Седов В.И. (сост.) Учебно-методический комплекс по дисциплине Метрология, стандартизация и сертификация - файл n1.doc

Седов В.И. (сост.) Учебно-методический комплекс по дисциплине Метрология, стандартизация и сертификация
Скачать все файлы (8923 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.doc8923kb.14.01.2014 05:03скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5



Автор-составитель:

Седов Виктор Иванович к.т.н., доцент


Учебно-методический комплекс по данной дисциплине разработан в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки дипломированного специалиста по специальности: 190401.65 Электроснабжение железных дорог. Данная дисциплина входит в федеральный компонент общепрофессиональных дисциплин и является обязательной для изучения. Данный учебно-методический комплекс рассмотрен и одобрен на заседании Учебно-методической комиссии РОАТ. Протокол №4 от 01.07.2011.
СОДЕРЖАНИЕ


Рабочая программа дисциплины ………………………………………

4

Конспект лекций ……………………………………………………….

12

Задание на контрольную работу ……………………………………..

36

Методические указания студентам ……………………………………

49

Методические указания преподавателям …………………………….

50

Перечень вопросов к зачёту ……………………………………………

51

Перечень вопросов к дифференцированному зачету ……………….

52



1. ЦЕЛЬ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью изучения дисциплины является формирование у студентов знаний:

Дисциплина «Метрология, стандартизация и сертификация» базируется на знании дисциплин «Математика», «Физика», «Теоретические основы электротехники», «Электротехника и электроника», «Информатика» и обеспечивает студентам базовую основу для изучения последующих специальных дисциплин.


  1. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ

СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Изучив дисциплину, студент должен:

2.1. Иметь представление:

2.2. Знать и уметь использовать:

    1. Иметь опыт работы:



3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Вид учебной работы

Часы

Общая трудоемкость дисциплины

108

Аудиторные занятия

16

Лекции

8

Лабораторный практикум

8

Самостоятельная работа

92

Контрольная работа (количество)

1

Зачет (количество)

1

Дифференцированный зачет (количество)

1


4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1. РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ ЗАНЯТИЙ



п/п

Раздел дисциплины

Лекции, ч

Лабораторный

практикум, ч

1

Основы метрологии

2,0

2,0

2

Средства электрических измерений физических величин

2,0

3,0

3

Методы измерения физических

величин

1,0

3,0

4

Основы стандартизации

2,0



5

Основы сертификации

1,0




4.2. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел 1. Метрология. Основные понятия и определения
1.1. Основные положения.

Роль метрологии в решении задач научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте. Основные метрологические термины и определения. Международная система единиц физических величин. Классификация измерений.

1.2. Основы теории погрешностей и обработка результатов измерений.

Погрешности средств измерений. Классификация погрешностей. Методы исключения и компенсации систематических погрешностей.

Аналитическое представление и оценка случайных погрешностей. Прямые однократные измерения. Прямые измерения с многократными наблюдениями и обработка их результатов. Косвенные, совокупные и совместные измерения.

1.3. Средства измерений и их свойства.

Классификация средств измерений: меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи, измерительные установки, информационно-измерительные системы.

Передача размера единиц электрических величин эталонов рабочим средством измерений. Метрологические характеристики средств измерений. Классы точности и нормирование погрешностей.

Поверка средств измерений. Информационные характеристики средств измерений.

1.4. Обеспечение единства измерений.

Закон РФ «Об обеспечении единства измерений». Государственный метрологический контроль и надзор. Метрологические службы предприятий, их аккредитация на право проведения поверочных и калибровочных работ. Государственная метрологическая служба, другие государственные службы по метрологии и стандартизации РФ. Международные организации в области метрологии.


Раздел 2. Средства электрических измерений физических величин [1; 3; 4; 6; 8; 9]
2.1. Аналоговые электромеханические измерительные приборы.

Общие сведения. Классификация, принцип действия, устройство и теория электромеханических измерительных механизмов. Область применения, достоинства и недостатки.

2.2. Приборы сравнения.

Измерительные мосты постоянного и переменного тока. Измерительные компенсаторы (потенциометры). Конструкции, принцип действия, их нормируемые метрологические характеристики.

2.3. Приборы для измерения и регистрации изменяющихся во времени величин. Назначение и классификация средств регистрирующей техники. Общие сведения.

