и по учебникам

184 с.:161=11,5

184 с.:161=11,5

Оформление отчета по лабораторным работам

9,0/5

9,0/5

Подготовка к коллоквиумам

10/1

10/1

Расчетно-практические работы





1

2

3

Реферат

6,9/1

6,9/1

и (или) другие виды самостоятельной работы





Вид итогового контроля (зачет, экзамен)

Экзамен

Экзамен


Расчет самостоятельной работы студентов

Самостоятельная работа 51 ч.

        1. Оформление отчета по лабораторным работам

          Проведение расчетов

          1 с.0,5=0,5

          Выполнение эскиза

          1 А40,5=0,5

          Оформление пояснительной записки

          3 с.0,2=0,6

          Лабораторная работа

          0,5+0,5+0,6=1,6

          5 ЛР 1,6=9,0

        2. Подготовка к коллоквиумам: 110 ч.л. =10

        3. Реферат

Проработка литературы для составления реферата

31 с.:162,0=3,9

Оформление текста

15 с.0,2=3,0

Реферат

3,9+3,0=6,9


^ 4. Содержание дисциплины

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий

№ п/п

Разделы дисциплины

Лекции

ЛР

1

2

3

4

1

Измерения, классификация измерений

2

3

2

Физические величины и единицы измерений

2



3

Элементы теории подобия и анализа размерностей

3



4

Классические измерительные системы

3

3

5

Элементы современной физической картины мира.

5



6

Принципиальная невозможность полного устранения неопределенности результатов измерений

5

3

7

Фундаментальные пределы точности измерений

4

4

8

Адиабатические инварианты

1



9

Физические принципы создания современной эталонной базы с использованием физических эффектов и явлений.

9

4


^ 4.2. Содержание разделов дисциплины
4.2.1. Лекционные занятия.

  1. Измерения, классификация измерений.

Введение. Основные понятия и определения. Измерение как процесс познания окружающего мира. Сущность измерений. Классификация измерений.

  1. Физические величины и единицы измерений.

Физическая величина. Размерность физических величин и их классификация. Системы единиц измерения.

  1. Элементы теории подобия и анализа размерностей.

Анализ размерностей физических величин. П-теорема. Подобные системы. Критерии подобия.

  1. ^ Классические измерительные системы.

Принципы построения измерительных систем. Основные функции измерительной системы. Идеализированная блок-схема измерительной системы. Важнейшие функциональные блоки измерительной системы. Измерительные преобразователи. Преобразование неэлектрических сигналов в электрические. Классификация измерительных преобразователей. Методы измерений, область их применения, их достоинства и недостатки.

  1. ^ Элементы современной физической картины мира.

Физическая картина мира. Механическая и электромагнитная картины мира. Кризис физики и "новейшая революция в естествознании". Постоянные необратимые изменения Вселенной и стабильность фундаментальных физических постоянных: Принципы организации современного научного знания. Пространство и время, поле и вещество, взаимодействие, взаимопревращения частиц, физический вакуум, вероятность в современной картине мира.

  1. ^ Принципиальная невозможность полного устранения неопределенности результатов измерений.

Элементы квантовой теории. Дискретность (квантование). Корпускулярно-волновой дуализм. Соотношение неопределенности и принцип дополнительности как причины невозможности полного устранения неопределенности результатов измерений. Взаимовлияние объектов микро- и макромира. Шумы: влияние броуновского движения, тепловой шум, дробовой эффект, фликкер-эффект, генерационно-рекомбинационный шум, квантовый шум. Фазочувствительные детекторы и усилители. Самодвижение материи как фундаментальный источник погрешностей измерений.

        1. ^ Фундаментальные пределы точности измерений.

Современные представления о микро- и макромире. Неразрывная связь микромира и макромира. Виды взаимодействий. Элементарные частицы. Потенциальные ресурсы стабильности параметров физических объектов микромира. Физико-техническое обеспечение инженерных решений проблемы передачи стабильности объектов микромира микроскопическим объектам измерительных приборов и систем.

  1. ^ Адиабатические инварианты.

