Учебная программа для высших учебных заведений по специальности i-54 01 04 Метрологическое обеспечение информационных систем и сетей Согласована с Учебно-методическим управл
| Вид материала | Программа |
- Учебная программа для высших учебных заведений по специальности 1-45 01 01 Многоканальные, 1211.5kb.
- Грамм для высших учебных заведений по специальности i-54 01 04 метрологическое обеспечение, 855.16kb.
- Учебная программа для высших учебных заведений по специальности 1-98 01 02 Защита информации, 1150.88kb.
- Учебная программа для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям, 438.29kb.
- Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности: 1-23, 794.76kb.
- Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности 1-33, 400.17kb.
- Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности: 1-21, 290.18kb.
- Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности: 1-23, 987.19kb.
- Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности 1-23, 164.64kb.
- Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности 1-21, 454.66kb.
НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ БАЗА ПОВЕРКИ
Тема 6.1 Введение. Поверка средств измерений и её значение
в практике измерений
Цель, место и значение поверки в системе обеспечения единства измерений в стране. Высокое качество поверки – необходимый фактор повышения эффективности производства и качества продукции. Содержание и задачи дисциплины. Связь с другими дисциплинами. Рекомендуемая литература.
Тема 6.2 Организация и порядок проведения поверки СИ
Виды поверки: первичная, периодическая, внеочередная, инспекционная и экспертная. Особенности их организации и проведения. Обязательная поверка. СИ, подлежащие обязательной государственной поверке. Порядок проведения поверки. Результаты проведения поверки.
Тема 6.3 Методы, способы и условия поверки СИ
Классификация методов поверки. Характеристика и особенности общих методов поверки: непосредственного сличения, сличения при помощи компаратора или других средств сравнения, методы прямых измерений, методы косвенных измерений. Область использования каждого метода. Независимая (автономная) поверка. Способы реализации методов поверки. Комплектная и поэлементная поверка. Нормальные условия измерений при поверке. Влияющие величины, их нормальные и рабочие значения. Изменение показаний СИ под действием влияющих величин.
Тема 6.4 Система передачи размеров единиц физических
величин от эталонов образцовым и рабочим средствам
измерений. Поверочные схемы
Общие сведения об эталонах. Классификация эталонов. Эталоны основных, дополнительных и производных единиц СИ. Погрешности эталонов и способы их выражения. Эталонная база Республики Беларусь. Национальные, исходные и разрядные эталоны единиц электрических величин и их характеристики. Порядок разработки, утверждения и хранения эталонов.
Поверочные схемы, их содержание, структура и построение. Способы графического изображения, оформление элементов и компоновка графических схем.
Тема 6.5 Методики поверки СИ
Общие требования к НД по поверке. Классификация и стандартизация НД по поверке. Основные НД по поверке: руководящий документ. Методическая инструкция (РД МИ); методическая инструкция (МИ); методика поверки (МП) и область их применения. Порядок разработки, рассмотрения, утверждения и регистрации НД по поверке.
Построение и содержание методики поверки СИ.
Тема 6.6 Анализ достоверности поверки
Правильные и ошибочные исходы поверки и их вероятности. Оперативные характеристики поверки. Выбор и обоснование соотношения допускаемых погрешностей эталонных средств поверки и поверяемых СИ.
Тема 6.7 Определение межповерочных интервалов
Критерии для определения межповерочных интервалов (МПИ). Исходные данные для определения МПИ. Методы определения МПИ по нормируемым показателям метрологической надежности и по экономическому критерию оптимальности.
Определение МПИ для рабочих СИ. Корректировка МПИ. Практические примеры определения МПИ.
Тема 6.8 Организация и порядок проведения калибровки СИ
Сущность калибровки и ее отличие от поверки. Понятие неопределенности. Источники неопределенности. Оценивание стандартной неопределенности по типу А. Оценивание стандартной неопределенности по типу В.
Нормативная база калибровки. Организация и порядок проведения калибровки в Республике Беларусь. Российская система калибровки и ее особенности.
Раздел 7 ПОВЕРКА СИ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
СИГНАЛОВ
Тема 7.1 Поверка электронных аналоговых и цифровых
вольтметров
Основные нормируемые метрологические характеристики электронных вольтметров. Поверка электронных аналоговых и цифровых вольтметров. Операции, средства и методы поверки.
Тема 7.2 Поверка СИ частоты и интервалов времени
Основные нормируемые метрологические характеристики электронно-счетных частотомеров. Поверка электронно-счетных частотомеров. Операции, средства и методы поверки.
Тема 7.3 Поверка СИ мощности электромагнитных колебаний
Основные нормируемые метрологические характеристики ваттметров. Поверка ваттметров малого, среднего и большого уровня мощности. Операции, средства и методы поверки.
Тема 7.4 Поверка СИ фазового сдвига
Основные нормируемые метрологические характеристики СИ фазового сдвига.
Поверка СИ фазового сдвига. Операции, средства и методы поверки.
Тема 7.5 Поверка СИ параметров формы электрических
сигналов
основные нормируемые метрологические характеристики универсальных электронных осциллографов.
Поверка универсальных осциллографов. Операции, средства и методы поверки. Особенности поверки скоростных, стробоскопических, запоминающих и цифровых осциллографов.
Тема 7.6 Поверка СИ нелинейных искажений и параметров
спектра сигналов
Основные нормируемые метрологические характеристики измерителей нелинейных искажений и анализаторов спектра.
Поверка измерителей нелинейных искажений. Операции, средства и методы поверки.
Поверка анализаторов спектра. Операции, средства и методы поверки.
Тема 7.7 Поверки СИ параметров модулированных колебаний
Основные нормируемые метрологические характеристики измерителей коэффициента амплитудной модуляции и девиации частоты.
Поверка модулометров. Операции, средства и методы поверки.
Поверка девиометров. Операции, средства и методы поверки.
Раздел 8 ПОВЕРКА СИ ПАРАМЕТРОВ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ
ЦЕПЕЙ
Тема 8.1 Поверка СИ параметров радиотехнических цепей
с сосредоточенными постоянными
Основные нормируемые метрологические характеристики мостов переменного и постоянного тока.
Поверка мостов переменного и постоянного тока. Операции, средства и методы поверки.
Поверка измерителей частотных характеристик четырехполюсников и генераторов качающейся частоты. Операции, средства и методы поверки.
Тема 8.2 Поверка СИ параметров цепей с распределенными
постоянными
Основные нормируемые метрологические характеристики панорамных измерителях КСВН и ослабления, измерителей S-параметров.
Поверка панорамных измерителей КСВН и ослабления. Операции, средства и методы поверки.
