Распределение часов по семестрам и видам занятий
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт высокоточных систем им. В.П. Грязева
Кафедра Приборы и биотехнические системы
| Утверждаю: Зав. кафедрой ПБС _________________ В.В. Савельев «___»____________ 2015г. |
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Учебной дисциплины
«Физические основы получения информации»
Уровень профессионального образования:
высшее образование - бакалавриат
Направление подготовки:12.03.01 Приборостроение
Профиль подготовки: Бортовые приборы управления
Форма обучения: очная
Тула 2015
ЛИСТ
Согласования рабочей программы дисциплины
Рабочая программа учебной дисциплины «Физические основы получения информации» разработана доцентом М.Б. Богдановым и обсуждена на заседании кафедры ПБС института высокоточных систем им. В.П. Грязева(протокол заседания кафедры №5 от «22» октября 2015 г.)
Разработчик рабочей программы дисциплины ____________________________.
личная подпись
СОДЕРЖАНИЕ
1 Цель и задачи освоения учебной дисциплины (модуля) 4
2 Место учебной дисциплины (модуля) в структуре образовательной программы.. 4
3 Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю) 4
4 Содержание и структура учебной дисциплины (модуля) 5
4.1 Содержание разделов учебной дисциплины (модуля) 5
4.2 Распределение часов по семестрам и видам занятий. 7
4.3 Темы, выносимые на лекционные занятия. 7
4.4 Лабораторные работы.. 8
4.5 Практические занятия (семинары) 9
4.6 Самостоятельная работа студента. 10
5 Образовательные технологии. 11
6 Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) 12
6.1 Требования к аудиториям (помещениям, местам) для проведения занятий. 12
6.2 Требования к оборудованию рабочих мест преподавателя и обучающихся. 12
6.3 Требования к специализированному оборудованию.. 12
6.4 Требования к программному обеспечению учебного процесса. 13
7 Порядок проведения текущего контроля и промежуточных аттестаций. Шкалы оценок. 13
7.1 Шкала академических оценок освоения дисциплины (модуля) 13
7.2 Система оценки достижений обучающегося по дисциплине (модулю) 13
7.3 Система оценки компетенций или их элементов, сформированных у обучающихся в ходе освоения дисциплины (модуля) 14
8 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточных аттестаций обучающихся 15
9 Учебно-методическое обеспечение дисциплины (модуля) 15
9.1 Основная литература. 15
9.2 Дополнительная литература. 15
9.3 Периодические издания. 15
9.4 Интернет-ресурсы.. 15
9.5 Методические указания к лабораторным занятиям.. 16
9.6 Методические указания к практическим занятиям.. 16
9.7 Методические указания к курсовому проектированию и другим видам самостоятельной работы 16
1 Цель и задачи освоения учебной дисциплины (модуля)
Целями освоения дисциплины является ознакомление студентов с физическими явлениями и эффектами, положенными в основу функционирования приборов, предназначенных для получения и регистрации информации об окружающей среде, технических и биологических объектах.
Задачей освоения дисциплины является усвоение студентами знаний, изложенных в разделе «Содержание и структура дисциплины» данной программы.
2 Место учебной дисциплины (модуля) в структуре образовательной программы
Учебная дисциплина относится к дисциплинам вариативной части учебного цикла – В2 Математический и естественнонаучный цикл.
Для успешного освоения учебной дисциплины необходимы знания, умения и владения, сформированные предшествующими дисциплинами образовательной программы: «Физика», «Химия», «Теоретические основы электротехники».
Знания, умения и владения, сформированные при изучении данной учебной дисциплины, необходимы для успешного освоения последующих дисциплин: «Основы проектирования приборов и систем», «Расчет и проектирование элементов измерительных устройств», «Измерительные преобразователи, приборы и системы».
3 Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю)
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВО по данному направлению подготовки:
- общекультурных компетенций (ОК):
Не предусмотрены по данной дисциплине
- общепрофессиональных компетенций (ОПК):
- способность учитывать современные тенденции развития техники и технологий в своей профессиональной деятельности (ОПК-4);
- профессиональных компетенций (ПК):
- способность к анализу, расчету, проектированию и конструированию в соответствии с техническим заданием типовых систем, приборов, деталей и узлов на схемотехническом и элементном уровнях (ПК-5).
В результате изучения дисциплины обучающийся должен:
Знать:
1. физические принципы функционирования современных измерительных приборов (ПК-5);
2. современные тенденции развития измерительной техники (ОПК-4);
Уметь:
1. анализировать и рассчитывать элементы измерительных приборов, основанных на различных физических принципах действия (ПК-5);
2. учитывать современные тенденции развития техники и технологий в своей профессиональной деятельности (ОПК-4);
Владеть:
1. навыками анализа и расчета элементов измерительных приборов, основанных на различных физических принципах действия (ПК-5);
2. способностью учитывать современные тенденции развития техники при создании новых измерительных приборов (ОПК-4).
4 Содержание и структура учебной дисциплины (модуля)
Содержание разделов учебной дисциплины (модуля)
Введение.