  2. Физические принципы создания современной эталонной базы с использованием физических эффектов и явлений.

Термоэлектрические явления: Зеебека эффект, явления Пельтье, Томсона. Термопреобразователь сопротивления. Гальваномагнитные эффекты: эффект Холла, Эттинсгаузена, Нернста, магниторезистивный. Квантованное сопротивление Холла и фундаментальные постоянные. Создание эталонов с помощью квантованного эффекта Холла. Явление сверхпроводимости. Эффекты Джозефсона. Применение эффектов Джозефсона для создания эталонов. Эффект Ааронова-Бома. Единая теория поля Вейля. Связь эффектов Комптона, Мейснера, Зеемана, Вавилова-Черенкова, Мессбауэра фотоэффекта, с положениями Единой теории поля и эффектом Ааронова-Бома на квантовом уровне. Применение квантовых эффектов для создания эталонов.

4.2.2. Лабораторный практикум




№ п/п

№ раздела дисциплины
^

Наименование лабораторных работ


1

2

3

1

1

Прямые, косвенные и совместные измерения.

2

4

Измерение электрических величин методами непосредственной оценки и сравнения с мерой.

3

6

Изучение терморезисторов.

4

7

Изучение принципов действия электронного осциллографа.

5

9

Изучение термоэлектрических эффектов.


^ 5. Практические занятия

Не предусмотрены

6. Формы и содержание текущего, промежуточного и итогового контроля


Контроль знаний студентов осуществляется посредством текущего, промежуточного и итогового контроля.

Текущий контроль – рейтинговая оценка знаний, отчет по лабораторным работам.

Промежуточный контроль – коллоквиум, реферат.

Итоговый контроль – экзамен.


Контрольные вопросы к коллоквиуму:


Коллоквиум № 1

  1. Измерение, его свойства.

  2. Измерение как процесс познания окружающего мира.

  3. Теория измерений

  4. Классификация измерений по уровням.

  5. Классификация измерений в зависимости от способа их получения.

  6. История мер.

  7. Размерности физических единиц

  8. Системы единиц измерения.

  9. П-теорема.

  10. Подобные системы

  11. Критерии подобия

  12. Применение анализ размерностей для определения зависимости периода колебаний математического маятника.

  13. Применение анализ размерностей для доказательства теоремы Пифагора.

  14. Идеализированная блок-схема измерительной системы. Важнейшие функциональные блоки измерительной системы.

  15. Датчики.

  16. Устройства индикации, регистрация данных, управление и обратная связь.

  17. Преобразование неэлектрических сигналов в электрические. Классификация измерительных преобразователей.

  18. Характеристика основных типов измерительных преобразователей.

  19. Методы измерений, область их применения, их достоинства и недостатки.

  20. Методы сравнения с мерой.

  21. Физическая картина мира.

  22. Механическая и электромагнитная картины мира – предпосылки возникновения и общие черты.

  23. Механистическая картина мира.

  24. Электромагнитная картина мира.

  25. Кризис физики и "новейшая революция в естествознании".


Контрольные вопросы к экзамену:

  1. Измерение, его свойства.

  2. Измерение как процесс познания окружающего мира.

  3. Теория измерений

  4. Классификация измерений по уровням.

  5. Классификация измерений в зависимости от способа их получения.

  6. История мер.

  7. Размерности физических единиц

  8. Системы единиц измерения.

  9. П-теорема.

  10. Подобные системы

  11. Критерии подобия

  12. Применение анализ размерностей для определения зависимости периода колебаний математического маятника.

  13. Применение анализ размерностей для доказательства теоремы Пифагора.

  14. Идеализированная блок-схема измерительной системы. Важнейшие функциональные блоки измерительной системы.

  15. Датчики.

  16. Устройства индикации, регистрация данных, управление и обратная связь.

  17. Преобразование неэлектрических сигналов в электрические. Классификация измерительных преобразователей.

  18. Характеристика основных типов измерительных преобразователей.

  19. Методы измерений, область их применения, их достоинства и недостатки.