Особенности поверки измерителей S-параметров.
Поверка аттенюаторов, волноводных и коаксиальных нагрузок
Раздел 9 ПОВЕРКА ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ
Тема 9.1 Поверка измерительных генераторов низких, высоких
и сверхвысоких частот
Основные нормируемые метрологические характеристики измерительных генераторов низких, высоких и сверхвысоких частот.
Поверка измерительных генераторов низких и высоких частот. Операции, средства и методы поверки.
Тема 9.2 Поверка измерительных генераторов импульсных
сигналов
Основные нормируемые метрологические характеристики измерительных генераторов импульсов.
Поверка генераторов импульсов. Операции, средства и методы поверки.
Примерный перечень практических занятий
- Погрешности средств измерений.
- Методы и средства измерений силы тока.
- Методы и средства измерений напряжений и уровней сигналов.
- Методы и средства измерений мощности.
- Методы и средства измерений частоты и интервалов времени.
- Методы и средства измерения фазовых параметров.
- Измерение параметров двухполюсников.
- Измерение параметров четырехполюсников.
- Методы и средства измерений характеристик случайных сигналов.
- Методы и средства измерений параметров СВЧ устройств.
- Порядок разработки методик поверки.
- Построение и компоновка элементов государственной и ведомственной (локальной) поверочных схем.
- Определение перечня операций проводимых при поверке.
- Выбор и обоснование числовых значений поверяемых точек.
- Выбор и обоснование средств поверки.
- Определение межповерочных интервалов СИ.
- Разработка и оформление методики поверки СИ.
Примерный перечень лабораторных работ
- Магнитоэлектрические приборы и их применение.
- Измерение параметров двухполюсников.
- Измерение напряжений и уровней сигналов с помощью электронных вольтметров и измерителей уровней.
- Универсальный электронно-лучевой осциллограф.
- Измерение частотных и временных параметров сигналов цифровым частотомером.
- Измерение мощности.
- Измерение фазовых параметров.
- Измерение параметров четырехполюсников и линий связи.
- Изучение методов и средств измерений параметров модулированных сигналов.
- Анализ спектра и измерение нелинейных искажений.
- Измерение напряженности электромагнитного поля и помех.
- Измерение группового времени запаздывания.
- Исследование импульсного метода измерения расстояния до места повреждения линии.
- Измерение параметров и характеристик СВЧ устройств и цепей.
- Измерение затухания оптических кабелей связи и оптических соединений.
- Измерение дисперсионных искажений волоконных световодов и числовой апертуры оптических волокон.
- Изучение оптических анализаторов.
- Изучение агрегатных комплексов и интерфейсов автоматизированных средств измерений.
- Поверка электронно-счетного частотомера.
- Поверка универсального электронно-лучевого осциллографа.
- Поверка цифрового вольтметра.
- Поверка панорамного измерителя КСВ и ослабления.
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
- Елизаров А.С. Электрорадиоизмерения: Учебник для вузов – Мн.: Выш. шк., 1986.
- Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах: Учебник для вузов/ В.Ч. Нефедов, В.Н. Хахин, Е.В. Федорова и др./ Под ред. В.Ч. Нефедова. – Мн.: Выш. шк., 2001.
- Мирский Г.Я. Электронные измерения. –изд. 4-е, перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1986.
- Метрология, стандартизация и измерения в технике связи: Учеб. пособие для вузов/Под ред. Б.П.Хромого. – М.:Радио и связь, 1986. – 423с.
- Измерения на миллиметровых и субмиллиметровых волнах: методы и техника/ Р.А. Валитов и др./ Под ред. Р.А. Валитова, Б.И. Макаренко. – М.: Радио и связь, 1984.
- Артемьев Б.Г., Голубев С.М. Справ. пособие для работников метрологических служб: В 2-х кн. 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во стандартов, 1990. – Кн.1.
- Любимов Л.И. и др. Поверка средств электрических измерений: Справ. книга. – 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние. 1987.
- СТБ 8003-93. Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения.
- РД РБ 50.8103-93. Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Методики поверки средств измерений. Построение и содержание.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
- Абубакиров Б.А., Гудков К.Г., Нечаев Э.В. Измерение параметров радиотехнических цепей. – М: Радио и связь, 1984.
- Белошицкий А.П. и др. Метрология и измерения. Учеб.-метод. пособие для индивидуальной работы студентов/ Под общ. ред. С.В. Лялькова. – Мн.: БГУИР, 1999.
- Белошицкий А.П., Гусинский А.В., Кострикин А.М. Метрология и измерения. Измерение параметров цепей с распределенными постоянными: Учеб.-метод. пособие. – Мн.: БГУИР, 1996.
- Вавилов А.А., Солодников А.И., Шнайдер В.В. Низкочастотные измерительные генераторы. – Л.: Энергоатомиздат, 1985.
- Метрология, стандартизация и сертификация: Учебник/ Ю.И. Борисов,
А.С. Сигов и др.; Под ред. А.С. Сигова. – М. Форум: Инфра-М, 2005. – 336 с.
- Воронцов А.С., Фролов П.А. Импульсные измерения коаксиальных кабелей связи. – М.: Радио и связь, 1985.
- Гришукевич И.Е., Гусинский А.В., Ляльков С.В. Информационно-измерительные системы: Учеб.-метод. пособие. – Мн.: БГУИР, 1995.
- Измерения в электронике. Справочник/ Под ред. В.А. Кузнецова. – М.: Энергоатомиздат, 1987.
- Исследование объектов с помощью пикосекундных импульсов/ Под ред. Г.В. Глебовича. – М.: Радио и связь, 1984.
- Куликов Е.И. Методы измерения случайных процессов. – М.: Радио и связь, 1986.
- Метрологическое обеспечение систем передачи/Под ред. проф.
Б.Н. Хромого. – М.: Радио и связь, 1991.
- Мейзда Ф. Электронные измерительные приборы и методы измерений. – М.: Мир, 1990.
- Никонов А.В., Папернов П.З. Измерители уровня звуковых сигналов. – М.: Радио и связь, 1981.
- Основы метрологии и электрические измерения: Учебник для вузов/Под ред. Е.М. Душина. – Л.: Энергоатомиздат, 1987.
- Павленко Ю.Ф., Шпансон П.А. Измерение параметров частотно-моду-лированных колебаний. – М.: Радио и связь, 1986.
- Ромбро В.С., Фарбер Ю.Д. Измерение характеристик многоканальных систем связи. – М: Связь, 1977.
- Сустин В.Я. Цифровые измерительные приборы. М.: Радио и связь, 1984.
