Основи точності мехатронних засобів

Спеціальність: Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка
Код дисципліни: 6.175.02.E.065
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Інтелектуальної мехатроніки та роботики
Лектор: Бойко Т.Г.
Семестр: 6 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Мета курсу - вивчення основних теоретичних положень метрології, на яких базуються засади точності мехатронних засобів, їх компонентів і засобів вимірювань, що входять до складу мехатронних засобів; методів і засобів вимірювань; основних понять та шляхів забезпечення єдності вимірювань; теорії характеристик похибок і непевності вимірювань; теорії характеристик точності засобів вимірювальної техніки в складі мехатронних засобів; методів опрацювання характеристик похибок та способів і методів їх зменшення. Курс повинен бути теоретичною базою для дисциплін спеціалізації, які стосуються точності сенсорів, приладів і мехатронних засобів, що входять до складу мехатронних модулів і систем.
Завдання: Загальні компетентності: знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності • здатність застосовувати професійні знання й уміння у практичних ситуаціях (ЗК01); • здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями (ЗК08). Фахові компетентності: • набуття базових уявлень про основні поняття і терміни метрології та вимірювальної техніки, організацію метрологічної служби в Україні (ФК1); • здатність застосовувати сучасні методи вимірювання електричних та неелектричних фізичних величин, оцінювати характеристики похибок та непевності вимірювань (ФК2); • здатність вибирати методи і засоби вимірювань, випробувань і контролю, виконувати експериментальні дослідження продукції, процесів та опрацьовувати отримані результати (ФК10). Фахові компетентності професійного спрямування: • набуття базових знань теорій і методів, необхідних для розуміння пристроїв та систем (ФКС 2.2); • набуття базових знань основних методів і принципів побудови та роботи мехатронних систем, зокрема систем автоматичного керування і регулювання об’єктами мехатроніки (ФКС 2.4); • здатність виготовляти і оформляти відповідно до правил та вимог стандартів методичні та нормативні документи, технічну документацію (в тому числі функціональні, структурні та електричні принципові схеми, конструкторську документацію) на засоби мехатроніки, використовуючи сучасні методи та засоби, і вміти описувати їх принцип роботи (ФКС 2.6)
Результати навчання: ПР02. Знати і розуміти основні поняття метрології, теорії вимірювань, математичного та комп'ютерного моделювання, сучасні методи обробки та оцінювання точності вимірювального експерименту. ПР03. Розуміти широкий міждисциплінарний контекст спеціальності, її місце в теорії пізнання і оцінювання об'єктів і явищ. ПР10. Вміти встановлювати раціональну номенклатуру метрологічних характеристик засобів вимірювання для отримання результатів вимірювання з заданою точністю
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни: Фізика Основи інформаційно-вимірювальної техніки Вступ в мехатроніку. Супутні і наступні навчальні дисципліни: Основи мехатроніки Уніфікуючі перетворювальні пристрої мехатроніки Мехатроніка і роботика
Короткий зміст навчальної програми: Похибки типових мехатронних пристроїв та особливості їхньої оцінки. Аналіз і розрахунок статичних і динамічних похибок вимірювальних перетворювачів, що застосовуються в мехатронних засобах. Методи зменшення похибок мехатронних засобів. Автоматична корекція похибок. Розрахунок мехатронних засобів на точність
Опис: Тема 1. Вступ. Поняття точності в промисловості і техніці Поняття точності, зокрема точності мехатронних засобів. Метрологія як наука про точність. Складові і завдання метрології, а також методів і засобів забезпечення точності Тема 2. Терміни їх визначення і трактування в мехатроніці Структура та основний зміст курсу "Основи точності мехатронних засобів". Терміни та визначення за ДСТУ 2681-84. Взаємозв’язок дисципліни з іншими курсами спеціалізації Тема 3. Вимірювання як складова теорії пізнання Роль вимірювань в теорії пізнання. Вимірювання фізичних величин. Якісні та кількісні характеристики вимірюваної величини. Одиниці фізичних величини і принципи побудови систем фізичних величин. Міжнародна система одиниць SI Тема 4. Основи теорії вимірювань Вимірювання і вимірювальна інформація. Вимірювальні сигнали і їх перетворення; форми вимірювальної інформації. Результат, похибка та невизначеність вимірювань. Поняття, що пов'язані з вимірюванням - лічба, контроль, розпізнавання образів, діагностика стану об'єктів. Методики виконання вимірювань Засоби, методи і алгоритми контролю. Класифікація вимірювань і методів вимірювань. Планування вимірювань Тема 5. Засоби вимірювальної техніки та їх характеристики Класифікація засобів вимірювальної техніки. Засоби вимірювань та вимірювальні пристрої. Класифікація вимірювальних приладів. Структура засобів вимірювань. Основні характеристики засобів вимірювання. Характеристики перетворення. Статичні характеристики перетворення. Динамічні характеристики перетворення Тема 6. 3абезпечення єдності і потрібної точності вимірювань Єдність вимірювань та метрологічне забезпечення. Еталони і робочі засоби вимірювання. Передавання розмірів одиниць фізичних величин від еталонів до всіх засобів вимірювань. Національна метрологічна система і Метрологічна служба України. Метрологічний нагляд. Повірка, калібрування, атестація та оцінювання відповідності засобів вимірювання Тема 7. Теорія похибок Похибки вимірювань, їх систематизація та класифікація. Моделі похибок. Систематичні та випадкові похибки. Імовірнісні характеристики результату і похибок вимірювань. Розподіл імовірності. Графік нагромадження частоти і гістограма. Параметри функції розподілу. Точкові та інтервальні параметри функцій розподілу похибок. Закони розподілу випадкових величин Тема 8. Невизначеності вимірювань Класифікація невизначеностей. Невизначеності типу А. Невизначеність типу В. Форми подання невизначеностей. Розширена невизначеність. Відносна невизначеність. Зв’язок між похибками і невизначеностями вимірювань Тема 9. Похибки засобів вимірювання і компонентів мехатронних засобів Фактори похибок засобів вимірювань. Елементарні складові похибок, їх характеристики. Похибки вузлів засобів вимірювання. Адитивні, мультиплікативні та нелінійні складові похибок Тема 10. Нормування похибок засобів вимірювання і компонентів мехатронних засобів Уніфіковані вирази похибок. Розрахунок характеристик сумарної похибки засобів вимірювань. Впливні фактори. Основна та додаткова похибки засобів вимірювань. Класи точності засобів вимірювань. Нормування метрологічних характеристик засобів вимірювань
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль – виконання і захист практичних та лабораторних робіт, усне та фронтальне опитування Поточний і заліковий контроль. Методи оцінювання знань – вибіркове усне опитування, тести. Екзамен – тестовий контроль, усне опитування
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль: 1. Захист лабораторних робіт – 20 балів 2. Підсумковий тестовий контроль – 10 балів 3. Виконання контрольної роботи – 10 балів Заліковий контроль: 1. Письмова компонента - 50 балів 2. Усна компонента - 10 балів Разом за дисципліну - 100 балів
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: • Полішко С.П., Трубенок О.Д. Точність засобів вимірювань. - К.: Вища школа, 1992. • Обозовський С.С. Теоретичні основи інформаційно-вимірювальної техніки. - К.: НМК ВО, 1991. • Бурдун Г.Д., Марков Б.Н. Основы метрологии. - М.: Изд-во стандартов, 1975. • Данильченко В.П., Егощин Р.А. Метрологическое обеспечение промышленного производства. Справочник. - К.: Техника, 1982.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою: вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112 E-mail: nolimits@lpnu.ua Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).