  20. Методы сравнения с мерой.

  21. Физическая картина мира.

  22. Механическая и электромагнитная картины мира – предпосылки возникновения и общие черты.

  23. Механистическая картина мира.

  24. Электромагнитная картина мира.

  25. Кризис физики и "новейшая революция в естествознании".

  26. Постоянные необратимые изменения Вселенной и стабильность фундаментальных физических постоянных.

  27. Принципы организации современного научного знания.

  28. Пространство и время в современной картине мира.

  29. Поле и вещество, взаимодействие в современной картине мира.

  30. Взаимопревращения частиц в современной картине мира.

  31. Вероятность в современной картине мира.

  32. Физический вакуум в современной картине мира.

  33. Эволюция Вселенной в современной картине мира.

  34. Дискретность (квантование).

  35. Корпускулярно-волновой дуализм.

  36. Соотношение неопределенности

  37. Принцип дополнительности.

  38. Взаимовлияние объектов микро- и макромира.

  39. Влияние броуновского движения на показания гальванометра.

  40. Тепловой шум.

  41. Дробовой эффект.

  42. Квантовый шум.

  43. Современные представления о микро- и макромире.

  44. Неразрывная связь микромира и макромира. Виды взаимодействий.

  45. Элементарные частицы.

  46. Потенциальные ресурсы стабильности параметров физических объектов микромира.

  47. Физико-техническое обеспечение инженерных решений проблемы передачи стабильности объектов микромира микроскопическим объектам измерительных приборов и систем.

  48. Причины возникновения ТермоЭДС термопары.

  49. Эффект Зеебека.

  50. Явление Пельтье.

  51. Явление Томсона.

  52. Движение заряженной частицы в электрическом и магнитном поле под действием силы Лоренца.

  53. Эффекты Холла.

  54. Квантование эффекта Холла.

  55. Квантованное сопротивление Холла и фундаментальные постоянные.

  56. Магнетосопротивление (эффект Гаусса).

  57. . Сверхпроводимость.

  58. Изменение теплоемкости при переходе материала из нормального состояния в сверхпроводящее.

  59. Эффект Мейсснера — Оксенфельда.

  60. Эффекты Джозефсона.

  61. Развитие теории сверхпроводимости.

  62. Притяжение между электронами.

  63. Взаимодействие электронов при Т=0 К.

  64. Куперовские пары.

  65. Высокотемпературная сверхпроводимость.

  66. Применение эффектов Джозефсона для создания эталонов.

  67. Эффект Ааронова-Бома.

  68. I модификация опыта Ааронова-Бома.

  69. II модификация опыта Ааронова-Бома.

  70. III модификация опыта Ааронова-Бома.

  71. Единая теория поля Вейля.

  72. Эффект Комптона.

  73. Фотоэффект.

  74. Эффект Зеемана.

  75. Эффект Вавилова-Черенкова.

  76. Эффект Мессбауэра.

  77. Квантовое объяснение эффекта Комптона.

  78. Квантовое объяснение фотоэффекта.

  79. Квантовое объяснение эффекта Зеемана.

  80. Квантовое объяснение эффекта Вавилова-Черенкова.

  81. Квантовое объяснение эффекта Мессбауэра.

  82. Квантовое объяснение эффекта Мейснера.

  83. Взаимосвязь квантовых эффектов.

  84. Адиабатические инварианты.


Расчетно-практические работы

Не предусмотрены.


Рефераты

Реферат по теме “Современные физико-технические разработки инженерных решений в области проблемы передачи стабильности объектов микромира микроскопическим объектам измерительных приборов и систем”.


^ 7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

7.1. Основная литература

1) Раннев Г.Г: Информационно-измерительная техника и технологии - М.:Высшая школа. 2001. 454 с.

2) Клаассен К.Б.: Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике – М.: "Постмаркет". 2000. 352 с.

3) Савельев И.В. Курс общей физики. Т.2. М.: Астрель. 2001. 496 с.

4) Рябинин Г.А., Бологов А.В. и др. Справочник физических величин – М.: Союз. 2001. 348 с.