- Рыбаков И.Н. Основы точности и метрологического обеспечения радиоэлектронных измерений. – М.: Изд-во стандартов, 1990. – 180 с.
- Руководство по выражению неопределенности измерения. – ВНИИМ,
-СПб.; 1998.
УТВЕРЖДЕНА
УМО вузов Республики
Беларусь по образованию в области
информатики и радиоэлектроники
12.05.2006.
Регистрационный № ТД-54 -012/тип.
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ И СЕТЕЙ
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальности I-54 01 04 Метрологическое обеспечение
информационных систем и сетей
Согласована с
Учебно-методическим
управлением БГУИР
10.05.2006.
СОСТАВИТЕЛИ:
В.И. Кириллов, заведующий кафедрой метрологии и стандартизации Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», доктор технических наук, профессор;
В.А. Овсянников, доцент кафедры систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук, доцент
РЕЦЕНЗЕНТЫ:
О.Р. Ходасевич, декан факультета повышения квалификации Учреждения образования «Высший государственный колледж связи», кандидат технических наук, доцент;
Кафедра связи Учреждения образования «Военная академия Республики Беларусь» (протокол № 174 от 16.02.2006.)
РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ В КАЧЕСТВЕ ТИПОВОЙ:
Кафедрой метрологии и стандартизации Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 4 от 28.12.2005.);
Научно-методическим советом секции по специальности I-54 01 04 Метрологическое обеспечение информационных систем и сетей УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 2 от 25.01.2006.)
пояснительная записка
Типовая программа учебной дисциплины «Метрологическое обеспечение информационных систем и сетей» разработана для специальности I-54 01 04 Метрологическое обеспечение информационных систем и сетей высших учебных заведений.
Цель изучения дисциплины – ознакомление с принципами построения информационных систем и сетей различного назначения («транспортных» телекоммуникационных, радиолокационных, радионавигационных и т.п.) и изучения особенностей решения метрологических задач в этих системах.
Основные задачи изучения дисциплины – получение теоретических знаний и практических навыков в области метрологического обеспечения различных радиотехнических систем передачи и извлечения информации.
В результате изучения дисциплины студенты должны:
знать:
- методы формирования, преобразования и обработки сигналов в типовых информационных системах и сетях, связанных с передачей и извлечением информации;
- принципы построения типовых систем передачи и извлечения информации (на примере «транспортных» телекоммуникационных, телевизионных, радиолокационных и радионавигационных систем);
уметь характеризовать:
- правильность построения блоков и устройств, предназначенных для измерения и контроля характеристик и параметров информационных систем и сетей;
- рациональность используемых методов и средств измерений/контроля/испытаний;
- правильность обоснования допустимых норм точности измерений (допустимых искажений испытательных сигналов) для различных элементов и частей информационной системы;
уметь анализировать:
- методы и средства измерений, контроля и испытаний, а также метрологические характеристики измерительной аппаратуры, применяемой в процессе производства и эксплуатации информационных систем;
- состояние метрологического обеспечения применительно к конкретной информационной системе и сети;
- основные направления и тенденции развития информационных систем и сетей и научно-технических основ их метрологического обеспечения;
приобрести навыки:
- формирования требований к методам и средствам измерений, испытания и контроля различного вида информационных систем и сетей на основании технических заданий, технических требований и иной технической документации;
- разработки программ и методик выполнения измерений, испытания и контроля;
- проведения измерений основных характеристик и параметров блоков, аппаратуры, трактов и каналов информационных систем и сетей с отработкой результатов измерений и анализом их соответствия установленным нормам.
Программа рассчитана на изучение в течение двух семестров с примерным распределением учебных часов по видам занятий:
8-й семестр: лекций – 48 ч., лабораторных работ –24ч.; практических занятий – 8 ч;
9-й семестр: лекций – 48 ч., лабораторных работ – 24 ч.; практических занятий – 8 ч;
В 8-м семестре предусматривается изучение материалов по разделам 1-3, в 9-м семестре – по разделам 4-7.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1 Системы связи и способы передачи
сообщений
Тема 1.1 Введение, роль и место метрологического
обеспечения информационных систем и сетей
Закономерности развития информационных и измерительных технологий. Роль и значение метрологического обеспечения телекоммуникационных систем. Задачи дисциплины.
Тема 1.2 Основные понятия в области информационных
систем
1.2.1 Основные понятия и определения в технике связи: источники и получатели сообщений, первичный электрический сигнал, линия связи, канал связи, системы связи. Примеры.
1.2.2 Преобразование сообщений в сигналы. Дискретизация и квантование. Кодирование и декодирование. Модуляция и демодуляция. Основные разновидности канальных сигналов.
1.2.3 Шумы, помехи и искажения, краткая характеристика современных систем передачи сообщений (телефонных, телеграфных, передачи данных, радиовещательных, телевизионных и др.). Требования к системам передачи, критерии оценки качества.
Тема 1.3 Одноканальные системы с гармонической несущей
1.3.1 Аналоговая модуляция и основные разновидности канальных сигналов. Теоретическая модель процессов модуляции и демодуляции.
1.3.2 Преобразование Гильберта, аналитический сигнал и комплексная огибающая. Алгоритмы выделения огибающей, мгновенной частоты и фазы.
1.3.3 Типовые схемы аналоговой модуляции и демодуляции сигналов с АМ, ЧМ, ФМ. Источники искажений сообщений в процессе их передачи (модуляторы, фильтры, фазовращатели).
1.3.4 Дискретная модуляция. Разновидности канальных сигналов с АТ, ЧТ, ФТ. Схемы формирования и демодуляции. Источники и характер искажений сообщений. Методы их измерения
Тема 1.4 Одноканальные системы с импульсным
переносчиком
1.4.1 Основные разновидности канальных сигналов с импульсной модуляцией (АИМ, ШИМ, ЧИМ, ВИМ, ВЧИМ, ВФИМ). Параметры и характеристики. Способы формирования и демодуляции. Методика измерения параметров.
Тема 1.5 Системы цифровой передачи непрерывных
сообщений
1.5.1 Структурная схема системы цифровой передачи непрерывных сообщений. Назначение функциональных элементов и варианты реализации.
1.5.2 Разновидности и отличительные особенности систем цифровой передачи (системы с ИКМ, ДИКМ, ДМ). Адаптивные системы ДИКМ и ДМ.
1.5.3 Факторы, влияющие на качество передачи непрерывных сообщений в цифровых системах. Анализ погрешностей, вносимых ФНЧ, дискретизатором и квантователем. Мощность шума квантования. Шум ложных импульсов при декодировании.
