Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

664

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
08.01.2021
Размер:
222.91 Кб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова»

ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ПРИБОРЫ

Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки

15.03.04 - Автоматизация технологических процессов и производств

Воронеж, 2016

УДК 658.5.011.56

Поляков, С. И. Технические измерения и приборы [Текст]: метод. указа-

ния для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки

15.03.04 - Автоматизация технологических процессов и производств / С. И. По-

ляков; Мин-во обр-я и науки Рос. Фед., ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016.

17 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ»

Рецензент: профессор кафедры автоматизации технологических процес-

сов и производств Воронежского государственного архитектурно-

строительного университета В.И. Акимов

2

 

 

Введение

 

 

 

Методические

указания

по

организации

и

проведе-

нию самостоятельной работы студентов составлены в соответствии с содержа-

нием рабочей программы настоящей учебной дисциплины.

При формировании у студентов навыков самостоятельной работы, необ-

ходимо иметь в виду две тесно связанные между собой задачи. Первая состоит в том, чтобы развивать у студентов самостоятельность в познавательной дея-

тельности, то есть научить их самостоятельно овладевать знаниями. Вторая за-

дача заключается в том, чтобы научить студентов самостоятельно применять знания в учении и практической деятельности.

Под самостоятельной работой студентов понимается такая работа, кото-

рую они выполняют без непосредственного участия преподавателя, но по его заданию, под его наблюдением и руководством, в специально предоставленное для этого время. Самостоятельная работа предполагает активные умственные действия студентов, связанные с поисками наиболее рациональных способов выполнения предложенных преподавателем заданий, с анализом результатов работы.

Самостоятельная подготовка студентов предполагает следующие виды и формы работы: конспектирование лекций, самостоятельное изучение материала с помощью учебников и учебных пособий, написание и защита реферата, док-

лада; подготовка к сообщению или беседе на практическом занятии, исследова-

тельская работа, подготовка презентаций, выполнение домашних эксперимен-

тов, самостоятельных (индивидуальных) заданий, систематическая работа со справочными материалами, с таблицами, схемами; подготовка к промежуточ-

ной аттестации, зачету и экзамену.

По основной дидактической цели названные виды самостоятельной рабо-

ты можно подразделить на три группы: работы по приобретению новых знаний,

работы по формированию умений и навыков, работы по применению знаний,

3

умений и навыков. Указанные группы работ тесно связаны между собой. Эта связь обусловлена тем, что одни и те же средства могут быть использованы для решения различных дидактических задач. Например, с помощью лабораторно -

практических работ достигается формирование умений и навыков, приобрете-

ние некоторых новых знаний, а также применение ранее полученных знаний.

Содержание самостоятельной работы на каждом этапе должно быть по-

сильным для студентов.

Чтобы самостоятельная работа способствовала формированию инициати-

вы и познавательных способностей учащихся, нужно предлагать такие задания,

выполнение которых не допускало бы действий по готовым рецептам и шабло-

ну. Только тогда будет достигнут нужный результат.

Методические указания призваны помочь студентам правильно организо-

вать самостоятельную работу и рационально использовать свое время при ов-

ладении содержанием настоящей дисциплины, практическими умениями и на-

выками.

Самостоятельная работа направлена на освоение студентами следующих практических умений и знаний согласно требованиям рабочей программы учебной дисциплины:

– знать: назначение, принципы построения и сущность Государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП); основные понятия теории измерения; классификацию существующих средств измерений и их метрологические характеристики; существующие методы и средства изме-

рения геометрических, механических величин, температуры, давления, расхода,

уровня, определения состава и свойств веществ, экологических параметров, ка-

чества изделий; виды и принципы функционирования вторичных приборов и преобразователей сигналов; виды, структуру и возможности измерительных информационных систем (ИИС);

– уметь: проектировать, разрабатывать и эксплуатировать измерительные каналы геометрических, механических величин, температуры, давления, расхо-

4

да, уровня, определения состава и свойств веществ, экологических параметров,

качества изделий.

– владеть: навыками построения измерительных каналов основных тех-

нических (технологических) величин.

Методические указания по организации и проведению самостоятельной работы студентов могут быть использованы преподавателями на учебных заня-

тиях по данной дисциплине, студентами при освоении дисциплины.

Методические указания руководства самостоятельной работой студентов:

Четко ставить задачу предстоящей самостоятельной работы.