5) Капра.Ф. Дао физики.- М.: Мир. 1983. 304 с.

^ 7.2. Дополнительная литература

  1. Д. Камке Физические основы единиц измерения.- М.: Мир. 1983. 208 с.

  2. Мейзда Ф. Электронные измерительные приборы и методы измерений. М.: Мир, 1990. 536 с.

  3. Боднер В. А., Алферов А. В. Измерительные приборы: Учебник для вузов: в 2-х т. - М.: Изд-во стандартов, 1986.

  4. Власов А.Д., Мурин Б.П. Единицы физических величин в науке и технике: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1990. 176 с.

  5. Елизаров А. С. Электрорадиоизмерения: Учебник для вузов. Минск: Высш. шк., 1986. 296 с.

  6. Измерение электрических и неэлектрических величин: Учеб. Пособие / Н.Н. Евтихиев и др. М.: Энергоатомиздат, 1990. 352 с.

  7. Кунце Х.-И.: Методы физических измерений. - М.: Мир. 1989. 216 с.

  8. Левшина Е.С., Новицкий П.В. Электрические измерения физических величин. Измерительные преобразователи. - Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 320с.

  9. Основы метрологии и электрические измерения: Учебник для вузов / Под ред. Е. М. Душина. Л.: Энергоатомиздат, 1987. 480 с.

^ 7.3. Методические материалы преподавателю

  1. Д. Камке Физические основы единиц измерения.- М.: Мир. 1983. 208 с.

  2. Мейзда Ф. Электронные измерительные приборы и методы измерений. М.: Мир, 1990. 536 с.

  3. Боднер В. А., Алферов А. В. Измерительные приборы: Учебник для вузов: в 2-х т. - М.: Изд-во стандартов, 1986.

  4. Власов А.Д., Мурин Б.П. Единицы физических величин в науке и технике: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1990. 176 с.

  5. Елизаров А. С. Электрорадиоизмерения: Учебник для вузов. Минск: Высш. шк., 1986. 296 с.

  6. Измерение электрических и неэлектрических величин: Учеб. Пособие / Н.Н. Евтихиев и др. М.: Энергоатомиздат, 1990. 352 с.

  7. Кунце Х.-И.: Методы физических измерений. - М.: Мир. 1989. 216 с.

  8. Левшина Е.С., Новицкий П.В. Электрические измерения физических величин. Измерительные преобразователи. - Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 320с.

  9. Основы метрологии и электрические измерения: Учебник для вузов / Под ред. Е. М. Душина. Л.: Энергоатомиздат, 1987. 480 с.

  10. Раннев Г.Г: Информационно-измерительная техника и технологии - М.:Высшая школа. 2001. 454 с.

  11. Клаассен К.Б.: Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике – М.: "Постмаркет". 2000. 352 с.

  12. Савельев И.В. Курс общей физики. В 2-х т.. М.: Астрель. 2001. 496 с.

  13. Рябинин Г.А., Бологов А.В. и др. Справочник физических величин – М.: Союз. 2001. 348 с.

  14. Капра.Ф. Дао физики.- М.: Мир. 1983. 304 с.

  15. Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология: Учебное пособие для вузов – М.:Логос, 2000- 408 с.: ил.

  16. Алиев Т.М., Тер-Хачатуров А.А.: Измерительная техника. - М.:Высшая школа. 1982. –276 с.

  17. Фридрихов С.А., Мовнин С.М. Физические основы электронной техники. –М.: М.:Высшая школа. 1982. – 608 с.

7.4. Обучающие, контролирующие, расчетные компьютерные программы и другие средства освоения дисциплины

Не имеется.


Программа составлена в соответствие с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования и учебным планом по специальностям подготовки дипломированного специалиста: 072000 – «Стандартизация и сертификация».


Рабочую программу составили:

Переславцева Н.С., ст. преп.





Скачать 171,51 Kb.
оставить комментарий
Дата20.09.2011
Размер171,51 Kb.
ТипРабочая программа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

отлично
  2
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх