Приемная комиссия

CALL- центр "Абитуриент" тел. +375 (152) 73-01-01 (многоканальный)
МТС: +375 (33) 35 44 500
Life: +375 (25) 77 44 500
Email: abit@grsu.by

 

 
Программа дополнительного вступительного испытания для получения высшего образования II ступени по специальности
1-31 81 04 «Современные методы и аппаратура физических измерений»
в 2017 году
 
 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

Программа дополнительного вступительного испытания для поступающих в магистратуру по специальности 1-31 81 04 «Современные методы и аппаратура физических измерений» составлена на основании Методических указаний по организации итоговой аттестации студентов в УО «Гродненский государственный университет имени Янки Купалы» и согласно Образовательному стандарту, разработанному МО Республики Беларусь.
Структура программы дополнительного вступительного экзамена по специальности 1-31 81 04 «Современные методы и аппаратура физических измерений» включает перечень контрольных вопросов по методам и средствам измерений физических величин, которые показывают уровень знаний и возможность их применения на практике.

Поступающие в магистратуру должны иметь достаточный уровень знаний в области социально-гуманитарных, естественнонаучных, общепрофессиональных и специальных дисциплин, дисциплин специализации для осуществления социально-профессиональной деятельности. Также должны уметь работать самостоятельно и постоянно повышать свой профессиональный уровень, создавать и использовать в своей деятельности объекты интеллектуальной собственности, применять методы математической статистики при обработке данных эксперимента в своей области научных исследований. Поступающие оцениваются по 10-балльной шкале согласно критериям, дающим основания полно и достоверно оценить знания абитуриентов, полученные ими за время обучения, а также позволяющим выявить уровень самостоятельности будущих специалистов.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

 

1. Понятие о физической величине.
Свойства, идеальные и реальные величины. Классификация физических величин.

 

2. Системы физических величин и их единиц.
Размерность, размер и значение физической величины. Уравнение связи.

 

3. Понятие об измерении.
Операции, элементы и основные этапы измерения.

 

4. Классификация измерений по различным признакам.
Классификация измерений по способу нахождения искомого значения измеряемой величины, по числу измерений в ряду, по характеристике точности и другие.

 

5. Основные понятия о погрешности измерения. Классификация погрешностей.
Классификация погрешностей по характеру проявления, по способу выражения, по месту возникновения и другие.

 

6. Понятие о методах и средствах измерений.
Классификация методов измерений. Методы непосредственной оценки и сравнения. Классификация средств измерений.

 

7. Классификация измерительных сигналов.
Классификации измерительных сигналов по характеру изменения информативного и временного параметров сигнала, по характеру изменения сигнала во времени. Помехи, их классификация. Спектр сигнала.

 

8. Цифровые измерительные приборы и преобразователи
Характеристики и классификация цифровых измерительных приборов (ЦИП). Обобщенная структурная схема ЦИП.

 

9. Измерение напряжения и силы тока.
Общие сведения. Параметры переменного напряжения.

 

10. Техника измерения напряжения и силы тока.
Характеристики вольтметров. Измерение импульсных и высокочастотных напряжений.

 

11. Исследование формы и параметров сигнала.
Общие сведения. Классификация осциллографов.

 

12. Техника осциллографирования непрерывных и импульсных сигналов.
Характеристики осциллографов. Измерение амплитудных и временных параметров сигнала.

 

13. Измерение частоты и интервалов времени. Общие сведения.
Временные параметры сигнала. Средства и методы частотновременных измерений.

 

14. Цифровой метод измерения частоты и интервалов времени.
Структурная схема цифрового частотомера.

 

15. Измерение параметров электрических цепей. Общие сведения.
Цепи с сосредоточенными и распределенными параметрами. Методы и средства измерений.

 

16. Мостовые схемы измерителей параметров электрических цепей.
Разновидности мостовых схем.

 

17. Анализ спектра сигналов. Общие сведения.
Классификация анализаторов спектра. Преобразование Фурье.

 

18. Аналоговый анализ спектра сигналов (параллельный и последовательный).
Структурные схемы анализаторов спектра параллельного и последовательного типов.

 

19. Измерение вероятностных характеристик случайных процессов. Общие сведения.
Стационарные и эргодические процессы. Математическое ожидание и дисперсия.

 

20. Автоматизация электрорадиоизмерений.
Общие сведения. Классификация автоматизированных средств измерения.

 

21. Электрические измерения неэлектрических величин. Основные понятия и классификация датчиков (преобразователей физических величин).
Активное и пассивное преобразование физических величин. Классификации датчиков по виду преобразованных величин и по физическим принципам (эффектам) преобразования.

 

22. Измерения концентрации и состава вещества спектральными методами. Основные понятия.
Основные понятия оптической спектроскопии. Закон Бугера-Ламберта-Бера.

 

23. Измерения геометрических размеров и массы. Общие сведения.
Измерительные задачи и объекты линейно-угловых измерений. Классификация методов и средств измерения геометрических величин.

 

24. Механические средства измерения длины.
Механические средства измерения длины и их классификация. Штриховые и плоскопараллельные меры длины. Штангенприборы и микрометрические приборы. Индикаторы часового типа.

 

25. Понятие датчика. Датчики неэлектрических величин и способы обработки сигналов от них.
Обработка сигналов, поступающих от датчиков. Основные технологии производства датчиков: тонкопленочная, толстопленочная, кремниевая.

 

26. Датчики температуры. Применение датчиков температуры.
Датчики температуры. Термопары. Виды термопар, особенности их использования, методы компенсации холодного спая. Проволочные терморезисторы, их достоинства и недостатки.

 

27. Датчики оптического излучения. Применение датчиков оптического излучения.
Датчики оптического излучения. Назначение и основные характеристики оптических датчиков. Понятие спектральной чувствительности. Датчики оптического излучения, использующие явление внутреннего фотоэффекта: фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы. Явление фотопроводимости. Применение оптических датчиков

 

28. Датчики магнитного поля. Применение датчиков магнитного поля.
Датчики магнитного поля. Классификация датчиков магнитного поля. Электромагнитные датчики, их особенности, использование электромагнитных датчиков. Магниторезисторы. Устройство и принцип работы магниторезисторов. Датчики Холла.

 

29. Датчики деформации и смещения. Применение датчиков деформации и смещения, в т.ч. для измерения ускорения, давления и силы.
Датчики деформации и смещения. Виды датчиков деформации и смещения. Оптические датчики положения объектов. Дифференциальные преобразователи линейных перемещений на основе индукционных датчиков. Тензодатчики.

 

30. Датчики, используемые в биологии и химии.
Датчики, используемые в биологии и химии. Электрохимическая ячейка. Устройство электрохимической ячейки, ее назначение. Электроды электрохимической ячейки. Управление током, протекающим через ячейку. Ионные электроды. Устройство ионных электродов. Параметры сигнала на выходе ионных электродов.

 

31. Аналоговые ключи на полевых транзисторах. Устройство выборки-хранения.
Аналоговые ключи на полевых транзисторах. Устройство аналоговых ключей. Ключи на полевых транзисторах с p-n переходом. КМОП-ключи. Характеристики аналоговых ключей. Применение аналоговых ключей (аналоговые мультиплексоры-демультипллексоры, интеграторы, усилители с переключаемым коэфф. усиления и т.д.).

 

32. Принципы преобразования аналогового сигнала в цифровую форму и обратно. Понятия точности, разрядности, линейности, быстродействия АЦП. Основные источники погрешностей аналого-цифрового преобразования.
Основные стадии аналого-цифрового преобразования (фильтрация – дискретизация – квантование – кодирование). Дискретизация. Частота дискретизации. Теорема отсчетов. Апертурное время. Понятия точности, разрядности, линейности, быстродействия АЦП. Основные источники погрешностей аналого-цифрового преобразования (погрешности сдвига нуля, полной шкалы, нелинейность, немонотонность и др.).

 

33. Виды АЦП, их классификация.
Виды АЦП, их классификация. Параллельные АЦП. Устройство и принцип работы параллельных АЦП. Последовательно-параллельные АЦП. Устройство и принцип работы. АЦП последовательного приближения.

 

34. Виды ЦАП, их классификация.
Преобразователи напряжение-частота.
ЦАП, их классификация. ЦАП на основе масштабирующих резисторов. R-2R ЦАП. ЦАП на основе источников тока. Формирование выходного напряжения ЦАП с токовым выходом. Интегрирующие ЦАП. Принципы широтно-импульсной модуляции. Умножающие ЦАП.

 

35. Шаговые двигатели и их применение.
Шаговые двигатели и их виды (двигатели с постоянными магнитами, переменным магнитным сопротивлением, гибридные). Характеристики шаговых двигателей. Способы включения обмоток шаговых двигателей. Классификация шаговых двигателей по числу и конфигурации обмоток. Способы управления обмотками шаговых двигателей. Полношаговый однофазный и двухфазный режимы. Полушаговый режим. Микрошаговый режим. Характеристики шаговых двигателей. Частота приемистости.

 

36. Микро-ЭВМ и микроконтроллеры в автоматизации измерений.
Архитектура микроконтроллера на примере семейства Intel MCS-51. Архитектура типичной системы сбора и обработки данных на основе микроконтроллера семейства Intel MCS-51. “Микроконвертеры” производства Analog Devices семейства ADuC8xx.

 

37. Стандартные магистрали и шины расширения устройств автоматизации.
Архитектура типичной управляющей ЭВМ. Стандартные магистрали и шины расширения устройств автоматизации. Шины PC-104, cPCI, PXI и др.
Параллельные интерфейсы устройств автоматизации. IEEE-488 (канал общего пользования - КОП). передача информации через КОП. Последовательные интерфейсы устройств автоматизации (RS-422, 423, 485). Внутрисистемные шины I2C, SPI, CAN-интерфейс.
38. Интерфейсы устройств автоматизации.
Параллельные интерфейсы устройств автоматизации. IEEE-488 (канал общего пользования - КОП). передача информации через КОП. Последовательные интерфейсы устройств автоматизации (RS-422, 423, 485). Внутрисистемные шины I2C, SPI, CAN-интерфейс.

 

 

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

 

Основная

  1. Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология: Учебное пособие - М.: Логос, 2001.
  2. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах. Учебник. Под ред. В.И. Нефедова. – М.: Высш. шк., 2001.
  3. Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений: Учебник - М.: Высш. шк., 2001.
  4. Основы метрологии и электрические измерения. Под ред. Е.М. Душина: Учебник. - 6-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергия, 1987.
  5. Герман А.Е., Гачко Г.А. Основы автоматизации эксперимента. Лабораторный практикум. - Гродно: ГрГУ, 2005. - 103 с.
  6. Прокунцев А.Ф., Юмаев Р.М. Преобразование и обработка информации с датчиков физических величин. - М.: Машиностроение, 1992. - 288 с.

 

Дополнительная

  1. Бурдун Г.Д., Марков Б.Н. Основы метрологии: Учебн. пособие. - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Изд-во стандартов, 1984.

 

 

С критериями оценки уровня подготовки абитуриента на вступительном испытании по специальности «Современные методы и аппаратура физических измерений» можно ознакомиться здесь.