2.4. Электронно-лучевые осциллографы. Структурная схема, принцип работы и область применения.

2.5. Аналоговые электронные приборы.

Электронные вольтметры, омметры, счетчики электрической энергии и анализаторы спектра сигналов: обобщенные структурные схемы, принцип действия и метрологические характеристики.

2.6. Цифровые измерительные преобразователи и приборы.

Общие сведения и основные характеристики цифровых измерительных приборов. Особенности построения цифровых приборов и методы преобразования непрерывной величины в дискретную. Основные компоненты цифровых измерительных приборов. Цифровые вольтметры постоянного тока с кодоимпульсным и времяимпульсным преобразованием. Цифровые вольтметры постоянного тока с частотно-импульсным преобразованием (интегрирующие) и с двукратным интегрированием. Цифровые вольтметры переменного тока.

2.7. Масштабные измерительные преобразователи.

Токовые шунты, добавочные сопротивления измерительные трансформаторы переменного тока и напряжения. Их применение и метрологические характеристики.

2.8. Измерительные информационные системы и вычислительные комплексы.

Назначение, классификация измерительных информационных систем. Структура, основные блоки и метрологические характеристики. Системы автоматического контроля. Системы технической диагностики. Информационно-измерительные системы на основе агрегатных комплексов. Автоматические системы контроля и технической диагностики устройств электрической тяги и железнодорожной автоматики. Назначение, структура и применение информационно-вычислительных комплексов. Микропроцессорные системы и микроЭВМ в измерительной технике. Компьютерные измерительные системы.
Раздел 3. Методы измерения физических величин

3.1. Измерение постоянных и переменных токов и напряжений.

3.2. Использование ваттметров для измерения мощности, индукционных и электронных счетчиков для измерения энергии. Погрешности измерений.

3.3. Измерение частоты и фазового сдвига сигналов.

Общие сведения. Измерение частоты осциллографом. Цифровые частотомеры. Измерение сдвига по фазе аналоговым и цифровым фазометром.

3.4. Измерение магнитных величин.

Определение магнитного потока, индукции и напряженности магнитного поля. Измерение характеристик магнитных материалов.

3.5. Измерение неэлектрических величин электрическими методами.

Методы преобразования неэлектрических величин в электрические. Параметрические и генераторные преобразователи и схемы их включения в электрические цепи. Основные разновидности применяемых измерительных схем.
Раздел 4. Стандартизация

4.1. Стандартизация как научный метод организации производства.

Цели, задачи и основные принципы стандартизации. Математическая база параметрической стандартизации. Методы стандартизации: унификация, агрегатирование, типизация.

4.2. Правовые основы стандартизации в Российской Федерации.

Федеральный закон РФ «О техническом регулировании». Общие и специальные технические регламенты. Содержание, цель и государственный надзор за соблюдением требований технических регламентов.

Основные нормативные документы по стандартизации.

    1. Национальная система стандартизации.

Общая характеристика, органы и службы стандартизации.

Категории и виды стандартов Российской Федерации. Документы в области стандартизации. Отраслевая стандартизация на предприятиях железнодорожного транспорта.

4.4. Международная и межгосударственная стандартизация (МГС).

Международные организации по стандартизации ИСО (ISO) и МЭК.

Применение международных стандартов при разработке системы национальных стандартов.
Раздел 5. Сертификация

5.1. Основные положения в сертификации.

Определение сертификации, нормативная база и основные положения по сертификации в законе «О техническом регулировании».

5.2. Системы и схемы сертификации.

Существующие схемы сертификации. Формы обязательного и добровольного подтверждения соответствия.

5.3. Этапы сертификации.

Порядок проведения сертификации продукции, услуг, систем качества.

5.4. Органы по сертификации и их аккредитация.

Участники системы сертификации, их функции. Условия и порядок аккредитации органов по сертификации и испытательных лабораторий.

5.5. Международные системы сертификации. Системы сертификации на железнодорожном транспорте.

Система сертификации в других странах. Знак соответствия и его защита. Организация сертификации на железнодорожном транспорте.

4.3. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

№ п/п

№ Раздела

дисциплины

Наименование лабораторных работ

1

1

Поверка технических приборов

2

2, 3

Измерение электрических величин и определение параметров цепи с помощью электронного осциллографа

3

2, 3

Измерение сопротивлений (активного и реактивного) методом амперметра, вольтметра, ваттметра.