Добиваться, чтобы студенты выполняли самостоятельную работу осознан-

но, то есть ясно представляли теоретические основы выполняемых дейст-

вий.

Вовремя предупреждать студентов о типичных ошибках и возможных способах их избегания.

Оказывать студентам помощь, не вмешиваясь в их работу без необходимо-

сти.

При допущении студентами ошибок подводить их к осознанию и понима-

нию сути и причин ошибок, с тем чтобы студенты самостоятельно нашли способ их предупреждения и устранения.

Практиковать промежуточный контроль хода и результатов самостоятель-

ной работы студентов.

Рационально распределять задания самостоятельной работы по сложности с учетом индивидуальных особенностей и способностей студентов.

Стимулировать и поощрять проявления творческого подхода студентов к выполнению заданий.

Умело сочетать индивидуальную и коллективную работу студентов.

При оценке хода и итогов самостоятельной работы студентов исходить из положительных моментов в их работе.

5

Постоянно практиковать в ходе самостоятельной работы обращение сту-

дентов к разным источникам информации.

Методические рекомендации для студентов при выполнении самостоя-

тельной работы:

1.Внимательно прочитайте материал по конспекту, составленному на учебном занятии при изложении материала преподавателем.

2.Прочитайте тот же материал по учебнику, учебному пособию.

3.Постарайтесь разобраться с непонятным, в частности новыми терми-

нами. Часто незнание терминологии мешает студентам воспринимать материал

на теоретических и лабораторно - практических занятиях на должном уровне.

4.Составьте план прочитанного, то есть объедините главные мысли в единое целое.

5.Ответьте на контрольные вопросы для самопроверки, имеющиеся в учебнике или предложенные преподавателем.

6.Кратко перескажите содержание изученного материала «своими слова-

ми».

7.Заучите «рабочие определения» основных понятий, законов.

8.Освоив теоретический материал, приступайте к выполнению заданий,

упражнений; решению задач, расчетов самостоятельной работы; составлению графиков, таблиц.

1. Содержание разделов дисциплины

Раздел 1. ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРИБОРОВ И СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

Назначение и принципы построения. Классификация ГСП. Информаци-

онные связи. Основные устройства, входящие в состав функциональных групп ГСП.

Раздел 2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ ИЗМЕРЕНИЙ

6

Понятие физической величины и измерения. Виды измерений. Методы измерений.

Раздел 3. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И ИХ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Классификация средств измерений. Метрологические характеристики средств измерений и их нормирование.

Раздел 4. ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

ИЗМЕРЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ И ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Механические методы. Пневматические методы. Электрические методы.

Оптические методы. Электрические измерения угловых перемещений. Датчики положения оси.

ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ Рычажные методы. Компенсационные методы. Методы измерения сил,

использующие элементы упругости. Методы измерения сил по давлению.

ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИИ Измерение деформаций на полной поверхности. Тензометры.

Раздел 5. ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ Термометры, использующие эффект расширения материалов. Резистив-

ные термометры. Термометры, использующие термоэлектрический эффект.

Бесконтактные термометры.

Раздел 6. ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ Измерители давления по высоте столба жидкости (манометры). Диафраг-

мы. Сильфоны. Трубки Бурдона. Струнно-вибрационные датчики давления.

Пьезоэлектрические датчики давления.

Раздел 7. ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА Расходомеры по перепаду давления. Механические расходомеры. Расхо-

домеры вытеснительного типа. Магнитогидродинамические расходомеры.

Ультразвуковые расходомеры. Колебательные расходомеры. Прямые измере-

7

ния массовых расходов. Косвенные методы определения массового расхода.

Измерение мгновенной скорости потока по перепаду давления. Термические методы измерения мгновенной скорости потока .

Раздел 8. ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЯ Визуальные методы. Поплавковые методы. Датчики по перемещению.

Методы по давлению. Весовые методы. Электрические методы. Ультразвуко-

вые методы. Радиационные методы.

Раздел 9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА И СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ВЕЩЕСТВ Хроматография. Электрохимический анализ. Спектроскопия. Масс-

спектрометрия. Методы термического анализа.

ИЗМЕРЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ВЕЩЕСТВ Весовые методы. Методы, основанные на принципе плавучести. Методы,

основанные на измерении давления. Вибрационные методы. Радиационные ме-

тоды.

ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ Психрометрический метод. Метод точки росы. Сорбционные методы.

