Технологічні вимірювання та прилади
Спеціальність: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Код дисципліни: 6.174.00.O.026
Кількість кредитів: 6.00
Кафедра: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Лектор: доцент, к.т.н. Кріль Богдан Андрійович
Семестр: 4 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей:
- загальних:
КЗ1. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.
КЗ10. Здатність усвідомлювати необхідність навчання впродовж усього життя з метою поглиблення набутих та здобуття нових фахових знань.
- фахових:
КС5. Здатність обґрунтовувати вибір технічних засобів автоматизації на основі розуміння принципів їх роботи, аналізу їх властивостей , призначення і технічних характеристик з урахуванням вимог до системи автоматизації і експлуатаційних умов; налагоджувати технічні засоби автоматизації та системи керування.
ФКС1.3. Здатність розробляти системи автоматичного вимірювання та контролю технологічних параметрів та метрологічного забезпечення таких систем.
Результати навчання: В результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі програмні результати навчання:
ПР4. Знати принципи роботи технічних засобів автоматизації та вміти обґрунтовувати їх вибір на основі аналізу їх властивостей, призначення і технічних характеристик з урахуванням вимог до системи автоматизації та експлуатаційних умов; мати навички налагоджувати технічні засоби автоматизації та системи керування.
ПР9. Вміти застосовувати знання про основні принципи та методи вимірювання фізичних величин і основних технологічних параметрів для обґрунтування вибору засобів вимірювань та оцінювання їх метрологічних характеристик.
ФПР1.2. Вміти розробляти системи автоматичного вимірювання та контролю технологічних параметрів і метрологічного забезпечення таких систем.
ФПР1.3. Вміти застосовувати спеціальні програмні пакети для автоматизованого проектування елементів та систем автоматизації.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни:
- Фізика, ч.1, ч.2.
- Електроніка та схемотехніка
- Теорія інформації
- Основи автоматики та автоматизації
Супутні і наступні навчальні дисципліни:
- Мікропроцесорні та програмні засоби автоматизації
- Автоматичні аналітичні вимірювання та прилади
- Технічні засоби автоматизації
- Теорія автоматичного керування
Короткий зміст навчальної програми: Навчальна дисципліна “Технологічні вимірювання та прилади” для підготовки студентів за спеціальністю 151 “Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології” галузі знань 15 “Автоматизація та приладобудування” і передбачає вивчення базових вимірювань технологічних параметрів – тиску, температури, витрати та рівня, методів вимірювання цих параметрів та побудови і роботи приладів, які реалізують ці методи. Також вивчаються метрологічні характеристики методів та приладів для технологічних вимірювань, методи побудови зразкових приладів та методики перевірки робочих приладів. Перераховані знання та навики потрібні при розробці і проектуванні систем автоматизації технологічними процесами та їх обслуговуванні.
Опис: 1. Роль та значення технологічних вимірювань, область їх застосування. Основні напрямки подальшого розвитку технічних засобів для технологічних вимірювань.
2. Засоби вимiрювання i їх основнi елементи. Вимiрювальнi перетворювачi, вториннi прилади, системи автоматичного контролю. Загальні принципи перевірки приладів для технологічних вимірювань.
3. Принципи перетворення переміщень чутливих елементів приладів для вимірювання механічних величин. Характеристики, застосування.
4. Принципи передачі інформації від приладів для технологічних вимірювань. Аналогові уніфіковані сигнали, струмові сигнали, сигнали по напрузі, характеристики.
5. Цифрові сигнали. Двох-, трьох- та чотирьох провідні схеми під’єднання приладів для технологічних вимірювань. Цифрові сигнали для передачі інформації від технологічних приладів. Стандарти та протоколи зв’язку. Принципи передачі аналогових, цифрових сигналів та живлення по двох провідниках одночасно.
6. Методи вимiрювання тиску. Вимоги до приладiв вимiрювання тиску. Рiдиннi прилади для вимiрювання тиску.
7. Пружиннi манометри. Мембраннi i сильфоннi прилади для вимiрювання тиску. Електроконтактнi манометри.
8. Тензорезисторнi перетворювачi.
9. Диференцiйнi манометри. Ємнісні перетворювачі тиску.
10. Методи перевiрки приладiв для вимiрювання тиску та розрiдження. Вантажопоршневi манометри. Автоматичнi задавачi тиску. Калiбратори тиску.
11. Прилади для вимiрювання температури. Основнi визначення. Принципи побудови i вiдтворення температурної шкали. Методи вимiрювання температури. Класифiкацiя приладiв для вимiрювання температури.
12. Термометри розширення. Рiдиннi термометри. Основнi конструкцiї, типи, характеристики, область застосування.
13. Манометричнi термометри: газовi, рiдиннi та конденсацiйнi
14. Дiлатометричнi термометри. Бiметалевi термометри. Область застосування i характеристики.
15. Термометри опору. Позначення номінальних статичних характеристик, метрологічні характеристики. Основнi типи конструкцiй i область застосування. Методи перевірки термометрів опору.
16. Перетворювачі та прилади для роботи з термометрами опору. Основнi схеми пiд'єднання, вимірювання та їх особливостi.
17. Термоелектричні термометри. Позначення номінальних статичних характеристик, метрологічні характеристики, джерела нестабільності. Основні типи конструкцій і область застосування. Перевірка термоелектричних термометрів.