1.5.4 Определение основных метрологических характеристик АЦП, способы их нормировки. Методика расчета предельного значения абсолютной статистической погрешности, вносимой аналого-цифровым преобразованием.
Раздел 2 многоканальные информационные системы
Тема 2.1 Принципы многоканальной связи
2.1.1 Основы теории разделения сигналов. Гипотетическая структурная схема многоканальной передачи сообщений и ее основные элементы.
2.1.2 Построение многоканальных систем на принципах частотного, временного и фазового разделения сигналов. Отличительные особенности.
2.1.3 Другие разновидности многоканальных систем. Системы с комбинационным разделением. Системы с шумоподобными сигналами (ШПС). Формирование и оптимальный прием ШПС.
Тема 2.2 Системы с частотным разделением сигналов
2.2.1 Типовая структурная схема аналоговой системы передачи с ЧРК. Группообразование. Методы формирования стандартных групп каналов (первичная, вторичная и т.д. группы). Методы формирования канальных сигналов.
2.2.2 Параметры и характеристики канала ТЧ. Методика определения качества каналов ТЧ систем передачи с ЧРК. Методы измерения параметров.
Тема 2.3 Цифровые системы с временным
разделением каналов (ВРК)
2.3.1 Структурная схема многоканальной цифровой системы передачи с ИКМ и ВРК. Состав оборудования оконечной станции и линейного тракта. особенности первичного временного группообразования.
2.3.2 Иерархия систем цифровой передачи. Первичная, вторичная и третичная сети. Структура циклов цифровых потоков. Согласование скоростей. Краткая характеристика аппаратуры ИКМ
2.3.3 Синхронизация в цифровых системах передачи, виды синхронизации, назначение и требование к системам синхронизации
Раздел 3 Измерение параметров каналов и трактов многоканальных цифровых систем передачи
Тема 3.1 Измерение цифровых элементов и устройств
3.1.1 Особенности измерения в цифровых системах передачи. Измерение ОСШ квантования. Измерение уровня перегрузки. Измерение вероятности ошибок. Коэффициент ошибок (секунды и минуты с ошибками и т.д.).
Тема 3.2 Измерение аналоговых элементов и устройств в
системах телекоммуникаций
3.2.1 Измерение параметров и характеристик линейных трактов МСП. Особенности измерения и нормирования показателей качества работы проводных, волоконно-оптических и радио- (РРЛ, спутниковых) трактов.
Тема 3.3 Автоматизация измерений
3.3.1 Автоматизация измерений в системах телекоммуникаций. Преемственность задач в области связи и телеметрии. Общность методологии, принципов. Перспективы применения процессорной технологии.
Раздел 4 системы передачи изображений
Тема 4.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ И ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СИСТЕМАХ
4.1.1 Определение радиотехнической системы. Классификация радиотехнических систем: информационные и энергетические, информационные с передачей и приемом информации (сообщений), только с приемом (извлечением) информации, только разрушения информации, комбинированные и управленческие. Значение радиотехнических систем для политического и культурного развития общества, обороны и научных исследований. Краткие сведения из истории развития радиотехнических и телевизионных систем, роль отечественных ученых.
Тема 4.2 Особенности построения структурной схемы систем передачи изображений
4.2.1 Обобщенная структурная схема системы передачи изображений (СПИ). Коренная особенность СПИ – формирование изображений объектов, удаленных от наблюдателя, с целью их наблюдения и (или) анализа. Классификация СПИ: по виду изображения (подвижные – телевизионные, неподвижные – факсимильные), по применению (вещательные и прикладные), по качеству передачи изображения (стандартные, повышенного качества, высокой четкости), по способу обработки электрического сигнала (аналоговые, цифровые), по способу формирования цветного изображения (СЕКАМ, ПАЛ, НТСЦ и др.), по способу передачи (композитные и компонентные). Области применения телевизионных и факсимильных систем (ТВ и ФС).
4.2.2 Преобразование пространственно-временного сообщения (многомерного оптического изображения) во временную последовательность в процессе развертки изображения. Виды разверток. Линейная построчно-кадровая развертка – основной тип развертки в вещательном ТВ. Образование сигнала изображения на выходе первичного преобразователя «свет-сигнал». Уплотнение сигналов изображения и синхронизации для передачи по одному каналу связи. Особенности первичных преобразователей цветных и черно-белых изображений в системах факсимильной связи. Механическая, «световая» и электронная развертки изображения. Системы мгновенного действия и с накоплением энергии, их сравнение. Оптико-механические развертки.
4.2.3 Основные этапы формирования полного ТВ сигнала. Элементы ТВ сигнала, их назначение. Полярность сигнала, особенности передачи постоянной составляющей ТВ сигнала, несущей информацию о средней яркости изображения. Факсимильный сигнал и его свойства.
4.2.4 Математические модели основных звеньев первичного преобразователя «свет-сигнал». Виды математических моделей (ММ) – линейных, нелинейных, инерционных, безынерционных. Особенности преобразований в линейных электрических и пространственных фильтрах. Амплитудно-частотные и пространственно-частотные характеристики линейных фильтров. Формализованное представление оптического изображения и электрического сигнала на выходе преобразователя «свет-сигнал»
Тема 4.3 Особенности восприятия изображений зрительной
системой человека
4.3.1 Синтез изображения в факсимильной связи и телевидении. Дискретный в пространстве и по времени характер синтезированного изображения. Восприятие оптического изображения зрительной системой (ЗС). ЗС как многоканальный приемник оптической информации и пространственно-временной фильтр нижних частот.
4.3.2 Основные характеристики зрительной системы: динамический диапазон, адаптация и аккомодация, контрастная чувствительность, закон Вебера-Фехнера, количество воспринимаемых градаций яркости, разрешающая способность по пространству (острота зрения), пространственная частотно-контрастная характеристика.
4.3.3 Временная разрешающая способность (инерционность зрения), слитность движения, критическая частота мельканий как функция яркости, размеров деталей изображения, цвета детали и т. д. Дискретизация изображения по времени (в кино и телевидении) и по вертикали (в телевидении) и связанные с ней искажения. Аналогия с дискретизацией электрического сигнала.