Кондуктометрический метод. Диэлькометрический метод.

ИЗМЕРЕНИЕ ВЯЗКОСТИ Капиллярные вискозиметры. Шариковые вискозиметры. Ротационные

вискозиметры.

Раздел 10. ИЗМЕРЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ Раздел 11. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ, НА ПРИМЕРЕ

ИЗМЕРЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ Метод рассеяния акустических волн. Пневматические методы.

Раздел 12. ВТОРИЧНЫЕ ПРИБОРЫ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СИГНАЛОВ

Мосты Уитстона постоянного тока. Мосты переменного тока. Потенцио-

метрические мосты. Усилители. Линеаризация сигналов. Масштабирование то-

8

ка и напряжения. Фильтрация. Модуляция. Аналого-цифровое преобразование.

Раздел 13. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ (ИИС)

Основные термины и понятия. Виды и структуры ИИС. Основные компоненты ИИС. Поколения ИИС. Характеристики ИИС. Виды ИИС.

2. Самостоятельная работа студентов

Поскольку лекции читаются не в полном объеме дисциплины, то студентам на самостоятельное изучение выносится ряд разделов. Преподаватель сообщает студентам содержание данных разделов и организует контроль знаний по заявленным темам.

Самостоятельно студенты в лаборатории 406 кафедры автоматизации производственных процессов дорабатывают лабораторно-практические работы, готовят отчеты по каждой из них.

 

 

Таблица 1

 

 

 

 

Тема самостоятельной работы

Номер источника

 

п/п

 

 

 

 

 

 

 

1

Основные устройства, входящие в состав

1 осн. (С. 2-5)

 

 

функциональных групп ГСП

 

 

 

 

 

 

2

Механические методы измерения геометри-

1 осн. (С.33-37)

 

 

ческих размеров

 

 

 

 

 

 

3

Датчики положения оси

1 осн. (С.44-47)

 

 

 

 

 

4

Рычажные методы измерения силы

1 осн. (С.47-53)

 

 

 

 

 

5

Методы измерения сил по давлению

1 осн. (С.47-53)

 

 

 

 

 

6

Измерение деформаций на полной поверх-

1 осн. (С.50-53)

 

 

ности

 

 

 

 

 

 

7

Бесконтактные термометры

1 осн. (С.54-58)

 

 

 

 

 

9

8

Струнно-вибрационные датчики давления

1 осн. (С.67-77)

 

 

 

9

Пьезоэлектрические датчики давления

1 осн. (С.67-77)

 

 

 

10

Расходомеры вытеснительного типа

1 осн. (С. 78-90)

 

 

 

11

Прямые измерения массовых расходов

1 осн. (С.78-94)

 

 

 

12

Косвенные методы определения массового

1 осн. (С.78-94)

 

расхода

 

 

 

 

13

Измерение мгновенной скорости потока по

1 осн. (С.78-94)

 

перепаду давления

 

 

 

 

14

Термические методы измерения мгновенной

1 осн. (С.95-96)

 

скорости потока

 

 

 

 

15

Визуальные методы измерения уровня

1 осн. (С.96-105)

 

 

 

16

Поплавковые методы измерения уровня

1 осн. (С.98-108)

 

 

 

17

Хроматография

1 осн. (С.98-108)

 

 

 

18

Электрохимический анализ

1 осн. (С.98-108)

 

 

 

19

Спектроскопия

1 осн. (С. 98-108)

 

 

 

20

Масс-спектрометрия

1 осн. (С.98-108)

 

 

 

21

Методы термического анализа

1 осн. (С.98-108)

 

 

 

22

Измерение плотности методами, основан-

1 осн. (С.108-112)

 

ными на измерении давления

 

 

 

 

23

Радиационные методы

1 осн. (С.108-112)

 

 

 

24

Сорбционные методы измерения влажности

1 осн. (С.112-115)

 

 

 

25

Ротационные вискозиметры

1 осн. (С.115-118)

 

 

 

26

Измерение экологических параметров

1 доп.

 

 

 

27

Контроль качества изделий, на примере из-

1 доп.

 

мерения шероховатости поверхности

 

 

 

 

28

Мосты переменного тока

1 осн. (С.118-124)

 

 

 

30

Усилители

1 осн. (С.124-133)

 

 

 

31

Фильтрация

1 осн. (С.124-133)

 

 

 

10

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]