Учебная программа дисциплины syllabus 1 Данные о преподавателях



бет2/32
Дата26.11.2022
өлшемі1,21 Mb.
#52870
түріУчебная программа
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   32
Байланысты:
УМК.ТИУ (1)

1.9 Политика и процедура курса содержит требования к студентам об обязательном посещении занятий, своевременной отчетности по всем видам контроля, порядке отработки пропущенных занятий и пр.



  1. содержание Активного раздаточного материала

2.1 Тематический план курса.
Тематический план курса



Наименование


темы

Количество академических часов

Лекции



Лабораторные
занятия

СРСП

СРС

1

2

3

4

5

6

1

Введение. Системы физических величин и их единиц.



2




3

3

2

Воспроизведение единиц физических величин и передача их размеров.



2




3

3

3

Виды и методы измерений.



2




3

3

4

Погрешности измерений.



2




3

3

5

Нормирование погрешностей и внесение поправок в результаты измерений.

2




3

3

6

Качество измерений.

2




3

3

7

Методы обработки результатов измерений. Равноточные и неравноточные измерения.

2




3

3

8

Методы обработки результатов измерения. Однократные измерения.

2




3

3

9

Методы обработки результатов измерения. Косвенные измерения.

2




3

3

10

Методы обработки результатов измерения. Совместные и совокупные измерения.

2




3

3

11

Нормирование метрологических характеристик средств измерений.

2




3

3

12

Аддитивная и мультипликативная составляющие погрешности СИ.

2




3

3

13

Классы точности средств измерений.

2




3

3

14

Классы точности СИ. Продолжение.

2




3

3

15

Расчет погрешности измерительной системы.

2




3

3



















1

Средства измерительной техники. Электромеханические измерительные приборы.




3







2

Электромеханические приборы с преобразователями.




2







3

Измерительные мосты и компенсаторы.




2







4

Аналоговые электронные измерительные приборы.




2







5

Цифровые измерительные приборы.




2







6

Измерение неэлектрических величин. Основные характеристики измерительных преобразователей.




2







7

Схемы включения измерительных преобразователей.




2







Всего (часов)

30

15

45

45

2.2 Конспект лекционных занятий.
Лекция 1.
Системы физических величин и их единиц
В науке, технике и повседневной жизни человек имеет дело с разнообразными свойствами окружающих нас физических объек­тов. Эти свойства отражают процессы взаимодействия объектов между собой. Их описание производится посредством физических величин. Для того чтобы можно было установить для каждого объек­та различия в количественном содержании свойства, отображае­мого физической величиной, в метрологии введены понятия ее размера и значения.
Размер физической величины — это количественное содержа­ние в данном объекте свойства, соответствующего понятию "фи­зическая величина". Например, каждое тело обладает определен­ной массой, вследствие чего тела можно различать по их массе, т.е. по размеру интересующей нас ФВ.
Значение физической величины получают в результате ее измере­ния или вычисления в соответствии с основным уравнением изме­рения Q = q[Q], связывающим между собой значение ФВ Q, число­вое значение д и выбранную для измерения единицу [Q]. В зависи­мости от размера единицы будет меняться числовое значение ФВ, тогда как размер ее будет оставаться неизменным.
Размер единиц ФВ устанавливается законодательно путем зак­репления определения метрологическими органами государства.
Важной характеристикой ФВ является ее размерность dim Q — выражение в форме степенного многочлена, отражающее связь данной величины с основными ФВ. Коэффициент пропорцио­нальности принят равным единице:

dim Q= Lα Мβ Тγ Iη…,


где L, М, Т, Iусловные обозначения основных величин данной системы; α,β,γ,η- целые или дробные, положительные или отрицательные вещественные числа. Показатель степени, в кото­рую возведена размерность основной величины, называют пока­зателем размерности. Если все показатели размерности равны нулю, то такую величину называют безразмерной.


