| Закреплена за кафедрой | Кафедра вычислительной техники и электроники |
|---|---|
| Направление подготовки | 44.04.01. Педагогическое образование |
| Профиль | Педагог школьного и дополнительного образования в сфере информатики и робототехники |
| Форма обучения | Очная |
| Общая трудоемкость | 3 ЗЕТ |
| Учебный план | 44_04_01_ИиР-2-2020 |
|
|
||||||||||||
Распределение часов по семестрам
| Курс (семестр) | 2 (3) | Итого | ||
|---|---|---|---|---|
| Недель | 17,329999923706 | |||
| Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
| Лекции | 14 | 32 | 14 | 32 |
| Практические | 18 | 32 | 18 | 32 |
| Сам. работа | 76 | 44 | 76 | 44 |
| Итого | 108 | 108 | 108 | 108 |
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании
кафедры
Кафедра вычислительной техники и электроники
Протокол от 08.06.2020 г. № 79/19-20
Заведующий кафедрой к.ф.-м.н., Пашнев Владимир Валентинович, доц., зав. кафедрой "Вычислительной техники и электроники"
| 1.1. | Целью дисциплины «Интеллектуальные системы в робототехнике» является формирование у студентов знаний по принципам построения и функционирования современных робототехнических систем (интеллектуальных датчиков), измерительных систем на их основе,используемых для этой цели информационных технологииях, предназначенных для измерения наиболее распространенных и используемых на практике электрических и неэлектрических физических величин, освоение студентами основ применения компьтерных технологий в системах контроля и диагностики. Задачи дисциплины - изучение многообразия принципов построения первичных измерительных преобразователей с микропроцессорной обработкой информации, реализуемым в них методов измерения и контроля, ознакомление с существующими в данной области в настоящее время проблемами и способами их решения. |
|---|
| Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.01.01 |
| ПК-1 | Способен организовывать и осуществлять обучение по информатике и робототехнике в образовательных организациях основного общего, среднего общего образования в сфере информатики и робототехники |
| ПК-4 | Способен организовывать деятельность обучающихся по освоению дополнительной общеобразовательной программы по информатике и робототехнике |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | - формы описания объектов измерения: величины, сигналы, измерительная информация; - принципы построения, прогаммное сопровождение микропроцессорных устройств для измерения электрических величин; - физические основы, принципы построения, прогаммное сопровождение микропроцессорных устройств для измерения неэлектрических величин; - элементная база, схемные решения, особенности прогаммного обеспечения микропроцессорных измерительных устройств. |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | - выбирать метод измерения, обеспечивающий минимальную погрешность измерений; - разрабатывать измери тельные схемы сенсорных систем - разрабатывать программное обеспечение сенсорных систем; - оценивать метрологические характеристики разработанных сенсорных систем; |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | - разработки микропроцессорных устройств, предназначенных для проведения измеренийя и контроля различных физических величин; - экспериментального определения основных технических характеристик средств измерений; - решения практических задач, связанных с необходимостью проведения технических измерений; |
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Основные понятия и определения в информационно-измерительной технике | ||||||
| 1.1. | Определение и классификация средств измерений. Единицы физических величин. Характеристики средств измерений. Структурные схемы средств измерений. Меры физических величин. Классификация измерений. | Лекции | 3 | 4 | ПК-1, ПК-4 | Л1.1 |
| 1.2. | Характеристики средств измерений. Структурные средства средств измерений. Меры физических величин. Классификация измерений. | Сам. работа | 3 | 4 | ПК-1, ПК-4 | Л1.2 |
| Раздел 2. Принципы построения сенсорных устройств для распознавания прстранственных характеристик объектов | ||||||