18. Перетворювачi та прилади для роботи з термоелектричними термометрами. Компенсація зміни температури вільних кінців, структурні схеми приладів.
19. Безконтактнi методи вимірювання температури. Пiрометри випромiнювання, основнi принципи їх побудови. Радiацiйнi, оптичнi i колiрнi пірометри.
20. Вимiрювання кiлькостi та витрати рiдин. Визначення i одиницi вимiрювання. Методи вимiрювання витрати i їх класифікація. Вимоги до витратомірів.
21. Вимiрювання витрати методом змiнного перепаду тиску.
22. Стандартнi звужуючi пристрої i їх розрахунок.
23. Вимiрювання витрати методом швидкiсного напору.
24. Вимiрювання витрати методом постiйного перепаду тискiв.
25. Магнітоіндукційний метод вимірювання витрати рідин.
26. Ультразвуковий метод вимірювання витрати. Вихоровий метод вимірювання витрати.
27. Коріолісовий метод вимірювання витрати. Теплові витратоміри. Парціальний метод вимірювання витрати.
28. Тахометричний метод вимірювання витрати. Лічильники з аксіальною та тангенціальною турбінкою.
29. Методи вимірювання рiвня рідин i сипких матерiалiв. Класифікація методiв. Вимоги до приладів для вимірювання рівня.
30. Механiчнi рiвнемiри. Гiдростатичнi рiвнемiри. Перетворювачi гiдростатичного тиску.
31. Ємнiснi i електричнi рiвнемiри. Сигналiзатори рiвня.
32. Ультразвуковi, радiолокацiйнi рiвнемiри.
Методи та критерії оцінювання: Поточний та екзаменаційний контроль. Методи оцінювання знань: фронтальне та вибіркове усне опитування студентів на лекціях та лабораторних заняттях; перевірка правильності виконання та оформлення звітів до лабораторних робіт; усний захист звітів до лабораторних робіт; усна та письмова складова іспиту (відповіді на питання екзаменаційного білету).
Критерії оцінювання результатів навчання: Порядок та критерії виставляння балів та оцінок:
Поточний контроль (ПК) – максимальна оцінка – 30 балів.
Лабораторні заняття – максимальна оцінка – 30 балів:
1) 1 бал – за роботу під час проведення лабораторного заняття;
2) 1 бал – за надісланий на перевірку звіт про виконання лабораторної роботи;
3) 1 бал – захист лабораторної роботи
Екзаменаційний контроль (ЕК) – максимальна оцінка 60 балів:
Письмова компонента – максимальна оцінка 60 балів.
А) в режимі online
1) три теоретичні питання по 10 балів кожне (ручна перевірка надісланої відповіді);
2) три задачі по 10 балів кожна (ручна перевірка надісланої відповіді).
B) в режимі offline
1) три теоретичні питання по 10 балів кожне (ручна перевірка надісланої відповіді);
2) три задачі по 10 балів кожна (ручна перевірка надісланої відповіді).
Усна компонента:
Відповіді експромтом на короткі усні практичні і теоретичні питання – 10 балів.
Максимальна семестрова оцінка ПК + ЕК – 100 балів.
Критерії оцінювання розв’язку задач.
1) Якщо розв’язок не відповідає заданій умові задачі, то завдання оцінюється у 0 балів.
2) Якщо неправильно підібрані засоби вимірювання але розв’язок задачі вибраний правильно, то завдання оцінюється 50% від максимальної оцінки.
3) За механічні помилки під час виконання розрахунків, помилки через неправильно вибрані одиниці вимірювання знімається 5% від максимальної оцінки.
Критерії оцінювання теоретичного питання.
1) Чи відповідає відповідь поставленому питанню?
2) Чи висвітлено суть питання?
3) Чи наведені у відповіді схеми, які необхідні для висвітлення питання?4) Чи в письмовій відповіді є неточності?
4) Чи в письмовій відповіді є неточності?
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: Базова
1. Лукінюк М.В. Технологічні вимірювання та прилади: Навч. посіб. – К.: НТУУ ”КПІ”, 2007.-436 с.
2. Контроль і керування хіміко-технологічними процесами: У 2кн. Кн.1: Методи та технічні засоби автоматичного контролю хіміко-технологічних процесів: навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл./ М.В. Лукінюк. – К.: НТУУ “КПІ”, 2012. – 336 с.
3. Безвесільна О.М., Ларін В.Ю., Чичикало Н.І., Федоров С.С., Добржанський О.О. Перетворюючі пристрої приладів. Технологічні вимірювання та прилади. – Житомир: В-во ЖДТУ, 2011.-542 с.
Допоміжна
1. Основи вимірювань та автоматизації технологічних процесів: Підручник/ За заг. ред. А.К. Бабіченко. – Харків: Вид-во ТОВ «С.А.М.», 2009. – 616 с.
2. Технологічні вимірювання і прилади. Вимірювання рівня та витрат [Електронний ресурс]: навч. посіб. для студ. спеціальності 151 “Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології”./ КПІ ім. Ігоря Сікорського: уклад: С.Г. Бондаренко, Д.М. Складанний, А.О. Абрамова. – Електронні текстові данні (1 файл: 2 Мбайт).- Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020.-117 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).