Размерность ФВ является более общей характеристикой, чем представляющее ее уравнение связи, поскольку одна и та же раз­мерность может быть присуща величинам, имеющим разную ка­чественную природу и различающимся по форме определяющего уравнения. Например, работа силы F на расстоянии L описывает­ся уравнением А1= F·L. Кинетическая энергия тела массой m движущегося со скоростью ν, равна А2 =m·ν/2 . Размерности этих качественно различных величин одинаковы.
Над размерностями можно производить действия умножения, деления, возведения в степень и извлечение корня. Понятие раз­мерности широко используется:
- для перевода единиц из одной системы в другую;
- для проверки правильности сложных расчетных формул, по­лученных в результате теоретического вывода;
- при выяснении зависимости между величинами;
- в теории физического подобия.
Описание свойства, характеризуемого данной ФВ, осуществ­ляется на языке других, ранее определенных величин. Эта воз­можность обусловливается наличием объективно существующих взаимосвязей между свойствами объектов, которые, будучи пере­веденными на язык величин, становятся моделями, образующи­ми в совокупности систему уравнений, описывающих данный раздел физики. Различают два типа таких уравнений:
1. Уравнения связи между величинами — уравнения, отражаю­щие законы природы, в которых под буквенными символами по­нимаются ФВ. Они могут быть записаны в виде, не зависящем от набора единиц измерений входящих в них ФВ:

Q = KXaYbZg


Коэффициент К не зависит от выбора единиц измерений, он определяет связь между величинами. Например, площадь треуголь­ника S равна половине произведения основания L на высоту: S = 0,5 Lh. Коэффициент К= 0,5 появился в связи с выбором не единиц измерений, а формы самих фигур.


2. Уравнения связи между числовыми значениями физических ве­личин — уравнения, в которых под буквенными символами пони­мают числовые значения величин, соответствующие выбранным единицам. Вид этих уравнений зависит от выбранных единиц из­мерения. Они могут быть записаны в виде:
Q = КеKXaYbZg…,

где Ке — числовой коэффициент, зависящий от выбранной систе­мы единиц. Например, уравнение связи между числовыми значе­ниями площади треугольника и его геометрическими размерами имеет вид при условии, что площадь измеряется в квадратных мет­рах, а основание и высота соответственно в метрах и миллиметрах:


S= 0,5 Lh, т.е. Ке = 1;
или
S= 0,5·10-6 Lh, т.е. Ке = 10-6 м2/мм2 .

Совокупность ФВ, образованная в соответствии с принятыми принципами, когда одни величины принимаются за независи­мые, а другие являются их функциями, называется системой фи­зических величин.


Обоснованно, но произвольным образом выбираются несколь­ко ФВ, называемых основными. Остальные величины, называемые производными, выражаются через основные на основе известных уравнений связи между ними. Примерами производных величин могут служить: плотность вещества, определяемая как масса ве­щества, заключенного в единице объема; ускорение — изменение скорости за единицу времени и др.
В названии системы ФВ применяют символы величин, приня­тых за основные. Например, система величин механики, в кото­рой в качестве основных используются длина (L), масса (М) и время (Т), называется системой LMT. Действующая в настоящее время международная система СИ должна обозначаться символа­ми LMTIQNJ, соответствующими символам основных величин: длине (L), массе (М), времени (Т), силе электрического тока (I), температуре (Q), количеству вещества (N) и силе света (J).
Совокупность основных и производных единиц ФВ, образо­ванная в соответствии с принятыми принципами, называется системой единиц физических величин. Единица основной ФВ является основной единицей данной системы. В Российской Федерации ис­пользуется система единиц СИ, введенная ГОСТ 8.417—81. В ка­честве основных единиц приняты метр, килограмм, секунда, ам­пер, кельвин, моль и канделла (табл. 1).
Производная единица — это единица производной ФВ систе­мы единиц, образованная в соответствии с уравнениями, связы­вающими ее с основными единицами или с основными и уже определенными производными. Производные единицы системы СИ, имеющие собственное название, приведены в табл. 2.
Таблица 1
Основные и дополнительные единицы физических величин системы СИ