| 2.1. | 1. Методы и средства измерения положения и перемещения объектов с использованием потенциометрических, гравитационных, емкостных и вихретоковых датчиков. 2.Методы и средства измерения положения и перемещения объектов с использованием магнитных, магиторезистивных, магнитострикционных датчиков. 3.Методы и средства измерения положения и перемещения объектов с использованием индуктивных датчиков и датчиков на основе эффекта Холла. 4.Методы и средства измерения положения и перемещения объектов с использованием оптических датчиков и волоконнооптических устройств. 5.Методы и средства измерения микроперемещений на основе интерферометра Фабри - Перо и решетчатых датчиков. 6.Микроволновые устройства измерения расстояния до объекта и емкостные датчики присутствия объекта. 7.Методы и средства измерения перемещений объектов с использованием оптоэлектронных датчиков и датчиков движения ИК - диапазона. 8.Методы и средства измерения расстояний и геометрических размеров объектов с использованием ультразвуковых датчиков и оптических измерительных систем. | Лекции | 3 | 4 | ПК-1, ПК-4 | Л1.1 |
| 2.2. | Применение методов имитационного моделирования для исследования термодатчика на базе полупроводникового диода. Имитационное моделирование режимов работы измерительных преобразователей резонансного типа. | Практические | 3 | 8 | ПК-1, ПК-4 | |
| 2.3. | Обработка результатов прямых измерений. Обработка результатов косвенных измерений. Обработка результатов совместных измерений. Обработка результатов неравноточных измерений. Методы уменьшения погрешности измерений. | Сам. работа | 3 | 4 | ПК-1, ПК-4 | Л1.2 |
| Раздел 3. Средства измерения геометрических размеров объектов | ||||||
| 3.1. | 9.Методы и средства измерения толщины изделий, толщины пленок. 10.Методы и средства измерения толщины слоя покрытия. 11.Методы и средства измерения уровня заполнения емкости. 12.Электрические методы измерения уровня заполнения емкости. 13.Акустические и ультразвуковые методы измерения уровня сред. 14. Методы и средства измерения уровня сыпучих материалов. 15. Методы и средства измерения продольных деформаций твердых тел. 16. Методы и средства измерения силы, механических напряжений с использованием тензорезисторов. | Лекции | 3 | 4 | ПК-1, ПК-4 | Л1.1 |
| 3.2. | Исследование измерительных преобразователей, основанных на использовании переходных процессов в системах с конечным числом степеней свободы. Имитационное моделирование первичного измерительного преобразователя с двумя степенями свободы. | Практические | 3 | 4 | ПК-1, ПК-4 | |
| 3.3. | Передаточная функция. Переходная и импульсная переходная функции. Частотные характеристики — амплитудная и фазовая. | Сам. работа | 3 | 4 | ПК-1, ПК-4 | Л1.2 |
| Раздел 4. Средства измерений механических величин | ||||||
| 4.1. | 17. Методы и средства измерения крутящего момента. 18. Методы и средства измерения силы, механических напряжений с использованием пьезоэлектрических преобразователей. 19. Методы и средства измерения силы, механических напряжений с использованием магнитоупругих преобразователей. 20. Устройства контроля механических воздействий с использованием тактильных чувствительных элементов. 21. Методы и средства измерения давлений и разности давлений с использованием упругих чувствительных элементов. 22. Методы и средства измерения давлений и разности давлений с использованием тензорезистивных преобразователей. 23. Методы и средства измерения давлений и разности давлений с использованием оптоэлектронных и ионизационных датчиков. 24. Методы и средства измерения вакуума. | Лекции | 3 | 2 | ПК-1, ПК-4 | Л1.1 |
| 4.2. | Исследования макета первичного измерительного преобразователя с двумя степенями свободы. | Практические | 3 | 8 | ПК-1, ПК-4 | |
| 4.3. | Масштабные преобразователи. Измерительные механизмы приборов и их применение. | Сам. работа | 3 | 4 | ПК-1, ПК-4 | Л1.2 |
| Раздел 5. Средства измерений параметров движений и механических колебаний | ||||||
| 5.1. | 25. Методы и средства измерения параметров движения и механических колебаний с использованием электромагнитных датчиков. 26. Методы и средства измерения параметров движения и механических колебаний с использованием емкостных и тепловых акселерометров. 27. Методы и средства измерения параметров движения и механических колебаний с использованием пьезоэлектрических акселерометров. 28. Методы и средства измерения параметров движения с использованием роторных, монолитных и оптических гироскопов. 29. Объемные методы измерения расхода. 30. Методы и средства измерения расхода с использованием поплавковых ротаметров и качающихся чувствительных элементов. 31. Лазерные методы измерения скорости потока. 32. Измерение расхода по перепаду давления. | Лекции | 3 | 2 | ПК-1, ПК-4 | Л1.1, Л2.2 |