Относительная чувствительность зрения (кривая видности) и разрешающая способность к цветным деталям
Тема 4.4 СОГЛАСОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ
ИЗОБРАЖЕНИЙ С ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ЗРЕНИЯ
4.4.1 Параметры ТВ систем и согласование их с характеристиками зрения. выбор и обоснование числа строк разложения, частоты кадров, разрешающей способности, формата передаваемого изображения, спектрального состава излучения (в цветном телевидении) и отношения сигнал/шум. основные параметры тв изображения (на экране кинескопа): световые – яркость и число воспроизводимых градаций яркости, четкость (яркостная, цветовая, в горизонтальном и вертикальном направлении, ее компоненты: резкость, детальность, воспроизведение чередующихся структур), правильность цветопередачи; растровые – геометрическое подобие изображения оригиналу (геометрические и нелинейные искажения), размер и формат воспроизводимого изображения, стабильность положения изображения (устойчивость синхронизации).
4.4.2 Влияние шумов и помех на ТВ изображение. Взвешивающий фильтр и особенности измерения отношения сигнал/шум в телевидении.
Форма и частотный спектр ТВ сигнала, его связь с пространственным спектром изображения. Высшая и низшая частота спектра ТВ сигнала. Влияние конечных размеров развертывающего элемента на форму и спектр видеосигнала. Понятие о методах апертурной коррекции. Чересстрочная развертка, условия ее получения, специфические искажения.
Форма и спектр факсимильного сигнала
Тема 4.5 Особенности анализа, синтеза и передачи
цветного изображения
4.5.1 Физическая, физиологическая и психологическая точность воспроизведения. Психофизиологические опыты, подтверждающие: а) возможность создания ощущения любого цвета с помощью комбинаций источников излучения трех основных (линейно независимых) цветов; б) аддитивный и субтрактивный способы образования любого цвета; в) оптический и пространственный способы получения цветного изображения на основе сложения трех цветоделенных изображений; г) различие пространственной разрешающей способности зрения от цвета деталей.
4.5.2 Совместимые и несовместимые системы цветного телевидения. Признаки совместимости системы цветного и черно-белого телевидения: прием сигналов ЦТВ на черно-белом телевизоре и, соответственно, сигнала ЧБТ на цветном телевизоре; б) возможность использования без переделок каналов передачи телевидения как для ЦТВ, так и ЧБТ.
4.5.3 Структурная схема кодирующего устройства совместимой системы ЦТВ (варианты R, G, B и W, R, B), основные элементы: цветокорректирующая матрица (ЦКМ) 1 (для учета спектральных характеристик светоделительной оптики), гамма-корректор, ЦКМ 2 (для формирования сигналов яркости и цветоразностных сигналов), частотно-ограничивающие фильтры (нижних частот – для цветоразностных сигналов, полосовой фильтр – для сигнала цветности), линия задержки (для согласования по времени сигналов яркости и цветности).
Особенности кодирующего устройства с псевдояркостной передающей трубкой (для ослабления требований к точности совмещения трех растров).
4.5.4 Декодирующее устройство совместимой системы ЦТВ. Способы разделения сигналов яркости и цветности. Эффект самокомпенсации цветовой поднесущей. Два способа подачи сигналов на кинескоп цветного телевизора.
4.5.5 Кодирующее и декодирующее устройства системы NTSC. Векторная диаграмма сигнала цветности при использовании квадратурной (амплитудно-фазовой) модуляции. Сигнал цветовой синхронизации (СЦС). Структурная схема кодирующего и декодирующего устройства системы NTSC. Уменьшение перекрестных помех между каналами цветности и яркости за счет гребенчатой фильтрации. Перекрестные помехи между цветоразностными сигналами вследствие применения ЧП ОБП и фазового сдвига между сигналами цветности и цветовой синхронизации. Специфические искажения сигнала цветности типа «дифференциальное усиление» и «дифференциальная фаза».
4.5.6 Система PAL как вариант модернизированной системы NTSC за счет введения коммутации полярности (фазы) одной из квадратурных компонент сигнала цветности. Кодирующее и декодирующее устройство. Визуальное усреднение искажений (PAL simple) и за счет гребенчатой фильтрации (PAL с линией задержки). Особенности работы ФАПЧ в декодирующем устройстве.
4.5.7 Кодирующее и декодирующее устройства системы SEKAM. Основные элементы кодера: коммутатор цветоразностных видеосигналов, контур НЧ предыскажений, частотный модулятор, коммутатор фазы поднесущей, контур ВЧ предыскажений, устройство подавления несущей, формирователь сигнала цветовой синхронизации. Назначение элементов. Структурная схема декодера. Варианты выделения сигналов цветовой синхронизации.
Сравнительная оценка стандартных систем цветного телевидения
Раздел 5 Сеть телевизионного вещания
Тема 5.1 Методы передачи телевизионных сигналов по
каналам электросвязи
5.1.1 Классификация каналов электросвязи для передачи ТВ сигналов (по типу линии связи – кабельные, радиорелейные, спутниковые, эфирно-кабельные; по виду модуляции – с АМ-ЧПОБП, ЧМ; по способам уплотнения сигналов, полосе занимаемых частот и др.). Особенность передачи и приема радиосигнала вещательного телевидения (радиосигнал изображения + радиосигнал звукового сопровождения) методом АМ с частично подавленной боковой полосой (АМ-ЧП ОБП). Линейные и нелинейные искажения демодулированного сигнала. Кососимметричный склон (КСС) сквозной АЧХ радиотракта изображения и синхронное (квазисинхронное) детектирование как меры уменьшения искажений. Обоснование места размещения КСС в системах наземной радио- и проводной передачи ТВ сигнала вещания
Тема 5.2 Приемная сеть телевизионного вещания
5.2.1 Структура приемной сети ТВ вещания. Индивидуальный и коллективный прием. Приемные распределительные сети с использованием коаксиального и волоконно-оптического кабеля, основные параметры. Особенности построения сетей эфирно-кабельного вещания.
5.2.2 Структурная схема телевизора, назначение основных блоков, распределение избирательности и усиления по блокам. Системы дистанционного управления, селекторы каналов, системы АПЧГ и АРУ. Каналы синхронизации и развертки, применение системы ФАПЧ для повышения помехозащищенности строчной развертки. Варианты построения тракта промежуточной частоты и канала звукового сопровождения: а) с общим трактом ПЧ и видеодетектором на основе детектора огибающей или синхронного детектора; б) то же, но с отдельным детектором разностной частоты (второй промежуточной частоты звука); в) с квазипараллельным и параллельным трактом ПЧ в канале звукового сопровождения.
5.2.3 Особенности передачи аналогового ТВ сигнала по спутниковым каналам передачи. Выбор орбиты ИСЗ (геостационарная), диапазона частот передачи/приема, вида модуляции. Структурная схема построения приемной спутниковой телевизионной установки (тьюнера)
Тема 5.3 Цифровое телевизионное вещание
5.3.1 Необходимость и целесообразность перехода к цифровым методам передачи ТВ сигналов. Варианты цифровизации: а) только цифровой тракт передачи; б) цифровой анализ и синтез изображений; в) комбинированные способы. Преобразование аналогового сигнала в цифровой. Выбор и обоснование частоты дискретизации, числа уровней квантования. Линейная и нелинейная шкалы квантования. Шумы квантования. Временное разделение каналов. Скорость цифрового потока.
5.3.2 Избыточность ТВ сигнала и пути ее уменьшения. Гибридные методы цифрового кодирования (трансформное и ДИКМ). Стандарты сжатия: JPEG, MPEG. Коэффициенты сжатия. Цифровая фотокамера как пример цифрового преобразования неподвижного цветного изображения.
5.3.3 Организация цифрового ТВ вещания по наземным цифровым: проводным (волоконно-оптическим) и радиоканалам, а также по цифровым спутниковым каналам. Особенности преобразования цифрового сигнала для передачи по частотно-ограниченным радиоканалам: спутниковым, наземным радиорелейным и абонентского радиодоступа, а также по кабельным распределительным сетям
Раздел 6 Измерения телевизионных систем и сетей
Тема 6.1 Особенности измерений качественных показателей
телевизионных изображений и параметров видеосигналов
6.1.1 Измерение световых показателей ТВ изображений: максимальная яркость, контраст, количество воспроизводимых градаций яркости, четкость, резкость, диапазон воспроизводимых цветов. Испытательные изображения. Способы оценки и измерений световых показателей по испытательным изображениям.
6.1.2 Измерение растровых показателей ТВ изображений: пределы изменения размеров и смещения растра, нелинейные и геометрические искажения. Виды испытательных изображений и сигналов. Особенности измерений искажений растра приемного и передающего устройства.
6.1.3 Универсальные испытательные изображения (таблицы). Способы формирования испытательных изображений электрическим путем. Генераторы телевизионных испытательных сигналов.
6.1.4 Учет визуального восприятия помех на ТВ изображении при их измерении. Выбор параметров взвешивающих фильтров для измерительных устройств. Методы измерения отношения сигнал/шум и сигнал/помеха: осциллографический, фотоэлектрический, с использованием устройств временной и частотной селекции
Тема 6.2 Измерение характеристик телевизионных устройств
6.2.1 Измерение характеристик и параметров каналов передачи ТВ сигнала: способы измерения частотных (АЧХ, ФЧХ и ГВЗ) и временных (ПХ, ИХ) характеристик канала «видео-видео» (видеотракта). Методы измерения: различия усиления и времени прохождения сигналов яркости и цветности, нелинейных искажений сигналов яркости и цветности, перекрестных влияний типа «яркость-цветность» и «цветность-яркость».
6.2.2 Измерение характеристик радиоканала телевизионного приемника: чувствительность, ограниченная шумами, синхронизацией; избирательность по соседним каналам; эффективность системы АРУ; искажения сигналов в каналах яркости и цветности. Приборы для контроля и настройки телевизионных приемников. Методы визуального контроля и настройки по испытательным изображениям.
6.2.3 Измерение основных параметров распределительных сетей кабельного телевидения. Измерение уровней канальных ТВ радиосигналов в отдельных точках сети (на выходах абонентских розеток, выходах магистральных и домовых усилителей и т. п.). Способы измерения отношения сигнала к помехе комбинационной частоты второго и третьего порядка на выходах усилителей. Измерение развязки между выходами абонентских розеток.
6.2.4 Контроль параметров телевизионного тракта при помощи испытательных сигналов, вводимых в интервалы гасящих импульсов полей передаваемого ТВ сигнала. Принципы построения автоматических (автоматизированных) контрольно-измерительных устройств.
Раздел 7 Радиотехнические системы извлечения
ИНФОРМАЦИИ (ИЗМЕРЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ
координат движущихся объектов)
Тема 7.1 Особенности преобразования многомерного
сообщения в электрический сигнал в системах извлечения информации
7.1.1 Классификация радиотехнических систем по типу информационного сообщения, как некоторого многомерного (пространственно-временного) объекта. Особенности преобразования многомерного сообщения в одномерный первичный электрический сигнал. Развертка как способ последовательного (поэлементного) анализа сообщения. Виды разверток, применяемых в системах радиолокации, радионавигации и радиоразведки. Роль радиоизмерений в указанных системах
Тема 7.2 Принципы измерений координат объектов
в радиолокационных и радионавигационных системах
(РЛС и РНС)
7.2.1 Определение местоположения объекта – основная задача РЛС и РНС. Способы определения местоположения на плоскости и в пространстве. Основные показатели РЛС и РНС, влияющие на решение основной задачи.
7.2.2 Методы измерения дальности: импульсный, фазовый, частотный. Импульсная и разностно-импульсная дальнометрия. Структурная схема построения дальномерной измерительной системы для РЛС и РНС.
7.2.3 Факторы, влияющие на точность измерений. Методы повышения точности измерения дальности: а) накопление (когерентное и некогерентное) простого импульсного измерительного сигнала; б) применение сложных измерительных сигналов (с ЛЧМ и фазо-кодовой модуляцией).
7.2.4 Фазовая и разностно-фазовая дальнометрия. Особенность измерения фазовых сдвигов в РЛС и РНС. Точность измерения. Неоднозначность измерения и многошкальный метод ее устранения.
7.2.5 Частотная дальнометрия, принцип действия, достоинства и недостатки метода измерений.
7.2.6 Методы измерения радиальной скорости движения объектов. Доплеровский измеритель скорости. Селекция движущихся целей за счет черезпериодной компенсации.
7.2.7 Методы измерения угловых координат. Возможности формирования пеленгационной характеристики за счет узкополосной диаграммы направленности антенн: приемника, радиомаяка и совместно. Амплитудные методы пеленгации (по максимуму, минимуму и сравнением). Достоинства и недостатки. Фазовый метод пеленгации (простой и многошкальный). Измерение угловой скорости (с подвижной и неподвижной антеннами).
7.2.8 Методы борьбы с помехами (селекция и компенсация) с целью повышения точности измерений координат. Принципы оптической, радио- и теплолокации.
Примерное содержание лабораторных работ
Лабораторные работы преследуют цель закрепления на практике теоретических знаний, полученных на лекциях, а также ознакомления с образцами аппаратуры информационных систем и сетей, специализированной измерительной аппаратурой и методиками измерения и контроля основных характеристик и параметров отдельных блоков и узлов информационных систем различного назначения.
В части, касающейся транспортных телекоммуникационных систем, изучаемых в разделах 1-3, примерный перечень лабораторных работ включает в себя:
1 Исследование основных характеристик канала тональной частоты в многоканальной системе передачи.