Величина

Единица

Наименование

Размер­ность

Рекомен­дуемое обо­значение

Наимено­вание

Обозначение













русское

между­народ­ное

Длина

Основные


L

1

метр

м

m

Масса

М

m

килограмм

кг

kg

Время

т

t

секунда

с

s

Сила электри­ческого тока

I

I

ампер

А

А

Термодинами­ческая темпе­ратура

Q

Т

кельвин

К

К

Количество вещества

N

n, v

моль

моль

mol

Сила света

J

J

канделла

кд

cd




Дополнительные

Плоский угол

-

радиан

рад

rad

Телесный угол

-

стерадиан

ср

sr

Таблица 2
Производные единицы системы СИ, имеющие специальное название

Величина

Единица

Наименование

Размер­ность

Наиме­нование

Обозна­чение

Выражение через едини­цы СИ

Частота

Т-1

герц

Гц

с-1

Сила, вес

LMT-2

ньютон

Н

м·кг·с-2

Давление, механическое на­пряжение

L-1MT-2

паскаль

Па

м-1·кг·с-2

Энергия, работа, количество теплоты

L2МТ-2

джоуль

Дж

м2 ·кг·с-2

Мощность

L2MT-3

ватт

Вт

м2·кг·с-3

Количество электричества

TI

кулон

Кл

с·А

Электрическое напряжение, потенциал, электродвижу­щая сила

L2МТ-3I-1

вольт

В

м-2·кг-1·с3·А-1



Электрическая емкость

L-2M-1 T4I2

фарад

Ф

м--2·кг-1·с4·А2

Электрическое сопротивле­ние

L-2M-1 T-3I-2

ом

Ом

м-2·кг·с-3·А-2

Электрическая проводимость

L-2M-1 T3I2

сименс

См

м--2·кг-1·с3·А2

Поток магнитной индукции

L2MT-2I-1

вебер

Вб

м2·кг·с-2·А-1

Магнитная индукция

MT-2I-1

тесла

Тл

кг·с-2·А-1

Индуктивность

L2M T-2I-2

генри

Гн

м2·кг·с-2·А-1

Световой поток

J

люмен

лм

кд · ср

Освещенность

L-2J

люкс

лк

м-2 · кд · ср

Активность радионуклида

Т-1

беккерель

Бк

с-1

Поглощенная доза ионизи­рующего излучения

L2T-2

грей

Гр

м2 ·с-2

Эквивалентная доза излуче­ния

L2T-2

зиверт

Зв

м2 ·с-2

Для установления производных единиц следует:
- выбрать ФВ, единицы которых принимаются в качестве ос­новных;
- установить размер этих единиц;
- выбрать определяющее уравнение, связывающее величины, измеряемые основными единицами, с величиной, для которой ус­танавливается производная единица. При этом символы всех величин входящих в определяющее уравнение, должны рассматриваться не как сами величины, а как их именованные числовые значения;
- приравнять единице (или другому постоянному числу) ко­эффициент пропорциональности Kе, входящий в определяющее уравнение. Это уравнение следует записывать в виде явной функ­циональной зависимости производной величины от основных.
Установленные таким способом производные единицы могут быть использованы для введения новых производных величин. Поэтому в определяющие уравнения наряду с основными единицами могут входить и производные, единицы которых определены ранее.
Производные единицы бывают когерентными и некогерентными Когерентной называется производная единица ФВ, связанная с другими единицами системы уравнением, в котором число вой множитель принят равным единице. Например, единицу скорости образуют с помощью уравнения, определяющего скорость прямолинейного и равномерного движения точки: ν = L/t, гд L - длина пройденного пути; t - время движения. Подстановка вместо L и t их единиц в системе СИ дает v = 1 м/с. Следователь но единица скорости является когерентной.
Если уравнение связи содержит числовой коэффициент, от личный от единицы, то для образования когерентной единиц: системы СИ в правую часть уравнения подставляют величины с значениями в единицах СИ, дающие после умножения на коэффициент общее числовое значение, равное единице. Например, если для образования когерентной единицы энергии применяй уравнение Е = 0,5/mν2, где т - масса тела; v - его скорость, то когерентную единицу энергии можно образовать двумя путями:

Е=0,5 (2/ mν 2) = 0,5 (1 м/с)2(= 1 (кг м22) = 1 Дж;


Е= 0,5m (2 ν 2) = 0,5 (1 кг)(2 м/с)2 = 1 (кг м22) = 1 Дж.

Следовательно, когерентной единицей СИ является джоуль равный ньютону, умноженному на метр. В рассмотренных случае он равен кинетической энергии тела массой 2 кг, движущегося скоростью 1 м/с, или тела массой 1 кг, движущегося со скоростью √2м/с.


Литература: 1 осн. [11-34], 3 осн. [3-93].




Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   32




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет