Цели и задачи изучения дисциплины "Физические основы измерений". Структура дисциплины, страница 2

Антропометрические и вещественные единицы измерений. Метрическая конвенция. Эволюция эталонов основных единиц СИ (SI), физические принципы, положенные в основу их функционирования. Воспроизведение единиц длины, массы, времени. Эталоны на основе квантовых эффектов Холла и Джозефсона. Эталон единицы силы постоянного электрического тока. Газовый термометр, Международная температурная шкала, точки фазовых переходов. Эталон единицы силы света – кандела. Моль – единица количества вещества. Эталоны производных физических величин. Различие между процессом передачи информации о размере единицы и процессом измерения. Практическое использование эталонной базы в интересах метрологического обеспечения разработки, производства и эксплуатации промышленной продукции.

3.1.6. ИНФОРМАЦИОННО ‑ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Измерительная информация как первичная информация, получаемая в результате взаимодействия двух объектов – средства измерений и объекта измерений. Энтропия и информация. Априорная и апостериорная информация. Энтропийный интервал неопределенности результата измерения, степени различимых градаций. Физические основы сохранения информации о размере единицы физической величины. Энергия и измерительная информация. Сообщение и сигналы. Измерительные сигналы: электрические, оптические, акустические, гидравлические, пневматические и др. Формирование сигналов, удобных для дальнейшей передачи и обработки. Классические измерительные системы. Информационно‑измерительные системы.

3.1.7. ФИЗИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ПРАКТИКЕ ИЗМЕРЕНИЙ И ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКЕ

Использование в измерительной технике законов механики. Применение второго закона Ньютона в различных конструкциях весов. Акселерометры. Ареометры, основанные на законе Архимеда. Принципы и средства измерений давления. Манометры и барометры, принцип действия которых основан на законе Паскаля. Другие средства измерений, основанные на законах механики.

Применение методов отклонения, основанных на формировании противодействующих усилий при помощи специальных упругих конструкционных элементов. Силоизмерительные устройства.

Физические принципы измерения температуры. Тепловое расширение термометрических тел, термометры механической группы. Термоэлектрические явления. Термометры сопротивления и термопары. Излучение нагретых тел, пирометры. Использование физико‑химических эффектов.

Эффект Доплера и его применение в измерительной практике. Пьезоэффект и пьезоэлектрические преобразователи.

Использование в измерительной технике законов электромагнетизма. Приборы магнитоэлектрической, электромагнитной, электростатической систем. Принципы действия осциллографа. Преобразования видов энергии в первичных измерительных преобразователях. Преобразователи: генераторные, параметрические, масштабные. Их разновидности и основные свойства. Тензорезисторы. Чувствительность резистивных и емкостных преобразователей. Мостовые схемы включения.

Основные физические принципы измерения неэлектрических величин электрическими методами.

Использование при измерениях явления сверхпроводимости. Термошумовой метод измерения температуры, измерение сверхнизких температур с использованием датчиков на основе эффекта Джозефсона.

Общие вопросы аналитических измерений. Методы определения состава и концентрации веществ. Кондуктометрический метод, электрофизические методы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Краткое обобщение основных вопросов курса. Физические проблемы автономных (в метрологическом смысле) режимов работы средств измерений. Направления дальнейшей работы над углублением и расширением полученных знаний в процессе изучения общепрофессиональных и специальных дисциплин.

3.2. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЛЕКЦИЙ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ОЧНО‑ЗАОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ

(16 часов)

Темы лекций	Объем, ч
Основы теории размерностей, системы единиц	4
Квантовые эффекты и квантовая метрология	2
Информационно‑энергетические основы измерений	2
Физические основы получения и передачи информации о размерах единиц физических величин	2
Физические законы, используемые в практике измерений и измерительной технике	4
Особенности выполнения высокоточных измерений, физические аспекты автономного режима использования средств измерений	2

3.3. ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

(8 часов)

Темы занятий	Объем, ч
1. Физические величины и их единицы	2
2. Применение методов теории размерностей для определения зависимости между физическими величинами	2
3. Возмущающие факторы и способы учета или исключения их влияния на результаты измерений	4

4. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Основной:

1. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики: Учеб. пособие для втузов. – М.: Высш. шк., 1989. – 608 с.

2. Шишкин И.Ф. Основы метрологии, стандартизации и контроля качества: Учеб. пособие. – М.: Изд‑во стандартов, 1987. – 320 с.

3. Шишкин И.Ф. Лекции по метрологии: Учебное пособие. – М.: РИЦ “Татьянин день”, 1993. – 55 с.

4. Шишкин И.Ф. Метрология, стандартизация и управление качеством: Учеб.для вузов. – М.: Изд‑во стандартов, 1990. – 243 c.

5. Спектор С.А. Электрические измерения физических величин: Методы измерений: Учеб. пособие для вузов. ‑ Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-е, 1987. – 320 с.