2 Изучение прохождения индивидуального сигнала в передающей и приемной части оконечной аппаратуры системы К-60П.
3 Изучение и исследование основных характеристик оконечной аппаратуры ЦСП с ИКМ.
4 Изучение и исследование основных характеристик оборудования цифровой волоконно-оптической системы передачи.
В части, касающейся систем и сетей телевизионного вещания, (разделы 4-6) примерный перечень лабораторных включает в себя:
1 Измерение и контроль параметров ТВ сигналов и изображения.
2 Изучение специализированного телевизионного осциллографа и исследование влияния линейных и нелинейных искажений на качество ТВ изображения.
3 Исследование влияния помех на качество ТВ изображения.
4 Изучение схемы телевизора цветного изображения.
5 Измерение параметров телевизионного приемника.
6 Измерение параметров сквозного телевизионного тракта.
Примерное содержание практических занятий
Практические занятия закрепляют на практике теоретические знания, полученные на лекциях при изучении разных типов информационных систем и сетей.
В части, касающейся систем телекоммуникаций, которые изучаются в разделах 1-3, примерный перечень практических занятий включает в себя:
1 Уровни передачи. Формирование канальных сигналов. Организация двухсторонних каналов. Расчет основных параметров развязывающих устройств.
2 Методы формирования групповых и линейных сигналов в АСП-ЧРК. Аналогово-цифровое и цифро-аналоговое преобразование в ЦСП. Защищенность от шумов квантования при линейном и нелинейном квантовании.
3 Нелинейное кодирование и декодирование сигналов. Коэффициент ошибок. Расчет коэффициента ошибок в ЦСП.
4 Асинхронное объединение цифровых потоков в ЦСП. Структура цикла STM-n. Передача служебной и дополнительной информации.
В части, касающейся метрологического обеспечения телевизионных систем и сетей (разделы 4-6), примерный перечень практических занятий включает в себя:
1 Классификация информационных систем, структурная схема систем передачи изображений.
2 Составление и экспертиза программированных заданий по тематике ПЗ-1, взаимный контроль знаний.
3 Согласование параметров СПИ с характеристиками зрения.
4 Составление и экспертиза программированных заданий по тематике ПЗ-3, взаимный контроль знаний.
5 Особенности построения кодирующих и декодирующих устройств основных типов систем цветного телевидения.
6 Составление и экспертиза программированных заданий по тематике ПЗ-5, взаимный контроль знаний.
7 Методы измерения искажений в каналах и трактах ЦТВ.
8 Составление и экспертиза программированных заданий по тематике ПЗ-7, взаимный контроль знаний.
Литература
ОСНОВНАЯ
1 Бакланов И.Г. Технологии измерений первичной сети. Ч. 1. – Системы Е1, PDH, SDH. – М.: Эко-трендз, 2000.
2 Бакланов И.Г. Методы измерений в системах связи. – М. Эко-трендз, 2000.
3 Метрологическое обеспечение систем передачи /Под ред. Б.П. Хромого. – М.: Радио и связь, 1991.
4 Баева Н.Н., Гордиенко В.Н., Курицын С.А. и др. Многоканальные системы передачи: Учебник для вузов/Под ред. Н.Н. Баевой, В.Н. Гордиенко. – М.: Радио и связь, 1996.
5 Кириллов В.И. Многоканальные системы передачи: Учебник. – 2-е изд. – М.: Новое знание, 2003.
6 Слепов Н.Н. Синхронные цифровые сети SDH. – М.: Эко-трендз, 1997.
7 Гаранин М.В., Журавлев В.И., Кунегин С.В. Системы и сети передачи информации. – М.: Радио и связь, 2001.
8 Кириллов В. И., Ткаченко А. П. Телевидение и передача изображений: Учеб. пособие. – Мн.: Выш. шк., 1988.
9 Телевидение.: Учебник для вузов. – 6-е изд./ Под ред. В.Е. Джаконии. – М.: Радио и связь, 1997.
10 Бытовая радиоэлектронная техника.: Энциклопедич. справочник. / Под ред. А.П. Ткаченко – М.: БелЭн., 1995.
11 Ткаченко А.П., Кириллов В.И. Техника телевизионных измерений: Учеб. пособие. – Мн.: Выш. шк., 1976.
12 Радиотехнические системы./Под ред. Ю.М. Казаринова. – М.: Высш. шк., 1990.
13 Сосулин Ю.Г. Теоретические основы радиолокации и радионавигации.: Учеб. пособие. – М.: Радио и связь, 1992.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1 Аппаратура ИКМ-120/ Под ред. Л.С. Левина. – М.: Радио и связь, 1989.
2 Телевизионная техника.: Справочник/Под ред. Ю. Б. Зубарева и
Г. Л. Глориозова– М.: Радио и связь., 1994.
3 Кривошеев М. И Основы телевизионных измерений. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1989.
4 Кабельное телевидение/Под ред. В. Б. Витевского. – М.: Радио и связь, 1994.
5 Быков Р.Е. Теоретические основы телевидения: Учеб. пособие. – СПб.: Лань, 1998.
19 Птачек М. Цифровое телевидение. Теория и практика /Пер. с чешск. – М.: Радио и связь, 1990.
6 Казанцев Г. Д., Курягин М. И., Пустынский И. Н. Измерительное телевидение. – М.: Высш. школа, 1994.
7 Кириллов В. И.Высокоэффективные системы информационного обмена для пространственно-разнесенных телевизионных комплектов. – Мн.: Выш. шк., 1989.
8 ГОСТ 7845-92. Система вещательного телевидения. Основные параметры. Методы измерений.
9 ГОСТ 18471-83. Тракт передачи изображения вещательного телевидения. Звенья тракта и измерительные сигналы.
10 ГОСТ 9021-88. Приемники телевизионные. Методы измерения параметров.
11 ГОСТ Р52023-2003. Сети распределительные систем кабельного телевидения и радиовещания. Классификация систем, основные параметры и технические требования.
12 Брайс Р. Справочник по цифровому телевидению/ Пер. с англ. – М.: Эра, 2001.
13 Бакулев П.А., Сосновский А.А. Радиолокационные и радионавигационные системы. – М.: Радио и связь, 1994.
14 Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС/ Под ред. В.Н. Харисова. – М.: ИПРЖР, 1998.
15 Устименко В.Г., Шабров О.В. Системы радионавигации: Учеб. пособие. – М.: БГУИР, 2001.
16 Артюшенко, Шелухин О.И., Афонин М.Ю. Цифровое сжатие видеоинформации и звука: Учеб. пособие. – М.: ИТК «Дашков и Ко», 2004.
17 Толковый словарь терминов по системам, средствам и услугам связи/ В.А. Докучаев и др.; Под ред. В.А. Докучаева – М.: Радио и связь, 2000.
УТВЕРЖДЕНА
УМО вузов Республики
Беларусь по образованию в области
информатики и радиоэлектроники
12.05.2006.
Регистрационный № ТД-54 -008/тип.
АВТОМАТИЗАЦИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ РАБОТ
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальности I-54 01 04 Метрологическое обеспечение
информационных систем и сетей
Согласована с
Учебно-методическим
управлением БГУИР
10.05.2006.
СОСТАВИТЕЛЬ:
В.Т. Ревин, доцент кафедры метрологии и стандартизации Учреждения образования "Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, кандидат технических наук, доцент
РЕЦЕНЗЕНТЫ:
В.Г. Смирнов, заместитель директора Белорусского государственного института повышения квалификации и переподготовки кадров по стандартизации, метрологии и управлению качеством, кандидат технических наук, доцент;
Кафедра стандартизации, метрологии и информационных систем Учреждения образования «Белорусский национальный технический университет» (протокол № 10 от 08.02.2006.)
РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ В КАЧЕСТВЕ ТИПОВОЙ:
Кафедрой метрологии и стандартизации Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 4 от 28.12.2005.);
Научно-методическим советом секции по специальности I-54 01 04 Метрологическое обеспечение информационных систем и сетей УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 2 от 25.01.2006.)
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Типовая программа дисциплины "Автоматизация метрологических работ" разработана для специальности I-54 01 04 Метрологическое обеспечение информационных систем и сетей высших учебных заведений. Она предусматривает изучение основных принципов построения измерительных преобразователей, используемых при измерении электрических и неэлектрических величин, их устройства и принципов действия, основных технических и метрологических характеристик измерительных преобразователей и особенностей их проектирования применительно к практической деятельности инженера-метролога.
Целью преподавания данной дисциплины является изучение студентами основных методов, принципов, технических средств и систем управления, направленных на повышение эффективности работ, повышения точности и быстродействия и реального снижения трудовых затрат при проведении метрологических работ, таких как измерения, стандартизация и сертификация.
В результате освоения дисциплины "Автоматизация метрологических работ" студент должен:
знать:
- основные задачи, цели и принципы АМР;
- типовые алгоритмы АМР;
- проблемы автоматизации измерений неэлектрических и электрических величин, направления и способы их решения;
- проблемы автоматизации работ по стандартизации и сертификации и способы их решения;
- методы автоматизации поверки и калибровки средств измерений (СИ);
- методы автоматизации измерений параметров измерительных преобразователей – функции преобразования, чувствительности, определения погрешности преобразования;
- конкретные типы микропроцессорных средств измерений, измерительно-вычислительных комплексов и компьютерно-измерительных систем, принципы их функционирования;
- основы теории погрешностей и метрологического обеспечения разработки и производства компьютерно-измерительных систем;
- основные принципы и методы проектирования информационных баз данных;
- основные системы управления базами данных;
- имеющиеся базы данных в области измерений, стандартизации и сертификации;
уметь характеризовать:
- ожидаемую эффективность АМР и целесообразность ее проведения для конкретных работ по автоматизации измерений;
- модели работ по АМР, алгоритмы автоматизации этих работ;
- методологию автоматизации измерений неэлектрических и электрических величин с учетом особенностей и свойств конкретного производства;
- локальные базы данных и алгоритмы их функционирования;
уметь анализировать:
- основные виды микропроцессорных средств измерений, измерительно-вычислительных комплексов и компьютерно-измерительных систем широкого применения;
- принципы построения современных баз данных с учетом их использования в метрологических работах;
- основные направления автоматизации метрологических работ;
приобрести навыки:
- метрологически правильного выбора способов и методов построения средств автоматизации метрологических работ;
- методически правильного определения основных технических и метрологических характеристик автоматических средств измерений;
- эксплуатации современной измерительной аппаратуры в процессе разработки, производства и эксплуатации компьютерно-измерительных систем;
- создания и эксплуатации современных баз данных на основе Microsoft Access.
Программа рассчитана на объем 80 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 48 часов, лабораторных работ –32 часа.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1 ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ работ
Тема 1.1 ВИДЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ РАБОТ. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Значение дисциплины "Автоматизация метрологических работ" в подготовке инженеров-метрологов, ее задачи и содержание. Рекомендуемая литература.
Краткий исторический обзор развития средств измерений неэлектрических и электрических величин. Основные термины и определения в области автоматизации метрологических работ. Виды метрологических работ и основные направления их автоматизации. Метрологическое обеспечение, технические измерения, стандартизация, сертификация. Роль автоматизации в измерительной технике. Развитие работ по автоматизации массовых средств измерений, в области стандартизации и сертификации.
Тема 1.2 АВТОМАТИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ СТАБИЛЬНЫХ ЯВЛЕНИЙ И
ПРОЦЕССОВ И ЭТАЛОНОВ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Качественные и количественные исследования стабильных явлений и процессов. Исследования, приведшие к созданию новых эталонов физических величин. Эталон вольта – устройство и принцип действия, основные технические и метрологические характеристики, алгоритм функционирования.
Тема 1.3 АВТОМАТИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ И
ПРОВЕДЕНИЯ ПОВЕРОЧНЫХ И КАЛИБРОВОЧНЫХ РАБОТ
Основные понятии об автоматизации поверки. Проблемы автоматизации поверочных работ. Уровни автоматизации поверки средств измерений. Сокращение времени проведения поверочных работ. Повышение точности измерений, сокращение времени перестройки с одного вида поверки на другой. Увеличение межповерочного интервала средств измерений, повышение производительности поверочных работ, сокращение непроизводительных затрат.
Автоматизированное рабочее место метролога. Основные требования к автоматизированному рабочему месту метролога (АРМ). Обобщенная модель АРМ метролога. Зависимость экономического эффекта при поверке измерительных приборов от количества поверяемых СИ.
Тема 1.4 ОСОБЕННОСТИ АВТОМАТИЗАЦИИ ИССЛЕДОВАНИЙ
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
Уменьшение трудоемкости поверки и калибровки измерительных преобразователей: замена прямых исследований функции преобразования (градуировочной характеристики) преобразователя косвенными методами; объединение преобразователя с устройством, имитирующим воздействие на вход преобразователя измеряемой физической величины; исследование большого количества преобразователей в одних и тех же условиях.