Уніфікуючі перетворювальні пристрої мехатроніки

Спеціальність: Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка
Код дисципліни: 6.175.02.E.072
Кількість кредитів: 6.00
Кафедра: Інтелектуальної мехатроніки та роботики
Лектор: Бойко Т.Г.
Семестр: 7 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Мета курсу - підготовка бакалавра з метрології та інформаційно-вимірювальної техніки за фаховою спеціалізацією «Прилади точної механіки» для приладобудівної галузі в промисловості та науково-дослідних організацій, що займаються розробкою, дослідженням і виготовленням сучасних мехатронних засобів та роботизованих комплексів; отримання ним знань і вмінь щодо первинних вимірювальних перетворювачів – сенсорів та перетворювальних пристроїв мехатроніки, які формують вихідний сигнал в уніфікованій формі, для синергічного об’єднання вузлів точної механіки з електронними, електротехнічними і комп’ютерними компонентами.
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: • здатність застосовувати сучасні методи вимірювання електричних та неелектричних фізичних величин, оцінювати характеристики похибок та непевності вимірювань (ФК2); • набуття базових уявлень про принципи функціонування, основні параметри та властивості електронних компонентів засобів вимірювальної техніки (ФК4); • набуття базових уявлень про функціонування та проектування цифрових і аналогових вузлів засобів вимірювальної техніки (ФК6); • 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 знання елементної бази, принципів побудови, функціонування, основних параметрів і характеристик електромеханічних, оптико-механічних та механічних компонентів засобів мехатроніки, сучасних методів їх моделювання і розрахунку(ФКС 2.3); • здатність застосовувати сучасні методи і засоби їх проектування та моделювання, конструювання електронних, механічних, електромеханічних та оптико-механічних вузлів мехатроніки (ФКС 2.5)
Результати навчання: ПР01. Вміти знаходити обґрунтовані рішення при складанні структурної, функціональної та принципової схем засобів інформаційно-вимірювальної техніки 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. ПР12. Знати та розуміти сучасні теоретичні та експериментальні методи досліджень з оцінюванням точності отриманих результатів.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни: Вступ в мехатроніку Основи мехатроніки Основи точності мехатронних засобів. Супутні і наступні навчальні дисципліни: Мехатроніка і роботика Мехатронні модулі і системи
Короткий зміст навчальної програми: Основи загальної теорії перетворювачів. Параметри та характеристики вимірювальних перетворювачів у статичному та динамічному режимах. Похибки перетворювачів в динамічному режимі. Теоретичне дослідження параметрів і характеристик чотириполюсників першого та другого порядків у статичному та динамічному режимах його роботи
Опис: Тема 1. Вступ. Загальні відомості і класифікація перетворювальних пристроїв мехатронних засобів (перетворювачів) Предмет і задачі курсу. Основні поняття та визначення. Вимірювальна інформація. Вимірювальні сигнали та їх параметри. Вимірювальне перетворення і вимірювальний перетворювач. Класифікація вимірювальних перетворювачів Тема 2. Основи загальної теорії перетворювачів Рівняння Лагранжа як основа загальної теорії перетворювачів. Вимірювальний перетворювач як чотириполюсник. Форми рівнянь чотириполюсника. Коефіцієнт перетворення перетворювача для різних інформативних параметрів. Узагальнений генераторний та узагальнений параметричний перетворювачі. Основні принципи узгодження вимірювальних перетворювачів Тема 3. Характеристики вимірювальних перетворювачів у статичному режимі Перетворювальні характеристики: функція перетворення, коефіцієнт перетворення, чутливість, поріг чутливості. Похибки та їх різновидності. Перетворення вимірювальних сигналів Тема 4. Характеристики вимірювальних перетворювачів у динамічному режимі Основні характеристики динамічних властивостей вимірювальних перетворювачів. Динамічні характеристики перетворювачів першо¬го та другого порядку. Імпульсна та перехідна характеристики. Амплітудо-частотна та фазочастотна характеристики Тема 5. Механічні пружні перетворювачі Основні різновидності пружних перетворювачів і розрахункові співвідношення. Матеріали пружних елементів. Основні статичні та динамічні характеристики пружних перетворювачів Тема 6. Резистивні електричні і механіко-електричні перетворювачі Резистивні перетворювальні елементи та їх основні характеристики. Резистивні перетворювачі струму і напруги: додаткові опори, шунти, подільники напруги. Реостатні перетворювачі переміщення (будова, матеріали, способи формування функції перетворення, основні похибки застосування). Тензорезистивні перетворювальні елементи (різновидності, будова, матеріали, техніко-метрологічні характеристики, вимірювальні кола). Тензорезистивні перетворювачі механічних величин (перетворювачі деформацій, переміщень, сил, тисків) Тема 7. П’єзоелектричні перетворювачі Основні властивості п’єзоелектричних матеріалів. П’єзоелектричні перетворювачі сили та прискорення. Вимірювальні кола п'єзоелектричних перетворювачів Тема 8. Ємнісні перетворювачі Генераторні та параметричні ємнісні перетворювачі і їх основні характеристики. Ємнісний модулятор. Ємнісні перетворювачі тиску. Вимірювальні кола Тема 9. Електромагнітні перетворювачі Електромагнітний перетворювач струму в магнітну індукцію. Індуктивні перетворювачі механічних величин. Взаємоіндуктивні перетворювачі. Магнітопружні перетворювачі. Принцип дії та різновидності індукційних перетворювачів. Індукційні перетворювачі магнітних величин. Фероіндукційні перетворювачі. Вимірювальні кола. Основи розрахунку магнітоелектричних, електродинамічних та феродинамічних перетворювачів Тема 10. Магніточутливі перетворювачі Сутність гальваномагнітних ефектів. Перетворювачі Холла (будова, властивості, основні характеристики, схеми ввімкнення). Магніторезистивні перетворювачі (будова, властивості, основні характеристики, вимірювальні кола). Застосування гальваномагнітних перетворювачів для перетворення електричних величин
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль – виконання і захист практичних та лабораторних робіт, усне та фронтальне опитування Поточний і екзаменаційний 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. Поточний контроль – 10 балів Екзаменаційний 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: • Теоретичне дослідження параметрів і характеристик чотириполюсників першого та другого порядків. Методичні вказівки до курсової роботи з курсу "Перетворювальні пристрої приладів" 7.090901 "Прилади точної механіки"/ Укл.: Мокрицький В.О.- Львів: НУЛП, 2000. - 47 с. • Поліщук Є.С. Методи та засоби вимірювань неелектричних величин: Підручник.- Львів: Вид-тво ДУ "Львівська політехніка", 2000.- 360 с. • Полищук Е.С. Измерительные преобразователи. - К.: Вища школа. Головное изд-во, 1981. - 296 с.
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).

Уніфікуючі перетворювальні пристрої мехатроніки (курсова робота)

Спеціальність: Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка
Код дисципліни: 6.175.02.E.074
Кількість кредитів: 2.00
Кафедра: Інтелектуальної мехатроніки та роботики
Семестр: 7 семестр
Форма навчання: денна