4

2, 3

Измерение электронным счётчиком активной и реактивной мощности и энергии в трехфазных цепях.


5. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
Самостоятельная работа студентов заочного обучения является основной формой изучения дисциплины. Содержание этой работы определяется рабочей программой.

Основываясь на лекционном материале и результатах лабораторного практикума, студент выполняет одну контрольную работу, содержащую задачи по темам (разделам) курса.

Контрольная работа содержит пять задач, которые выбираются в соответствии со специальностью из задач, имеющихся в задании на контрольную работу.

В работе производится выбор измерительной аппаратуры, анализируется принцип работы цифровых средств измерения, проводится обработка результатов измерений, определяются погрешности измерений и вероятностные оценки достоверности результатов измерений.



  1. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ

6.1. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА


  1. Ким К.К., Анисимов Г.Н., Барбарович В.Ю., Литвинов Б.Я. Метрология, стандартизация, сертификация и электроизмерительная техника: Учебное пособие. – СПб.: Питер, 2008. – 368 с.: ил.

  2. Васильев А.В. Метрология, стандартизация, сертификация: Уч. пос. – М.: Логос, 2006. – 536 с.

  3. Дайлидко А.А. Метрология, стандартизация, сертификация на железнодорожном транспорте. Учебник. 2002.

  4. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах: Учеб. для вузов / В.И. Нефедов, В.И. Хахин, Е.В. Федорова и др.; Под ред. В.И. Нефедова. – М.: Высш. шк., 2005. – 383 с.

  5. Ручкина Л.Г. Метрология, стандартизация, сертификация: Уч. пос. – М.: РГОТУПС, 2004. – 40 с

  6. Ручкина Л.Г. и др. Метрология, стандартизация и сертификация: Задание на контрольную работу с методическими указаниями. – М.: РГОТУПС, 2002. – 23 с.

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



6.2. СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Компьютерные программы:

а) для выполнения аналитических расчетов и графических построений при решений контрольных работ и оформлении отчетов по лабораторным работам (Mathcad, Excel и др.);

б) для схемотехнического моделирования электронных и магнитных цепей при выполнении лабораторных работ (Electronics Workbench, LabVIEW и др.).

  1. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ
Специализированная лаборатория оснащена современными средствами измерений.

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

ВВЕДЕНИЕ

Из истории создания систем единиц физических величин.

Измерения играют важнейшую роль в жизни человека, поэтому потребность в них возникла в незапамятные времена. Для этого использовались подручные средства, но в началь­ный период старался свести их к счету. Время выражалось в сутках, месяцах, го­дах; расстояние в шагах, локтях, выстрелах, днях пути. По мере развития торговли появилась необходи­мость иметь более точную количественную оценку различных величин: линей­ных размеров, расстояний, объемов, массы. Для этого прежде всего использовались размеры частей тела человека: «вершок» - длина фаланги указательного пальца, «пядь» - расстояние между вытянутыми концами большого и указательного пальцев, «сажень» - расстояние от левой ноги до большого пальца вверх вытянутой правой руки и т.д.

О единстве измерений речи еще не было, т.к. в каждом местечке, княжестве или государстве «своим аршином мерили».. Так, в XVIII в. в Европе существовало до сотни различных футов, около полусотни различных миль, свыше 120 фунтов. Неодинаковые еди­ницы измерения имели не только различные страны, но и отдельные провинции одного и того же государства.

Россия здесь не была исключением. В то время в разных областях России в ходу были различные по размеру вершки и пяди, аршины и локти, сажени и версты. В более поздние времена, когда Россия стала активно участвовать в международной торговле через прорубленное «окно в Европу», в ходу появи­лись европейские наименования мер: футы и дюймы, морская миля и др. Анало­гичное состояние наблюдалось для мер массы, площади и объема (вместимости для жидких и сыпучих веществ).

Соотношения между мерами одной величины в истории неоднократно изменялись. Так, верста в разное время и в различных областях России колебалась от 1000 до 500 саженей, сажень приравнивали к трем локтям, а позднее к трем ар­шинам.

Надзор за мерами в Древней Руси поручался духовенству. В ведении церкви на­ходились весы и меры, служащие для взаимных расчетов при купле и продаже. Первая единая служба хранения мер и весов определялась Двинской грамотой Ивана Грозного 1550г. В 1736г комиссия мер и весов приняла решение об изготовлении первых эталонов: «медный аршин» и «медный фунт».

Еще в XVII-XVIII вв. обсуждался вопрос о создании единого для всех наро­дов и устойчивого во времени масштаба измерений.

Идея построения десятичной системы измерений принадлежит французскому астроному Г.Мутону. Важный шаг в этом на­правлении был сделан во времена Французской революции в конце XVIII в. Тогда по инициативе шотландского изобретателя и предпринимателя Дж. Уатта во Франции было принято решение о создании метрической системы мер, осно­ванной на естественных и неразрушимых эталонах и построенной по десятич­ному принципу. В разработке системы принимали участие французские ученые П. Лаплас, Ж. Лагранж, Ж. Деламбре, П. Мешен и др. Было решено в основу системы положить единицу длины — 1 метр, равный одной десятимиллионной части четверти земного меридиана, проходящего через Париж. За единицу веса был принят вес одного кубического дециметра чистой воды при температуре ее наибольшей плот­ности (около +4 °С).

Тщательные геодезические и астрономические измерения, с риском для жизни, выполненные в неспокойной революционной Франции Жаном-Батистом Делам­бре и Пьером Мешеном (1792-1798 гг.), позволили определить длину Париж­ского меридиана и изготовить (1799 г.) эталон метра в виде платиновой меры шириной 25 мм и толщиной 4 мм. Платиновый метр передали на хранение в На­циональный архив Франции, где он находится и по сей день. По этой причине первый эталон метра получил название «метр Архива» или «архивный метр».

Первый прототип килограмма, изготовленный на основе тщательных взвеши­ваний одного кубического дециметра чистой воды при температуре 4 °С, пред­ставлял собой платиновую цилиндрическую гирю высотой 39 мм и таким же диаметром. Как и прототип метра, он был передан на хранение в Национальный архив Франции и получил название «килограмма Архива»

Эта система с самого начала была задумана как международная. Её единицы, не совпадали ни с какими национальными единицами. В 1799г работа была закончена. Утверждены законом «архивный метр» и «килограмма Архива». Однако Наполеон всё это отменил. В действие эта система во Франции была введена только в 1840 г.

Международная ко­миссия по прототипам метрической системы, созданная по инициативе Петер­бургской академии наук, в 1872 г. решила отказаться от «естественных» эталонов метра и килограмма и принять «метр Архива» и «килограмм Архива» в качестве исходных мер метрической системы.

В 1875 г. была созвана дипломатическая конференция, на которой 17 госу­дарств, в том числе и Россия, подписали Метрическую конвенцию, в соответст­вии с которой для стран-участниц были изготовлены образцы метра и килограм­ма из сплава платины и иридия. Прототип метра представлял собой штриховую меру общей длиной 102 см, на расстояниях 1 см от краев которой были нанесены штрихи, определяющие единицу длины - метр. Прототип килограмма представ­ляет собой гирю в виде прямого цилиндра с закругленными ребрами диаметром и высотой 39 мм.

По решению I Генеральной конференции по мерам и весам (ГКМВ), со­стоявшейся в 1889 г. в Париже, Россия получила два прототипа метра (№ 11 и 28) и два прототипа килограмма (№ 12 и 26).

Методику построения системы, где принимают несколько, основных независимых друг от друга физических величин впервые предложил в 1832 г. немецкий ученый К. Гаусс.. Все остальные величины называют производными и их измерений устанавливают через основные, используя известные физи­ческие законы и соотношения.. Он построил систему на основе трех ос­новных единиц: миллиметра, миллиграмма и секунды. Он назвал свою систему СГСМ. Единицы величин, предложенные К. Гауссом, были неудобны. В абсолютной практической системе электрические и магнитные единицы были образованы умножением единиц системы СГСМ на соответствующие степени числа 10. Так появились распространенные ныне единицы электрических вели­чин: Вольт, Ампер, Ом.

В ХХ веке электрические измерения выходят на первый план и появилась необходимость иметь электрические эталоны. Рекомендованы «ртутный Ом» и «серебряный Ампер». В 1933г на VIII ГКМВ началась разработка системы МКСА.

  1   2   3   4   5
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации