- •Учебно - методический комплекс
- •Наименование тем лекционных занятий
- •Лабораторные работы по дисциплине
- •Методические указания к изучению дисциплины
- •Структура учебного курса
- •Глава 1. Особенности датчиковой аппаратуры
- •1.1. Понятие «датчик». Классификация датчиков
- •1.2. Характеристики датчиков
- •1.3. Метрологическое обеспечение датчиков
- •Температура
- •1.4. Принципы выбора датчиков
- •Глава 2. Принципы преобразования в датчиках
- •2.1. Реостатные преобразователи
- •2.2. Индуктивные и трансформаторные преобразователи
- •2.3. Струнные и стержневые преобразователи
- •2.4. Ультразвуковые преобразователи
- •Скорость распространения в твердом теле
- •2.5. Индукционные преобразователи
- •2.6. Термоэлектрические преобразователи
- •2.7. Пьезоэлектрические преобразователи
- •2.8. Преобразователи с устройствами пространственного кодирования
- •2.9. Гироскопические приборы и устройства
- •2.9.1. Трехстепенные гироскопы
- •2.9.2. Двухстепенные гироскопы
- •Глава 3. Волоконно-оптические датчики
- •3.1. Взаимодействие оптического излучения с оптическими средами
- •3.2. Принципы преобразования в волоконно-оптических датчиках физических величин
- •3.3. Амплитудные вод (вод с модуляцией интенсивности)
- •3.4. Волоконно-оптические датчики поляризационного типа
- •3.5. Волоконно-оптические датчики на основе микромеханических резонаторов, возбуждаемых светом
- •3.6. Характеристики микрорезонаторных вод физических величин
- •3.7. Оптическое мультиплексирование вод физических величин
- •3.8. Волоконно-оптические гироскопы
- •3.9. Оптические элементы, используемые в волоконно-оптических датчиках
- •Глава 4. Особенности проектирования датчиков давления
- •4.1. Задачи измерения давления
- •4.2. Принципы построения аналоговых и дискретных датчиков давления
- •4.3. Воздействие влияющих факторов на датчики давления
- •4.4. Динамические погрешности при измерении переменных давлений
- •4.5. Особенности эксплуатации и монтажа датчиков давления
- •Глава 5. Датчики температуры и тепловых потоков
- •5.1. Физические основы температурных измерений
- •Значения длин волн, соответствующих спектральному максимуму излучения и полная спектральная светимость для различных температур абсолютно черного тела
- •5.2. Погрешности температурных измерений контактными датчиками
- •5.3. Основные задачи измерений тепловых потоков
- •5.4. Классификация датчиков теплового потока
- •5.5. Физические модели «тепловых» датчиков теплового потока
- •5.6. Бесконтактные измерители температуры
- •5.7. Тепловые фотоприемники
- •5.8. Применение пироэлектриков
- •Глава 6. Компоненты и датчики, управляемые магнитным полем
- •6.1. Магнитоупругие преобразователи
- •6.2. Гальваномагниторекомбинационные преобразователи
- •6.3. Датчики Виганда
- •Глава 7. Особенности проектирования и применения биологических, химических, медицинских датчиков
- •7.1. Биосенсоры
- •7.2. Датчики газового состава
- •7.3. Химические измерения
- •7.4. Медицинские датчики
- •Глава 8 «интеллектуальные» датчики
- •8.1. Особенности «интеллектуальных» датчиков физических величин
- •8.2. Функциональные возможности и требования, предъявляемые к «интеллектуальным» датчикам
- •8.3. Микропроцессорные модули для интеллектуальной обработки информации
- •8.4. Измерительный канал «интеллектуальных» датчиков
- •8.5. Основные критерии выбора микроконтроллера
- •8.6. Универсальный интерфейс преобразователя
- •8.7 Стандартизация интерфейсов «интеллектуальных» датчиков (семейство ieee р 1451)
- •8.8. Коррекция ошибок в «интеллектуальных» датчиках
- •8.9. Перспективы разработки и производства изделий интеллектуальной микросенсорики в Республике Беларусь
- •8.10. Примеры реализации «интеллектуализации» датчиков
- •Глава 9. Сопряжение преобразователей с измерительной аппаратурой
- •9.1. Схемы соединений измерительных преобразователей
- •9.2. Температурная компенсация тензометров
- •9.3. Температурная компенсация с помощью мостовых схем
- •9.4. Установка тензометров
- •9.5. Шумы
- •9.6. Защитные кольца
- •9.7. Случайные шумы
- •9.8. Коэффициент шума
- •Глава 10 особенности исполнения и испытаний датчиков
- •10.1. Исполнение в зависимости от воздействия климатических факторов внешней среды
- •10.2. Исполнение в зависимости от степени защиты от воздействия твердых тел (пыли) и пресной воды
- •10.3. Исполнение в зависимости от устойчивости к воздействию синусоидальной вибрации
- •10.4. Надежность датчиков
- •Литература
- •Содержание
- •Глава 1. Особенности датчиковой аппаратуры 81
- •Глава 2. Принципы преобразования в датчиках 110
- •2.9.1. Трехстепенные гироскопы 171
- •2.9.1.6. Вибрационный гироскоп 176
- •2.9.2. Двухстепенные гироскопы 177
- •Глава 3. Волоконно-оптические датчики 182
- •Глава 4. Особенности проектирования
- •Глава 5. Датчики температуры и
- •Глава 6. Компоненты и датчики,
- •Глава 7. Особенности проектирования
- •Глава 8 «интеллектуальные» датчики 347
- •Глава 9. Сопряжение преобразователей
- •Глава 10 особенности исполнения и
Наименование тем лекционных занятий
|
№ темы |
Кол. час. |
Название темы |
|
|
2 |
Особенности датчиковой аппаратуры. |
|
|
