Министерство образования и науки Российской Федерации

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

 «Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(МИ ВлГУ)

 

Кафедра  УКТС 

 

 

 

«   22   »       05       2018 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Конструирование контрольно-измерительных приборов     

 




Направление подготовки

12.03.01 Приборостроение

Профиль подготовки

"Приборы и системы"

Квалификация (степень)выпускника

Бакалавр









          

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы,

час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежу-точного контр.

(экз., зач., зач. с оц.)

7

72 / 2  

16  

 

16  

1,6  

0,25  

33,85  

38,15  

Зач.  

Итого

72 / 2  

16  

 

16  

1,6  

0,25  

33,85  

38,15  

 

 

Муром, 2018 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: усвоение студентами с системных позиций основ конструкторского проектирования электронных контрольно-измерительных приборов (ЭКИП), как составной части электронных средств (ЭС) на дискретных элементах, интегральных схемах и микросборках.

Основными задачами изучения дисциплины является ознакомление студентов с системой стандартизации в области проектирования, руководящими стандартами и нормативно-справочными документами, необходимыми для качественной разработки и оформления проектной документации в соответствии с требованиями Единой Системы Конструкторской Документации - ЕСКД.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.В.15))

Изучение дисциплины "Конструирование контрольно-измерительных приборов" базируется на таких дисциплинах как: “Математика”, ”Физика”, ”Прикладная механика”, “Химия”, “Материаловедение и технология конструкционных материалов”, “Электроника и микропроцессорная техника” и “Основы проектирования приборов и систем”, изучаемых студентами на предыдущих курсах. Дисциплина «Конструирование контрольно-измерительных приборов» является основой для выполнения выпускной квалификационной работы, а также в дисциплинах и курсах, связанных с конструкторско-технологическими аспектами проектирования ЭКИП.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-7 способность использовать современные программные средства подготовки конструкторско-технологической документации.

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

1) Знать:

Принципы конструирования контрольно- измерительных приборов (ОПК-7).

2) Уметь:

Использовать профессиональные пакеты прикладных программ для проектирования и конструирования контрольно-измерительных приборов (ОПК-7).

3) Владеть:

Методами решения проектно-конструкторских и технологических задач с использованием современных программных продуктов (ОПК-7).

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 часа.

 

4.1. Форма обучения: очная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 4г.

 

4.1.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежуточной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Общая характеристика процесса проектирования. Факторы, определяющие построение ЭКИП.

7

4

8

тестирование

2

Конструкторское проектирование

7

2

4

4

отчет, тестирование

3

Элементная система ЭКИП и ее конструктивные особенности. Конструкционные системы ЭКИП

7

2

4

2

отчет, тестирование

4

Компоновка ЭКИП. Основы художественного и эргономического конструирования.

7

2

6

тестирование

5

Система межсоединений в ЭКИП

7

2

8

тестирование

6

Защита ЭКИП от воздействия факторов внешней среды и механических нагрузок

7

2

4

9

отчет, тестирование

7

Электромагнитная совместимость и защита ЭКИП от помех

7

2

4

1,15

отчет, тестирование

Всего за  семестр

72

16

16

38,15

1,6

0,25

Зач.

Итого   

72

16

16

38,15

1,6

0,25

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 7

Раздел 1. Общая характеристика процесса проектирования. Факторы, определяющие построение ЭКИП.

Лекция 1.

Классификация ЭС: по функциональному назначению, по условиям эксплуатации и объекту установки, по конструктивным признакам, по отношению к воздействиям, по взаимодействию с человеком-оператором. Примеры (2 часа).

Лекция 2.

Жизненный цикл ЭКИП как ЭС: замысел, исследование, проектирование, производство и использование. Методы и основные стадии разработки ЭКИП как ЭС: техническое предложение, эскизный проект, технический проект, рабочая конструкторская документация. Этапы конструирования. Основные этапы проведения НИР, ОКР. Виды работ конструктора, их взаимосвязь и трудоемкость в различных условиях (2 часа).

Раздел 2. Конструкторское проектирование

Лекция 3.

Общая характеристика процесса конструирования. Принципы, цели и задачи конструирования ЭКИП. Технология ЭКИП и особенности их конструктивного оформления. Единство технологических и конструктивных требований к ЭКИП. Специфика элементной базы и современные тенденции в конструировании ЭКИП. Показатели конструкции ЭКИП. Особенности оформления конструкторской документации на ЭКИП. ЕСКД (2 часа).