| 5.2. | Знакомство с отладочной платой для микроконтроллера 1986BE9Х и средой программирования KeilμVis. Порты ввода-вывода, управление светодиодами, вывод информации на ЖКИ отладочной платы для микроконтроллера 1986BE9Х Исследование работы ЦАП и АЦП отладочной платы для микроконтроллера 1986BE9Х | Практические | 3 | 8 | ПК-1, ПК-4 | |
| 5.3. | Цифровые измерительные приборы для измерения временных параметров. Цифровые измерительные приборы для измерения параметров электрических цепей. Цифровые измерительные приборы с микропроцессорами. | Сам. работа | 3 | 6 | ПК-1, ПК-4 | Л2.2, Л1.2 |
| Раздел 6. Принципы построения и функционирования систем локации с использованием акустических сигналов. | ||||||
| 6.1. | Системы акустической локации местоположения и перемещения объектов. Особенности построения и функционирования систем для распознавания речи. Дикторозависимое распознавание. | Лекции | 3 | 4 | ПК-1, ПК-4 | Л1.1, Л2.2 |
| 6.2. | Сканирующие информационно-измерительные системы. Многоточечные информационно-измерительные системы. Мультиплицированные информационно-измерительные системы. Измерительно-вычислительные системы параллельного действия. | Сам. работа | 3 | 6 | ПК-1, ПК-4 | Л2.2 |
| Раздел 7. Принципы построенияи функционирования систем технического зрения. | ||||||
| 7.1. | Сенсорные системы по распознаванию визуальных образов. | Лекции | 3 | 8 | ПК-1, ПК-4 | Л1.1, Л2.2 |
| 7.2. | Исследование пьезотрансформаторного измерительного преобразователя с использованием отладочной платы для микроконтроллера 1986BE9Х Исследование резистивного датчика положения. «Изучение программы автоматического распознавания речевых команд». | Практические | 3 | 4 | ПК-1, ПК-4 | |
| 7.3. | Измерение температуры. Измерение перемещений. Измерение давлений, сил и крутящих моментов. Измерение скоростей и ускорений. | Сам. работа | 3 | 12 | ПК-1, ПК-4 | Л1.2 |
| Раздел 8. Сенсорные истемы распознавания тактильных образов | ||||||
| 8.1. | Теоретические сведения по вопросу распознавания тактильных образов. Стуктура систем по расознаванию тактильных образов. Использование нейронных сетей в системах распознавания образов. | Лекции | 3 | 4 | ПК-1, ПК-4 | Л1.1, Л2.1 |
| 8.2. | Пассивные эксперименты. Активный эксперимент. Полный факторный эксперимент. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. | Сам. работа | 3 | 4 | ПК-1, ПК-4 | Л1.2, Л2.1 |
| Раздел 9. Аттестация | ||||||
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| Фонд оценочных средств приведен в приложении. |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| Фонд оценочных средств приведен в приложении. |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| Фонд оценочных средств приведен в приложении. |
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | Раннев Г.Г., Тарасенко А.П. | Методы и средства измерений: учебник | М.: Академия, 2010 | |
| Л1.2 | В. Н. Седалищев | Микропроцессорные измерительные устройства: учебное пособие | Барнаул : АлтГУ, 2016 | elibrary.asu.ru |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | Седалищев В. Н. | Методы и средства измерений электрических величин : учебное пособие | Барнаул : АлтГУ, 2017 | elibrary.asu.ru |
| Л2.2 | П.А. Бутырин, Т.А. Васьковская, В.В. Каратаев, С.В. Материкин | Автоматизация физических исследований и эксперимента: компьютерные измерения и виртуальные приборы на основе LabVIEW 7 (30 лекций): учеб. пособие | М.: ДМК Пресс (ЭБС Лань), 2009 | e.lanbook.com |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | www.gpntb.ru/ Государственная публичная научно-техническая библиотека. | |||
| Э2 | www.nlr.ru/ Российская национальная библиотека. | |||
| Э3 | www.nns.ru/ Национальная электронная библиотека. | |||
| Э4 | www.rsl.ru/ Российская государственная библиотека. | |||
| Э5 | www.microinform.ru/ Учебный центр компьютерных технологий «Микроинформ». | |||
| Э6 | www.tests.specialist.ru/ Центр компьютерного обучения МГТУ им. Н.Э.Баумана. | |||
| Э7 | www.intuit.ru/ Образовательный сайт | |||
| Э8 | www.window.edu.ru/ Библиотека учебной и методической литературы | |||
| Э9 | www.osp.ru/ Журнал «Открытые системы» | |||
| Э10 | www.ihtika.lib.ru/ Библиотека учебной и методической литературы | |||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| LibreOffice Условия использования: https://ru.libreoffice.org/about-us/license/ 7-zip Условия использования: https://www.7-zip.org/license.txt Acrobat Reader Условия использования: http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf Mozila FireFox Условия использования: https://www.mozilla.org/en-US/about/legal/eula/ Chrome Условия использования: http://www.chromium.org/chromium-os/licenses Microsoft Windows Microsoft Office | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| 1 Основы информационных технологий [Электронный ресурс]/ С.В. Назаров [и др.]. - Электрон. текстовые данные. - М.: Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), 2016. - 530 с. - Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/52159.- ЭБС «IPRbooks», по паролю. 2 Гаспариан М.С. Информационные системы и технологии [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Гаспариан М.С., Лихачева Г.Н.- Электрон. текстовые данные.- М.: Евразийский открытый институт, 2011.- 370 с.- Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/10680.- ЭБС «IPRbooks», по паролю. Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/); | ||||
| Аудитория | Назначение | Оборудование |
|---|---|---|
| 208К | лаборатория метрологии и электроники - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Учебная мебель на 15 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доски меловые 1шт.; учебный стол-10 шт.; компьютеры: марка Aquarius модель Cel-2533 - 10 единиц; генератор GFG-8219A – 22 шт.; источник питания АТН-1023 – 25 шт.; микровольтметр ВМС-4; микровольтметр WMS-4; монитор 17"LCD Samsung 793 MB; мультиметр APPA-203 – 3 шт.; мультиметр APPA-207; осциллограф 211; осциллограф АСК-1052 – 8 шт.; осциллограф DS5152M; осциллограф АСК-1021 – 13 шт.;осциллограф-приставка двухканальный АСК-3116; паяльная станция АТР-1121 - 3 шт.; паяльная станция АТР-4302; принтер лазерный HP L J 1100; программное обеспечение АСК-3106-PO; стабилизатор 3218 - 2 шт.; учебный комплекс для проведения лабораторных работ по курсу " Микропроцессорные системы" |
| Помещение для самостоятельной работы | помещение для самостоятельной работы обучающихся | Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ |
| 001вК | склад экспериментальной мастерской - помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования | Акустический прибор 01021; виброизмеритель 00032; вольтметр Q1202 Э-500; вольтметр универсальный В7-34А; камера ВФУ -1; компьютер Турбо 86М; масспектрометр МРС -1; осциллограф ЕО -213- 2 ед.; осциллограф С1-91; осциллограф С7-19; программатор С-815; самописец 02060 – 2 ед.; стабилизатор 3218; терц-октавный фильтр 01023; шкаф вытяжной; шумомер 00026; анализатор АС-817; блок 23 Г-51; блок питания "Статрон" – 2 ед.; блок питания Ф 5075; вакуумный агрегат; весы; вольтметр VM -70; вольтметр В7-15; вольтметр В7-16; вольтметр ВУ-15; генератор Г-5-6А; генератор Г4-76А; генератор Г4-79; генератор Г5-48; датчик колебаний КВ -11/01; датчик колебаний КР -45/01; делитель Ф5093; измеритель ИМП -2; измеритель параметров Л2-12; интерферометр ИТ 51-30; источник "Агат" – 3 ед.; источник питания; источник питания 3222; источник питания ЭСВ -4; лабораторная установка для настройки газовых лазеров; лазер ЛГИ -21; М-кальк-р МК-44; М-калькул-р "Электроника"; магазин сопротивления Р4075; магазин сопротивления Р4077; микроскоп МБС -9; модулятор МДЕ; монохроматор СДМС -97; мост переменного тока Р5066; набор цветных стекол; насос вакумный; насос вакуумный ВН-01; осциллограф С1-31; осциллограф С1-67; осциллограф С1-70; осциллограф С1-81; осциллоскоп ЕО -174В – 2 ед.; пентакта L-100; пирометр "Промень"; пистонфон 05001; преобразователь В9-1; прибор УЗДН -2Т; скамья оптическая СО 1м; спектограф ДФС -452; спектограф ИСП -51; стабилизатор 1202; стабилизатор 3217 – 4 ед.; стабилизатор 3218; стабилизатор 3222 – 3 ед.; станок токарный ТВ-4; усилитель мощности ЛВ -103 – 4 ед.; усилитель У5-9; центрифуга ВЛ-15; частотомер Ч3-54А; шкаф металлический; эл.двигатель; электродинамический калибратор 11032 |
| Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска) |
| Методические указания к лабораторным работам приведены в Приложении. |