14 |
Принципы преобразования в датчиках. |
|
|
8 |
Волоконно-оптические датчики. |
|
|
4 |
Датчики давления. |
|
|
4 |
Компоненты и датчики, управляемые магнитным полем. |
|
|
4 |
Датчики температуры и тепловых потоков. |
|
|
4 |
Особенности проектирования и применения биологических, химических, медицинских датчиков. |
|
|
4 |
«Интеллектуальные» датчики. |
|
|
2 |
Сопряжение преобразователей с измерительной аппаратурой. |
|
|
2 |
Особенности исполнения и испытаний датчиков. |
Лабораторные работы по дисциплине
|
№ Л.Р. |
Наименование работы |
Кол. час. |
|
|
Исследование работы датчика вибрации. |
4 |
|
|
Исследование работы фотоэлектрических преобразователей. |
4 |
|
|
Исследование работы датчиков температуры. |
4 |
|
|
Исследование работы элементов Пельтье. |
4 |
|
|
Исследование работы полупроводниковых и металлических датчиков давления и механических напряжений. |
4 |
|
|
Исследование характеристик магнитных материалов гальваномагнитными преобразователями. |
4 |
|
|
Определение магнитной индукции в зазорах дипольной и квадрупольной магнитных систем. |
4 |
|
|
Исследование свойств индуктивных преобразователей. |
4 |
КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Курсовой проект выполняется в течение 8 семестра. На выполнение курсового проекта студенту отводится 15 часов. Основная задача проектирования заключается в самостоятельной разработке студентом конструкции и технологии изготовления датчиковой измерительной системы. Варианты тем курсового проекта с примерным указанием заданий:
1. Разработать конструкцию и технологию изготовления датчиковой системы измерения давления.
2. Разработать конструкцию и технологию изготовления датчиковой системы измерения усилия.
3. Разработать систему определения перемещения движущегося предмета на основании магнитной системы и магнитодиода.
4. Разработать систему диагностирования температуры среды на основании металлических и полупроводниковых датчиковых измерителей температуры (обязательное требование – наличие интегрального полупроводникового терморезистора.
Пояснительная записка (для вариантов заданий 1–4) должна содержать:
Введение
Анализ исходных данных и формирование расширенного технического задания на проектирование
Выбор и обоснование применяемых материалов и компонентов конструкции
Конструкторские расчеты
Разработка топологии кристалла
Составление схемы электрической принципиальной устройства
Разработка технологии изготовления чувствительных элементов
Разработка конструкции датчиков и технологического процесса сборки измерительной системы
Заключение
Список использованных литературных источников
Приложения
Перечень графического материала (для вариантов заданий 1–4):
Кристалл. Топологический чертеж общего вида. Комплект фотошаблонов
Схема электрическая принципиальная датчиковой измерительной системы
Сборочный чертеж датчика
Чертеж измерительной системы
Вспомогательные графические данные, вольт-амперные характеристики, упругие характеристики мембран и т.д. (по необходимости).
5. Разработать систему:
– измерения отклонения от перпендикулярности;
– измерения толщины деталей;
– измерения диаметра, овальности и биения;
– измерения высоты цилиндрических или плоских деталей
на основе индуктивного датчика линейного перемещения.
Пояснительная записка должна содержать:
Введение
Анализ исходных данных и формирование расширенного технического задания на проектирование
Выбор и обоснование применяемых материалов и компонентов конструкции
Конструкторские расчеты
Составление схемы электрической принципиальной устройства
Разработка конструкции датчиков и технологического процесса сборки измерительной системы
Заключение
Список использованных литературных источников
Приложения
Перечень графического материала:
Сборочный чертеж датчика
Схема электрическая принципиальная датчиковой измерительной системы
Измерительная система. Чертеж общего вида
Деталировки оригинальных элементов конструкции датчиков (по необходимости)
Вспомогательные графические данные (по необходимости)
6. Разработать систему ультразвуковой дефектоскопии для контроля качества проката малой и средней толщины на основе
– пьезоэлектрических излучателей;
– магнитострикционных никелевых стержневых излучателей;
– магнитострикционных никелевых многостержневых излучателей с подмагничиванием при излучении упругих колебаний с одной стороны.
Пояснительная записка должна содержать:
Введение
Анализ исходных данных и формирование расширенного технического задания на проектирование
Выбор и обоснование применяемых материалов и компонентов конструкции
Конструкторские расчеты
Составление схемы электрической принципиальной устройства
Разработка конструкции датчиков и технологического процесса сборки измерительной системы
Заключение
Список использованных литературных источников
Приложения
Перечень графического материала:
Сборочный чертеж датчика
Схема электрическая структурная датчиковой измерительной системы
Схема электрическая принципиальная датчиковой измерительной системы
Измерительная система. Чертеж общего вида
Деталировки оригинальных элементов конструкции датчика (по необходимости).