Раздел 3. Элементная система ЭКИП и ее конструктивные особенности. Конструкционные системы ЭКИП

Лекция 4.

Общая характеристика элементной системы. Активные электронные изделия и пассивные радиокомпоненты, их общая характеристика и особенности применения в ЭКИП. Конструктивные особенности интегральных микросхем, микропроцессорных наборов и дискретных полу-проводниковых приборов. Разновидности корпусов интегральных микросхем и полупроводниковых приборов и их присоединительные размеры. Конструктивные особенности пассивных электрорадиоэлементов (резисторов, конденсаторов, соединителей), корпуса и присоединительные размеры. Конструктивные особенности и присоединительные размеры коммутационных изделий и элементов индикации, элементов электромонтажа (2 часа).

Раздел 4. Компоновка ЭКИП. Основы художественного и эргономического конструирования.

Лекция 5.

Компоновочные характеристики. Факторы, влияющие на компоновочные характеристики. Роль компоновочных характеристик при анализе проектных решений. Принципы пространственной компоновки ЭКИП. Способы компоновки ЭКИП (2 часа).

Раздел 5. Система межсоединений в ЭКИП

Лекция 6.

Классификация конструкторско-технологических методов межсоединений в зависимости от уровня конструктивной иерархии ЭКИП. Контактирование на нулевом уровне: неразъемное, ограничено-разъемное, разъемное (2 часа).

Раздел 6. Защита ЭКИП от воздействия факторов внешней среды и механических нагрузок

Лекция 7.

Защита ЭКИП от механических нагрузок. Понятия о вибро- и ударопрочности и о вибро- и удароустойчивости. Методы анализа вибрационных и ударных нагрузок. Расчет частоты собственных колебаний, вибропрочности и ударопрочности элементов конструкции ЭС (2 часа).

Раздел 7. Электромагнитная совместимость и защита ЭКИП от помех

Лекция 8.

Характеристика электромагнитной обстановки функционирования ЭКИП. Понятие об электромагнитной совместимости. Причины возникновения помех в ЭКИП и их классификация. Помехи, возникающие при соединении элементов "электрически короткими" и "электрически длинными" линиями связи (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Не планируется.

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 7

Раздел 1. Конструкторское проектирование

Лабораторная 1.

Разработка конструкции радиоэлектронного прибора: конструкторский анализ схемы электрической принципиальной. Выбор и обоснование элементной базы и установочных элементов (4 часа).

Раздел 2. Элементная система ЭКИП и ее конструктивные особенности. Конструкционные системы ЭКИП

Лабораторная 2.

Разработка конструкции радиоэлектронного прибора: внутренняя компоновка объемного модуля (4 часа).

Раздел 3. Защита ЭКИП от воздействия факторов внешней среды и механических нагрузок

Лабораторная 3.

Разработка конструкции радиоэлектронного прибора: анализ лицевой панели, разработка её чертежа (4 часа).

Раздел 4. Электромагнитная совместимость и защита ЭКИП от помех

Лабораторная 4.

Разработка конструкции радиоэлектронного прибора: разработка сборочного и электромонтажного чертежей блока, разработка таблицы проводов и жгутов (4 часа).

 

Методические указания к лабораторным работам приведены в https://www.mivlgu.ru/iop/mod/resource/view.php?id=16763

 

4.1.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Роль радиоэлектроники в обществе. Основные противоречия, определяющие развитие радиоэлектроники и ЭКИП: между расширением функциональных возможностей и усложнением РЭА, обеспечение нормальных тепловых режимов и ограничение на габариты и массу, стоимостью и надежностью. Назначение и особенности ЭКИП. Основные термины и определения, связанные с процессом проектирования, составом ЭКИП как ЭС, процессом изготовления и эксплуатации.

2. Поэтапная схема конструирования (ПСК). Содержание этапов ПСК, их взаимосвязь. Виды ограничений и их влияние на содержания этапов ПСК.

3. Климатические факторы и их воздействие на ЭКИП. Характеристика климатических зон. Воздействие на ЭКИП пониженных и повышенных температур, атмосферного давления, влажности, биологических и агрессивных сред, пылевых взвесей в атмосфере.

4. Радиационные воздействия. Общая характеристика различных видов радиации.

5. Виды и комплектность конструкторской документации. Правила выполнения конструкторских документов.

6. Чертежи печатных плат и узлов на их основе, чертежи изделий с обмотками, чертежи микросхем и микросборок. Виды схем. Схемы ЭКИП как ЭС.

7. Общая характеристика элементной системы. Активные электронные изделия и пассивные радиокомпоненты, их общая характеристика и особенности применения в ЭКИП.

8. Приемы выполнения компоновочных работ: аппликационный, аналитический, модельный. Геометрическая компоновка ЭКИП.

9. Понятие о дизайне и технической эстетике. Художественное оформление конструкции ЭКИП. Основы композиции. Этапы дизайнерского процесса: образ, функция, морфология, технология.

10. Понятие гармонизации, ее сферы и категории, такие как композиция, архитектоника, масштабность и средства их реализации.

11. Принципы гармонизации формы ЭКИП. Пропорционирование как один из главных приемов композиции, применяемых для достижения необходимой соразмерности конструктивных элементов.

12. Межконтактная коммутация на I иерархическом уровне посредством печатного монтажа.

13. Специфика конструирования сигнальных и силовых цепей, элементов заземления и экранирования. Классификация печатных плат.

14. Этапы конструирования печатных плат: выбор исходного материала, трассировка, изготовление оригинала рисунка, изготовление фотошаблона.

15. Амортизация ЭКИП. Статически определимые и статически неопределимые системы. Расчет систем амортизации ЭКИП.

16. Защита ЭКИП от тепловых нагрузок. Теплофизическое конструирование ЭКИП. Тепловые режимы ЭКИП.

17. Элементы теории тепловых цепей. Элементы теории подобия, используемые для расчета тепловых режимов ЭКИП.

18. Понятие о герметизации как о наиболее эффективном методе защиты от вредных воздействий климатических факторов. Виды герметизации: частичная, полная, комбинированная.

19. Конструкции неразъемных, демонтируемых и разъемных уплотнительных стыков герметизации. Способы выполнения уплотняющих стыков.

20. Помехи в линиях связи, имеющих преимущественно емкостной или индуктивный характер, а также в линиях связи, обладающих как емкостной, так и индуктивной составляющими импеданса.

 

4.1.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

Не планируется.

 

4.1.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 

 

5. Образовательные технологии

В процессе изучения дисциплины применяется контактная технология преподавания (за исключением самостоятельно изучаемых студентами вопросов). При проведении лабораторных работ применяется имитационный или симуляционный подход. Шаги решения задач студентам демонстрируются при помощи мультимедийной техники. В дальнейшем студенты самостоятельно решают аналогичные задания.

 

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Фонды оценочных средств приведены в приложении.

 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Конструирование контрольно-измерительных приборов

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Третьяков С.Д. Современные технологии производства радиоэлектронной аппаратуры. Учебное пособие - Санкт-Петербург: СПб: Университет ИТМО, 2016, 2016. - 102 с. - http://books.ifmo.ru/book/1895/sovremennye_tehnologii_proizvodstva_radioelektronnoy_apparatury._uchebnoe_posobie.htm

2. Н.Ю. Иванова, Е.Б. Романова ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА КОНСТРУКТОРСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ - Санкт-Петербург: НИУ ИТМО, 2013. - 121 с. - http://books.ifmo.ru/book/935/instrumentalnye_sredstva_konstruktorskogo_proektirovaniya_elektronnyh_sredstv.htm

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Ефанов В.И., Тихомиров А.А. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и систем: Учеб. пособие. - Томск: Том. гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2004. -298с. - 10 экз.

2. Основы конструирования и технологии электронных контрольно-измерительных приборов: Учеб. пособие/ В.В. Булкин, В.Е. Беляев, Н.Ф. Киселев, Р.В. Первушин; под ред. В.В. Булкина. - Муром: Изд.-полиграф. центр МИ ВлГУ, 2008. -91с.:ил.(200 экз.) - 200 экз.

3. Баканов Г.Ф., и др. Основы конструирования и технологии радиоэлектронных средств: Учеб. пособие для студ. вузов. - М.: Изд. центр «Академия», 2007. -368с.:ил. - 25 экз.

 

7.3. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем

В образовательном процессе используются информационные технологии, реализованные на основе информационно-образовательного портала института (www.mivlgu.ru/iop), и инфокоммуникационной сети института:

- предоставление учебно-методических материалов в электроном виде;

- взаимодействие участников образовательного процесса через локальную сеть института и Интернет;

- предоставление сведений о результатах учебной деятельности в электронном личном кабинете обучающегося.