В.1. Основные понятия и определения теории измерений.
В.2. Фундаментальные взаимодействия физических полей с веществом.
В.3. Физические эффекты и закономерности их проявления.
1. Металлические резистивные датчики.
1.1. Типы датчиков.
1.2. Терморезистор.
1.3. Контактный датчик.
1.4. Датчик контактного сопротивления.
1.5. Потенциометр.
1.6. Тензорезистор.
2. Емкостные датчики.
3. Датчики на основе газовых и вакуумных разрядов.
3.1. Несамостоятельный газовый разряд.
3.2. Пропорциональные счетчики и ионизационные камеры.
3.3. Мехатронные преобразователи.
4. Полупроводниковые датчики.
4.1. Физика полупроводников.
4.2. Оптические явления и эффекты в полупроводниках.
4.2.1. Поглощение света.
4.2.2. Фоторезистивный эффект.
4.2.3. Фотовольтаические эффекты.
4.2.3.1. Эффект Дембера.
4.2.3.2. Возникновение фото-ЭДС на p-n переходе.
4.2.3.3. Полупроводниковые фотоэлементы.
4.2.3.4. Оптопары и оптоэлектронные микросхемы.
4.2.4. Приемники проникающей радиации и атомные электроэлементы.
4.3. Гальваномагнитные эффекты.
4.3.1. Эффект Холла.
4.3.2. Магниторезистивный эффект.
4.3.3. Эффекты Эттингзгаузена и Нернста.
4.4. Магнитооптические эффекты.
4.4.1. ФЭМ-эффект Кикоина-Носкова.
4.4.2. Магнитооптические эффекты в сильных магнитных полях.
4.5. Термические эффекты.
4.5.1. Терморезистивный эффект.
4.5.2. Эффекты Зеебека и Пельтье.
5. Химические датчики.
5.1. Классификация химических датчиков.
5.2. Датчики прямого действия.
5.2.1. Металл-оксидный датчик.
5.2.2. Электрохимические датчики.
5.2.2.1. Датчики концентрации вещества с выходом по напряжению.
5.2.2.2. Датчики концентрации вещества с выходом по проводимости.
5.2.2.3. Датчики кислорода с выходом по току.
5.2.2.4. Датчики газов на твердом электролите.
5.2.3. Эластомерные датчики.
5.3. Датчики косвенного действия с выделением тепла.
5.4. Биохимические датчики.
5.5. Хроматограф и масс-спектрометр.
5.6. Датчик обоняния.
6. Пьезоэлектрические и пьезорезонансные датчики.
6.1. Пьезоэлектрический датчик.
6.1.1.Физика пьезоэлектрического эффекта.
6.1.2. Виды пьезоэлектрических датчиков.
6.1.3. Пьезоэлектрические материалы.
6.2. Пьезорезонансные датчики.
6.2.1. Принцип действия пьезорезонатора.
6.2.2. Классификация пьезорезонансных датчиков.
6.2.3. Термочувствительные пьезорезонаторы.
6.2.3.1. Общие сведения.
6.2.3.2. Датчики на термочувствительных пьезорезонаторах.
6.2.4. Тензочувствительные пьезорезонаторы.
6.2.4.1. Общие сведения.
6.2.4.2. Датчики на тензочувствительных пьезорезонаторах.
6.2.5. Гирочувствительность пьезорезонаторов.
6.2.5.1. Общие сведения.
6.2.5.2. Пьезорезонансные гироскопические датчики.
6.2.6. Акусточувствительные пьезорезонаторы.
6.2.6.1. Общие сведения.
6.2.6.2. Датчики на акусточувствительных пьезорезонаторах.
6.2.7. Массчувствительные пьезорезонаторы.
6.2.7.1. Общие сведения.
6.2.7.2. Датчики на массчувствительных пьезорезонаторах.
7. Волоконно-оптические датчики.
7.1. Основные характеристики поля излучения.
7.2. Виды излучений и основные законы оптики.
7.3. Классификация и принцип действия волоконно-оптических датчиков.
7.4. Волоконно-оптические датчики амплитудной модуляции.
7.4.1. Классификация.
7.4.2. Датчики амплитудной модуляции.
7.4.2.1. Аттенюаторные и нефелометрические датчики.
7.4.2.2. Датчики отражательно – пропускательного типа.
7.4.2.3. Датчики на явлении полного внутреннего отражения.
7.4.2.4. Светогенерационные датчики.
7.5. Волоконно-оптические датчики фазовой модуляции.
7.5.1. Датчики на основе интерферометра Маха-Цендера.
7.5.2. Датчики на основе интерферометра Саньяка.
8. Гироскопические датчики и акселерометр.
8.1. Краткие сведения из теоретической механики.
8.2. Элементарная теория трехстепенного гироскопа в кардановом подвесе.
8.3. Акселерометр.
9. Спутниковая навигационная система.
Распределение часов по семестрам и видам занятий
Общая трудоемкость дисциплины составляет 10 зачетных единиц (360 академических часов), в том числе:[1]