Учебное пособие. М.: РУДН, 2008. – 192 с.Цель курса – приобретение студентами знаний в области создания комплексных измерительных систем и систем управления для проведения сложных физических экспериментов. Овладение современными методами получения, преобразования, передачи и отображения экспериментальных данных, а также их математического анализа. Приобретение знаний о современных средствах измерения и преобразования сигналов.
Содержание курса – Теория ошибок, прикладные аспекты теории вероятностей. Углубленная математическая обработка результатов эксперимента и их статистический анализ, сглаживание экспериментальных зависимостей. Использование возможностей современных математических пакетов для обработки экспериментальных данных. Принципы построения и основные характеристики измерительных устройств и преобразователей. Проблемы согласования. Источники помех и способы их подавления. Собственные шумы. Элементы аналоговой схемотехники. Принципы и схемы аналого-цифрового преобразования. Принципы и схемы цифро-аналогового преобразования. Прикладные аспекты спектрального анализа сигналов. Аналоговая и цифровая фильтрация. Принципы PID-управления. Измерительные преобразователи. Современные коммуникационные возможности измерительных систем.Описание курса
Организационно-методическое построение курса
Предисловие
Обработка результатов экспериментов
Прикладные аспекты теории вероятностей
Систематические и случайные ошибки
Вероятностные характеристики случайных погрешностей
Закон распределения случайной величины
Числовые характеристики случайной величины
Аналитические модели законов распределения
Композиция законов распределения
Статистическая обработка данных
Простая статистическая совокупность. Статистическая функция распределения
Отображение статистических рядов при помощи гистограмм
Выравнивание статистических рядов
Особенности обработки ограниченного числа опытов
Доверительный интервал и доверительная вероятность
Вопросы для самостоятельной работы по темам
Измерительные системы
Основные характеристики измерительных систем
Чувствительность, порог чувствительности
Чувствительность к форме сигнала
Разрешающая способность
Пределы измерения, динамический диапазон
Нелинейные искажения
Отклик системы
Согласование измерительной системы и объекта измерений
Анэнергетическое согласование
Энергетическое согласование
Согласование по шуму
Элементы аналоговой схемотехники
Операционные усилители
Повторители напряжения
Измерительный усилитель
Усилители заряда
Компаратор
Вопросы по теме
Аналого-цифровые преобразователи
Общие сведения
Параллельные АЦП
Последовательные АЦП
АЦП последовательного счета
АЦП последовательного приближения
Последовательно-параллельные АЦП
Многоступенчатые АЦП
Многотактные АЦП
Конвейерные АЦП
Интегрирующие АЦП
АЦП многотактного интегрирования
Сигма-дельта АЦП
Вопросы по теме
Цифро-аналоговые преобразователи
Общие сведения
Параллельные ЦАП
ЦАП с суммированием весовых токов
ЦАП с матрицей постоянного импеданса (R2R)
ЦАП на источниках тока
Параллельный ЦАП на переключаемых конденсаторах
ЦАП с суммированием напряжений
Последовательные ЦАП
ЦАП с широтно-импульсной модуляцией
Последовательный ЦАП на переключаемых конденсаторах
Вопросы по теме
Измерительные преобразователи
Датчики положения
Потенциометрические датчики
Емкостные датчики
Индуктивные и магнитные датчики
Линейно-регулируемые дифференциальные трансформаторы (ЛРДТ) и поворотно-регулируемые дифференциальные трансформаторы (ПРДТ)
Вихретоковые датчики
Поперечный индуктивный датчик
Решетчатые оптические датчики
Датчики скоростей и ускорений
Общие сведения
Индуктивные датчики скорости
Емкостные акселерометры
Датчики усилий
Общие сведения
Тензодатчики
Пьезоэлектрические датчики силы
Датчики давления
Общие сведения
Пьезорезистивные датчики
Емкостные датчики давления
Датчики давления с переменным магнитным сопротивлением
Датчики температуры
Общие сведения
Терморезистивные датчики
Термопарные датчики
Полупроводниковые датчики температуры на основе р-n перехода
Вопросы по теме
Глоссарий
Вопросы итоговой аттестации
Лабораторные работы по курсу
Правила выполнения и защиты лабораторных работ курса
Требования к оформлению отчета самостоятельных работ (лабораторных, курсовых работ и контрольных практических заданий)
Список рекомендованной литературы
Темы лекций и лабораторных работ
Календарный план курса
Примерный перечень тем курсовых работ и контрольных практических заданий
Вопросы для самостоятельной работы по темам к курсу
Интернет ресурсы по тематике курса
Методические указания по курсу
Балльно-рейтинговая система курса
Сведения об авторах