Информационные справочные системы:

Информационно-образовательный портал МИВлГУ http://www.mivlgu.ru/iop/

Информационно-справочная социальная сеть электроников www.umup.ru/

Радиотехника и электроника для разработчиков и радиолюбителей http://radiotract.ru/link_sprav.html

Радиотехнические системы http://rateli.ru/

Программы по электронике http://creatiff.realax.ru/?cat=programs&page=progrm1

Единое окно доступа к информационным ресурсам (http://window.edu.ru)

Портал для радиолюбителей http://www.radioman-portal.ru/shems.shtml

Национальный Открытый Университет "Интуит" http://www.intuit.ru/

Проектирование РЭС https://www.altera.com/support/support-resources.html

Портал для радиолюбителей http://www.radioman-portal.ru/shems.shtml

База данных технической документации на зарубежные микросхемы http://www.alldatasheet.com

Информационно-справочная система по радиокомпонентам http://www.radiolibrary.ru/

Роспатент - http://fips.ru

Программное обеспечение:

не предусмотрено

 

7.4. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

books.ifmo.ru

 

8. Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

 

9. Методические указания по освоению дисциплины

Для успешного освоения теоретического материала обучающийся: знакомится со списком рекомендуемой основной и дополнительной литературы; уточняет у преподавателя, каким дополнительным пособиям следует отдать предпочтение; ведет конспект лекций и прорабатывает лекционный материал, пользуясь как конспектом, так и учебными пособиями.

До выполнения лабораторных работ обучающийся изучает соответствующий раздел теории. Перед занятием студент знакомится с описанием заданий для выполнения работы, внимательно изучает содержание и порядок проведения лабораторной работы. Лабораторная работа проводятся в компьютерном классе. Обучающиеся выполняют индивидуальную задачу компьютерного моделирования в соответствии с заданием на лабораторную работу. Полученные результаты исследований сводятся в отчет и защищаются по традиционной методике в классе на следующем лабораторном занятии. Необходимый теоретический материал, индивидуальное задание, шаги выполнения лабораторной работы и требование к отчету приведены в методических указаниях, размещенных на информационно-образовательном портале института.

Самостоятельная работа оказывает важное влияние на формирование личности будущего специалиста, она планируется обучающимся самостоятельно. Каждый обучающийся самостоятельно определяет режим своей работы и меру труда, затрачиваемого на овладение учебным содержанием дисциплины. Он выполняет внеаудиторную работу и изучение разделов, выносимых на самостоятельную работу, по личному индивидуальному плану, в зависимости от его подготовки, времени и других условий

Форма заключительного контроля при промежуточной аттестации – зачет. Для проведения промежуточной аттестации по дисциплине разработаны фонд оценочных средств и балльно-рейтинговая система оценки учебной деятельности студентов. Оценка по дисциплине выставляется в информационной системе и носит интегрированный характер, учитывающий результаты оценивания участия студентов в аудиторных занятиях, качества и своевременности выполнения заданий в ходе изучения дисциплины и промежуточной аттестации.

 


лист_утверждения


РЕЦЕНЗИЯ

на  рабочую программу дисциплины

«Конструирование контрольно-измерительных приборов»

по направлению подготовки 12.03.01 Приборостроение

 

Рабочая программа дисциплины «Конструирование контрольно-измерительных приборов» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 12.03.01 Приборостроение.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 72 час. (2 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является зачет .

Цель дисциплины: усвоение студентами с системных позиций основ конструкторского проектирования электронных контрольно-измерительных приборов (ЭКИП), как составной части электронных средств (ЭС) на дискретных элементах, интегральных схемах и микросборках.

Основными задачами изучения дисциплины является ознакомление студентов с системой стандартизации в области проектирования, руководящими стандартами и нормативно-справочными документами, необходимыми для качественной разработки и оформления проектной документации в соответствии с требованиями Единой Системы Конструкторской Документации - ЕСКД.

Содержание занятий соответствуют требованиям образовательного стандарта. Имеется перечень вопросов для самостоятельной работы студентов, способствующий более глубокому изучению дисциплины.

Освоение дисциплины позволит студентам приобрести теоретические и практические знания, необходимые при решении задач в будущей практической деятельности.

Предлагаемые фонды оценочных средств для выявления уровня знаний и умений обучаемых полностью охватывает содержание курса и соответствуют ФГОС.

Перечень учебно-методической литературы достаточен для изучения дисциплины. Имеются ссылки на электронно-библиотечные системы.

Рабочая программа дисциплины «Конструирование контрольно-измерительных приборов» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 12.03.01 Приборостроение.

 

22.05.2018 г.