Директор института В
Учебные материалы


Директор института В



Карта сайта brandenpernica.com
УТВЕРЖДАЮ
Директор института
В.А. Климёнов
«___»_____________2011 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ПРИБОРОВ И СИСТЕМ ОРИЕНТАЦИИ
НАПРАВЛЕНИЕ (СПЕЦИАЛЬНОСТЬ) ООП

200100 ПРИБОРОСТРОЕНИЕ


ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ (СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ, ПРОГРАММА)

ПРИБОРОСТРОЕНИЕ


КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ)

магистр


БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2011г.
КУРС

2

СЕМЕСТР

4


КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ

4


ПРЕРЕКВИЗИТЫ

ПЦ.Б3.Б1 - Начертательная геометрия и инженерная графика; ПЦ.Б3.Б2 - Прикладная механика; ПЦ.Б3. - Материаловедение и технология, конструкционных материалов, ПЦ.Б3.В1 – Детали приборов и основы конструирования,, ПЦ.Б9 – Основы проектирования приборов и систем.


13. КОРЕКВИЗИТЫ

:

ПЦ.В .1.4. – Схемотехника измерительных устройств; ПЦ.В.1.10. - Конструирование измерительных приборов; ПЦ.В.1.8. - Приборы ориентации и навигации; ВКР на степень магистра


^ ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:

Лекции 12 час.


Практические занятия 72 час.


Курсовой проект


АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ 84 чаов.


^ САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

108 час.


ИТОГО

192

часа.
.ФОРМА ОБУЧЕНИЯ

ОЧНАЯ


ВИД АТТЕСТАЦИИ экзамен, диф.зачет
ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ

кафедра точного приборостроения


ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ В. Н Бориков
РУКОВОДИТЕЛЬ ОПП Д.В Миляев
ПРЕПОДАВАТЕЛИ Л.Б.Гурин
2011 г.

  1. ^ Цели освоения дисциплины



Дисциплина нацелена на формирование следующих профессиональных компетенций выпускника:
- способность собирать и анализировать научно-техническую информацию, учитывать современные тенденции развития и использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии в профессиональной деятельности;

-

способность рассчитывать и проектировать типовые узлы приборов;
- способность проводить исследования, обрабатывать и представлять экспериментальные данные;
- способность и умение разрабатывать схемы приборов, выбирать оптимальное решение
с использованием компьютерных и информационных технологий;
- способность разрабатывать и оформлять проектно-конструкторскую документацию для изделий приборостроительной отрасли;
- способность эффективно работать и организовывать работу коллективов для решения текущих и перспективных проблем.

  1. ^ Место дисциплины в структуре ООП



Дисциплина «Основы проектирования приборов и систем» относится к дисциплинам профессионального цикла.

3. Результаты освоения дисциплины


В результате изучения дисциплины студент должен

знать и уметь использовать:



  • структуру измерительных приборов и систем

  • основы конструирования деталей и узлов приборов;

  • методов измерений и видов преобразования сигнала;

  • методов расчета статических и динамических характеристик прибора;

  • умения использовать методы расчета надежности;

  • организовывать выполнение проектных процедур;

  • проектировать типовые деталей и узлов приборов с использованием стандартных средств компьютерного проектирования;

  • разрабатывать и оформлять проектно-конструкторскую документацию для изделий приборостроительной отрасли.

иметь опыт:



  • разработки конструкций типовых деталей и узлов приборов различного назначения;

  • расчета статических и динамических характеристик приборов;


В процессе освоения дисциплины у студента развиваются и закрепляются следующие компетенции:
1.

Универсальные (общекультурные)

– владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1); способен логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь, создавать тексты профессионального назначения (ОК-2); осознает социальную значимость своей будущей профессии, обладает высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК-9); владеет основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, имеет навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12), - способен предусмотреть меры по сохранению и защите экосистемы в ходе своей общественной и профессиональной деятельности (ОК-14);

Профессиональные

– способен собирать и анализировать научно-техническую информацию, учитывать современные тенденции развития и использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии в профессиональной деятельности (ПК-2)); способен использовать системы стандартизации и сертификации, осознает значение метрологии в развитии техники и технологий (ПК-5); владеет элементами компьютерной инженерной графики, способен применять современные программные средства для разработки и редакции проектно-конструкторской и технологической документации (ПК-6); способен анализировать поставленные исследовательские задачив области приборостроениия на основе подбора и изучения литературных, патентных и других источников информации (ПК 22); способность участвовать в разработке функциональных и структурных схем приборов (ПК 10); умеет составлять отдельные виды технической документации, включая технические условия, описания, инструкции и другие документы (ПК-13);


  1. Структура и содержание дисциплины



4.1. Содержание теоретического раздела дисциплины
Объем лекций 12 час.
4.1. Введение (2 часа)
Место курса проектировании, производство и испытания приборов и систем управления подвижными объектами. Этапы разработки систем: техническое задание, техническое предложение, эскизный проект, технический проект, разработка рабочей документации. Иерархическая структура технических систем и системный подход в проектировании. Единая система конструкторской документации.
4.2. Разработка приборов систем ориентации подвижных объектов - 4 часов
Опорные системы координат и углы, характеризующие положение объекта в пространстве. Состав технического задания на проектирование системы ориентации и варианты кинематических схем в зависимости от диапазона изменения углов поворота объекта и времени работы. Техническое задание на проектирование курсовых приборов, анализ технического задания, выбор кинематической схемы, оценка ошибки системы компенсации видимого ухода гироскопа. Анализ причин погрешностей прибора расчет параметров и выбор элементов прибора исходя из требований технического задания. Разработка конструкции прибора, использование стандартных узлов и предложение оригинальных решений. Разработка электрической схемы, оформление принципиальных электрических схем приборов и установок. Анализ точности спроектированного прибора. Составление технического описания. Оформление технической документации.
4.3. Конструирование курсовых приборов систем ориентации 4 часов
Состав технического задания, анализ требований, выбор кинематической схемы, оценка ошибки системы компенсации видимого ухода, анализ инструментальных погрешностей и расчет параметров элементов конструкции, выбор стандартных элементов и разработка оригинальных узлов приборов.
Разработка корректируемых азимутальных приборов. Статические и динамические ошибки систем коррекции, выбор элементов систем коррекции исходя из требуемой точности.
4.4. Зонды и датчики скважинных приборов - 2 часа
Инклинометрические датчики, назначение, требования. Магнитные и гироскопические инклинометры варианты схем инклинометров. Датчики для измерения электрических, магнитных, радиоактивных, акустических параметров горных пород, вскрытых скважинами.
Конструкция зонда скважинного прибора. Охранный кожух, герметизация, кабельные и зондовые наконечники, присоединение скважинного прибора к кабелю.
5. Практический раздел рабочей программы
5.1. Практические занятия – 72 часа

  1. Формирование идей решения технических задач с использованием

различных научных методов 4 часа
2. Составление кинематических схем приборов систем ориенетации 1 4 часа

  1. Разработка гироскопических датчиков курса: составление технического

задания, выбор кинематической схемы, расчеет параметров и выбор
элементов, разработка конструкции, составление электрической
схемы, поверочный расчет прибора 22 часов

  1. Конструирование корректируемых курсовых гироскопических систем:

варианты схем, выбор чувствительных и исполнительных элементов
систем коррекции, разработка конструкции 12 часов
5. Анализ конструкции динамически настраиваемого гироскопа 4 часа
6. Составление схемы гироскопического инклинометра на основе
трехстепенного гироскопа, анализ конструкции 4 часа
7. Составление схемы гироинклинометра на основе ДНГ 4 часа
^ Структура дисциплины
по разделам и видам учебной деятельности

Название раздела/ темы

Аудиторная работа (час)

СРС (час)

Колл, контр. р.

Итого

Лекции

Практ. Зан.

Лаб. Зан.

^ Приборы; назначение, требования, структура приборов, типовые узлы приборов

2

6


4


10

^ Инженерное проектирование как специфический вид деятельности человека, этапы создания новой технической системы:

2

6


4


8

^ Измерение, как процесс преобразования физической величины в информационный сигнал. Метрологические характеристики: диапазон измерения, ошибки приборов.

2

4


6


10

Прибор, как каскад преобразователей; типы преобразователей и преобразование сигналов в приборах; линейные и нелинейные преобразователи; информационные аспекты преобразования сигналов; количество информации, потери информации.
Уравнения и параметры преобразователей, взаимодействие преобразователей с внешней средой, методы расчета статических и динамических характеристик, оценка погрешности.

3

4


8

4

25

Отсчетные устройства: назначение, конструкции и классификация. Погрешности шкальных отсчетных устройств. Основные параметры шкал и указателей. Выбор параметров шкальных отсчетных устройств с учетом требований эргономики. Цифровые отсчетные устройства, виды индикаторов, конструкции, достоинства и недостатки.

2.5

8


8


16.5

Динамические характеристики измеряемого сигнала и динамические параметры прибора, резонансные режимы, необходимость успокоения свободных колебаний и сглаживания резонансных пиков. Работа успокоителя в измерительном приборе. Параметры переходного процесса, требования к успокоителям. Типы успокоителей.

2

12


8


14.5

^ Корпуса приборов и защита от внешних воздействий

3

2


6


11

Монтаж электрических, электромеханических элементов и электронных плат в конструкции прибора. Коммутирующие устройства, назначение, конструкция и требования к установке. Размещение приборов на информационных стендах с учетом особенностей восприятия информации человеком, конструкции стендов и пультов управления технологическими процессами.

2

2


6


10

Возможности автоматизации процесса проектирования: автоматизация выполнения графических работ и автоматизация проектных работ. Современные средства программного обеспечения. Организация работ по автоматизации проектирования.

2



8


18

Организационная и функциональная структуры САПР различных уровней, обеспечение САПР, методы проектирования с использованием САПР; этапы автоматизированного проектирования; разработка конструкций и создание документации.

4

6


6


16








Итого

12

72


108


192

6. Образовательные технологии
Лекции читаются в форме презентаций. В процессе чтения лекций включаются демонстрации различных конструкций типовых узлов приборов на экране, показываются реальные конструкции приборов и их отдельных узлов.
Специфика сочетания методов и форм организации обучения отражается в матрице (см. табл. 2).
Таблица 2.
^ Методы и формы организации обучения

ФОО
Методы

Лекц.

Лаб. раб.

Пр. зан./сем.

Тр.*, Мк**

СРС

Курс.
работа

IT-методы

+

+

+


+

+

Работа в команде



+


+

+

Игра


+

+




Методы проблемного обучения

+




+

+

Обучение на основе опыта

+

+

+



+

Опережающая самост. работа



+


+

+

Проектный метод

+





+

Поисковый метод

+

+

+



+

Исследовательский метод

+


+


+

+

* - Тренинг, ** - мастер-класс.
7. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы
студентов

    1. Текущая СРС, направленная на углубление и закрепление знаний студента, развития практических умений

      1. Проработка лекционного материала, подготовка к коллоквиумам по разделам курса.

6.1.2. Выполнение домашних заданий, домашних контрольных работ;
6.1.3. Опережающая самостоятельная работа по темам практических занятий;
6.1.4. Подготовка к контрольной работе и коллоквиуму, к зачету.

    1. Творческая проблемно-ориенированная самостоятельная работа (ТСР),

Направленная на развитие интеллектуальных умений, комплекса универсальных (общекультурных) и профессиональных компетенций, повышение творческого потенциала студентов.
6.3.1. Перечень научных проблем и направлений научных исследований.
1. Выбор метода измерения и разработка схем приборов.
2. Обеспечение точности приборов в процессе конструирования отдельных узлов.
6.3.3. Темы индивидуальных заданий.
В начале семестра каждому студенту выдается индивидуальное задание:
1. Разработать рабочий детали, взятой из сборочного чертежа изделия используя программное обеспечение T-Flex CAD 2D.
2. Разработать конструкцию пульта управления технологическим процессом. Перечень приборов, устанавливаемых на панели пульта, прилагается.
6.3.5. Темы, выносимые на самостоятельную проработку.
1. Структура устройства преобразования и передачи сигналов.

      1. Контроль самостоятельной работы

Оценка результатов самостоятльной работы организуется как единство двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателей.

      1. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

  1. Электрические измерения неэлектрических величин. Под ред. П.В.Новицкого. - Изд. 5-е. Л.: Энергия, 1975 - 576 с.

  2. Гурин Л.Б., Нестеренко Т.Г., Плотников И.А. Основы проектирования механизмов приборных систем: - Томск, Изд-во Томского политехнического университета, 2009. – 337 с.

  3. Технические описания, руководства по эксплуатации средств испытаний и средств измерений, вспомогательного оборудования.

Ряд основных учебных пособий доступны через Internet.
7. Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины.
Контроль знаний студента по теоретическому курсу осуществляется раз в месяц путем проведения контрольных работ (или коллоквиумов).
Вопросы для самоконтроля

  1. Этапы разработки технической системы.

  2. Структура технического задания на разработку прибора.

  3. Условия эксплуатации приборов и нормирование внешних воздействий.

  4. Статические и динамические характеристики приборов.

  5. Отсчетные устройства приборов.

  6. Корпуса приборов и система базовых несущих конструкций.

  7. Упругие элементы приборов и их влияние на динамические характеристики приборов.

  8. Успокоители приборов.

  9. Защита приборов от температурных воздействий.

  10. Возможности автоматизации процесса проектирования.

  11. Организация САПР различного уровня.

  12. Электромонтаж в приборах.

8. Рейтинг качества освоения модуля (дисциплины)
В соответствии с рейтинговой системой текущий контроль производится ежемесячно в течение семестра путем балльной оценки качества усвоения теоретического материала (ответы на вопросы) и результатов практической деятельности (решение задач, выполнение заданий, решение проблем).
Промежуточная аттестация (зачет) производится в конце семестра также путем балльной оценки. Итоговый рейтинг определяется суммированием баллов текущей оценки в течение семестра и баллов промежуточной аттестации в конце семестра по результатам экзамена или зачета. Максимальный итоговый рейтинг соответствует 100 баллам (60 - текущая оценка в семестре, - 40 - промежуточная аттестация).
Таблица 3.
Рейтинг-план освоения дисциплины в течение семестра

Недели

Текущий контроль

Теоретический материал

Практическая деятельность

Итого

Разделы

Вопросы

Баллы

Задачи

Задания

Проблемы

Баллы

Баллы

1, 2

Приборы: определение, назначение, требования, структура приборов

Области применения, требования

5




5

10

3, 4

Инженерное проектирование

сформировать идею прибора и провести ее анализ

5

Разработать схему и конструкцию устройства



5

10

5, 6

Прибор как каскад преобразователей

Анализ структуры преобразователей

5

Составить математические модели преобразователей

№1


10

15

7, 8

Динамические характеристики сигнала и устройств измерения

Полоса пропускания прибора

5

Приобретение практических навыков анализа работы приборов



5

10

9, 10

Автоматизация процесса проектирования

Знакомство с программами

5

Приобретение практических навыков работы с программным обеспечением



5

10

11, 14

Структура САПР различных уровней

Составление алгоритма работы программами

5

Приобретение практических навыков работы с программным обеспечением

№2


10

10

15-17

Монтаж электрических элементов в приборе


5

Приобретение практических навыков конструирования



5

10


Экзамен



Сумма баллов в семестре

100

9. Программа самостоятельной познавательной деятельности
Самостоятельная и совместная с преподавателем работа студента осуществляется по трем основным направлениям:

  1. Проработка лекционного материала, подготовка к лабораторным и практическим занятиям, выполнение индивидуальных заданий.

  2. Выполнение курсового проекта.

  3. Индивидуальное задание по разработке одного из узлов прибора.

В процессе проработки теоретического материала курса студент должен ответить на следующие контрольные вопросы:

  1. Назначение и условия работы приборов систем управления подвижными объектами.

  2. Системы координат, которых определяется положение объектов.

  3. Состав технического задания на проектирование приборов систем управления.

  4. Погрешности измерений и их основные виды.

  5. Чувствительные элементы систем ориентации.

  6. Особенности применения гироскопических датчиков положения объекта.

  7. Влияние диапазона измерения углов на выбор чувствительных элементов и схему прибора.

  8. Последовательность проектирования приборов систем управления объектами.

  9. Исходные данные и

  10. Внешние воздействия и их влияние на различные узлы приборов.

  11. Защита приборов от механических перегрузок .

  12. Влияние измерения температуры на качество работы различных узлов приборов .

  13. Объяснить схему взаимодействия системы «среда - человек -аппаратура.

  14. Отсчетные устройства приборов, варианты схем .

  15. Объяснить способы теплообмена аппаратуры с окружающей средой .

  16. Теплообмен прибора с окружающей средой путем теплопроводности, факторы, влияющие на теплообмен путем теплопроводности.

  17. Охарактеризовать герметизацию как способ защиты прибора от влияния внешней среды.

  18. Какова сущность электростатического, магнитоэлектрического и электромагнитного экранирования .

  19. Что такое ЕСКД? Рассмотрите номенклатуру и содержание основной конструкторской документации по ГОСТ 2.102-68.

  20. Основные стадии разработки нового изделия .

  21. Допуски и посадки. Принципы назначения допусков и посадок, нанесение допусков на чертеже .

  22. Что такое шероховатость поверхности? Как назначить требования к шероховатости поверхности детали и обозначить на чертеже?.

  23. Основные характеристики надежности.

  24. Классификация отказов [6].

  25. Пути повышения надежности прибора.

  26. Элементы кинематических схем приборов.

  27. Передаточные отношения механизмов.

  28. Передачи приборов. Объяснить принцип работы различных передаточных механизмов.

  29. Электрический монтаж объемным проводом и печатный монтаж. Дать сравнительную оценку.

  30. Коммутационные элементы РЭА: разъемы, тумблеры, переключатели, кнопки.

Перечень рекомендуемой литературы

  1. Пельпор Д.С. Гироскопические системы. Проектирование гироскопических приборов. Ч.1. – М.: высшая школа, 1977. - 216с.

  2. Разработка и оформление конструкторской документации РЭА: Справочник/ Э.Т. Романычева и др. -М.: Радио и связь, 1989. -448с.

  3. Милосердин Ю.В., Лакин Ю.Г. Расчет и конструирование механизмов приборов и установок. -М.: Машиностроение, 1978. -320с.

  4. Оберган А.Н. Конструирование и технология средств измерений. Учебное пособие. -Томск: изд. ТПИ, 1987. -96с.

  5. Ванторин В.Д Механизмы приборных и вычислительных систем. -М.: Высшая школа, 1985. -416с.

  6. Элементы приборных устройств (Основной курс) / Под ред. Тищенко О.Ф. Ч.1. -М.: Высшая школа, 1982. -304с.

  7. Элементы приборных устройств (Основной курс)/ Под ред. О.Ф. Тищенко. Ч.2. -М.: Высшая школа, 1982. -263с.

  8. Справочник конструктора точного приборостроения /Под ред. Явленского и др. -Л.: Машиностроение, 1989. -792с.

  9. Ненашев А.П. Конструирование радиоэлектронных средств. -М.: Высшая школа, 1990. -432с.

  10. Курсовое проектирование механизмов РЭС: Учебн. пособие для вузов /Под ред. Г.И. Рощина. -М.: Высшая школа, 1991. -246с.

  11. Элементы приборных устройств: Курсовое проектирование. В 2-х частях /Под ред. О.Ф. Тищенко. -М.: Высшая школа, 1978. -ч.1, 328с., ч.2, 232с.

12. Разевиг В.Д. Проектирование печатных плат в P-CAD 2001.М.: “Солон -Р”, 2001. — 558с.
13. Стешенко В.Б. ACCEL EDA. Технология проектирования печатных плат. — М.: “Нолидж”, 2000. — 508с.
14. Уваров А. P-CAD 2000. ACCEL EDA. Конструирование печатных плат. Учебный курс. — СПб.: Питер, 2001. — 320с.
15. Саврушев Э.Ц. P-CAD для Windows. Система проектирования печатных плат. М.: “ЭКОМ”, 2002. — 320с.
10. Материально - техническое обеспечение дисциплины
10.1 При изложении и изучении данной дисциплины используются видеоматериалы, наглядные пособия (стандарты, нормативно-технические документы, программы и методики испытаний), специализированная аудитория с техническими средствами обучения.
10.2 Практические занятия проводятся:
в специализированной аудитории 212-4;
компьютерном классе кафедры ТПС 105 ауд. 4 кормуса.
10.3. При проведении занятий используются:

  • элементы приборных устройств (детали и элементы приборов и систем ориентации, электромеханические приборы, амортизаторы);

  • чертежи типовых механических узлов приборы;

  • лабораторные установки по исследованию узлов приборов;

  • справочная литература;

  • учебные пособия, разработанные на кафедре;.

  • программное обеспечение T-Flex CAD 2D, PCAD 2001.

Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по направлению и профилю подготовки
_____________________________________________________________.
Программа одобрена на заседании
Кафедры Точного приборостроения
(протокол № ____ от «___» _______ 20___ г.).
Автор Гурин Л.Б.
Рецензент(ы) __________________________Миляев Д.В.


edu 2018 год. Все права принадлежат их авторам! Главная