2024-2025_02_03_01_2024_624_plx_Автоматизация измерительного эксперимента_Цифровые технологии
 
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Горно-Алтайский государственный университет»

(ФГБОУ ВО ГАГУ, ГАГУ, Горно-Алтайский государственный университет) 

 
кафедра математики, физики и информатики
Закреплена за кафедрой
рабочая программа дисциплины (модуля)
Автоматизация измерительного эксперимента
Учебный план
02.03.01_2024_624.plx

02.03.01 Математика и компьютерные науки

Цифровые технологии
 
зачеты 8
Виды контроля  в семестрах:
часов на контроль
8,85
самостоятельная работа
62,1
аудиторные занятия
36
Общая трудоемкость
Часов по учебному плану
3 ЗЕТ
Форма обучения
очная
Квалификация
бакалавр
108
в том числе:
 
Распределение часов дисциплины по семестрам
Семестр

(<Курс>.<Семестр на курсе>)

8 (4.2)
Итого
Недель
8 3/6
Вид занятий
УП
РП
УП
РП
Лекции
18
18
18
18
Лабораторные
18
18
18
18
Консультации (для студента)
0,9
0,9
0,9
0,9
Контроль самостоятельной работы при проведении аттестации
0,15
0,15
0,15
0,15
Итого ауд.
36
36
36
36
Кoнтактная рабoта
37,05
37,05
37,05
37,05
Сам. работа
62,1
62,1
62,1
62,1
Часы на контроль
8,85
8,85
8,85
8,85
Итого
108
108
108
108
 
 
УП: 02.03.01_2024_624.plx
стр. 2
 
Программу составил(и):
Ст.преподаватель, Николаева Е.Г.
 
 
Автоматизация измерительного эксперимента
Рабочая программа дисциплины
 
разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования - бакалавриат по направлению подготовки 02.03.01 Математика и компьютерные науки (приказ Минобрнауки России от 23.08.2017 г. № 807)
 
02.03.01 Математика и компьютерные науки
составлена на основании учебного плана:
 
утвержденного учёным советом вуза от 01.02.2024 протокол № 2.
 
Протокол от 11.04.2024 протокол № 8  

Зав. кафедрой И.о. зав.кафедрой Богданова Р.А.

кафедра математики, физики и информатики
Рабочая программа утверждена на заседании кафедры
 
УП: 02.03.01_2024_624.plx
стр. 3
 
Протокол от  __ __________ 2028 г.  №  __  

Зав. кафедрой И.о. зав.кафедрой Богданова Р.А.

кафедра математики, физики и информатики
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для

исполнения в 2028-2029 учебном году на заседании кафедры

 
 
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Протокол от  __ __________ 2027 г.  №  __  

Зав. кафедрой И.о. зав.кафедрой Богданова Р.А.

кафедра математики, физики и информатики
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для

исполнения в 2027-2028 учебном году на заседании кафедры

 
 
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Протокол от  __ __________ 2026 г.  №  __  

Зав. кафедрой И.о. зав.кафедрой Богданова Р.А.

кафедра математики, физики и информатики
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для

исполнения в 2026-2027 учебном году на заседании кафедры

 
 
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Протокол от  __ __________ 2025 г.  №  __  

Зав. кафедрой И.о. зав.кафедрой Богданова Р.А.

кафедра математики, физики и информатики
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для

исполнения в 2025-2026 учебном году на заседании кафедры

Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
 
 
 
стр. 4
УП: 02.03.01_2024_624.plx
 
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1
Цели: Знакомство с автоматизированными системами измерений
1.2
Задачи: Знакомство с основными элементами автоматизированных систем измерения

Приобретение опыта программирования автоматизированных систем измерения

 
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП
Цикл (раздел) ООП:
Б1.В.ДВ.04
 
2.1
Требования к предварительной подготовке обучающегося:
2.1.1
Физика
2.1.2
Численные методы
2.1.3
Функциональный анализ
2.1.4
Базы данных
2.1.5
Математическая статистика и случайные процессы
2.1.6
Математический анализ
2.1.7
Операционные системы
2.1.8
Архитектура ЭВМ
2.1.9
Алгебра
2.1.10
Дискретная математика и математическая логика
2.1.11
Технологии программирования
 
 
2.2
Дисциплины и практики, для которых освоение данной дисциплины (модуля) необходимо как предшествующее:
2.2.1
Выполнение и защита выпускной квалификационной работы
 
3. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
 
 
ПК-2: Способен искать нужные источники информации и данные, воспринимать, анализировать, запоминать и обрабатывать программный код информации с использованием цифровых средств, а также с помощью алгоритмов и программ с целью эффективного использования информации для решения профессиональных задач с учетом основных требований информационной безопасности
 
Знает способы и методы поиска, восприятия, хранения, анализа, передачи информации и данных, необходимых для решения поставленной задачи, с помощью цифровых средств, алгоритмов и прикладных программ
ИД-1.ПК-2: Знает способы и методы поиска, восприятия, хранения, анализа, передачи и обработки информации и данных, необходимых для решения поставленной задачи, с помощью цифровых средств, алгоритмов и прикладных программ
 
Владеет навыком практического поиска, восприятия, хранения, анализа, передачи информации и данных с помощью цифровых средств, алгоритмов и прикладных программ с целью решения поставленных задач
ИД-2.ПК-2: Имеет практический опыт поиска, восприятия, хранения, анализа, передачи и обработки информации и данных с помощью цифровых средств, алгоритмов и прикладных программ с целью решения поставленных задач
 
 
 
 
 
 
 
Наименование разделов и тем /вид занятия/
Литература
Часов
Компетен-

ции

Семестр / Курс
Код занятия
Инте

ракт.

Примечание
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
 
 
Раздел 1. Примерные темы лекций
 
стр. 5
УП: 02.03.01_2024_624.plx
 
1.1
1. Автоматизация измерений. Типовая структура автоматизированной измерительной системы (АИС) и ее элементы

2. Основы метрологии

3. Измерительные преобразователи.

4. Операционные усилители и схемы на их основе. Повторитель напряжения, сумматор, интегратор, дифференциатор, компаратор.

5. Аналого-цифровые преобразователи.

6. Микропроцессоры. Программно доступные регистры микропроцессоров. Организация памяти микропроцессоров.

7. Программирование микропроцессоров

8. Промышленные сети и сетевые интерфейсы.

9 . Виды сигналов. Особенности квантования сигналов. Цифровая обработка сигналов.

/Лек/

18
ИД-1.ПК-2
8
0
Вопросы к зачету
Л1.1Л2.1 Л2.2
 
 
Раздел 2. Примерные темы лабораторных работ
 
2.1
1. Датчики электрических и неэлектрических величин

2. Программирование модели лифта

3. Программирование модели светофора /Лаб/

18
ИД-1.ПК-2
8
0
Вопросы к лабораторным работам
Л1.1Л2.1 Л2.2
 
2.2
Подготовка к лабораторным работам /Ср/
62,1
ИД-1.ПК-2
8
0
Вопросы к лабораторным работам
Л1.1Л2.1 Л2.2
 
 
Раздел 3. Консультации
 
3.1
Консультация по дисциплине /Kонс/
0,9
ИД-1.ПК-2 ИД-2.ПК-2
8
0
 
 
Раздел 4. Промежуточная аттестация (зачёт)
 
4.1
Подготовка к зачёту /Зачёт/
8,85
ИД-1.ПК-2 ИД-2.ПК-2
8
0
 
4.2
Контактная работа /KСРАтт/
0,15
ИД-1.ПК-2 ИД-2.ПК-2
8
0
 
5. ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ
 
5.1. Пояснительная записка
1. Назначение фонда оценочных средств. Оценочные средства предназначены для контроля и оценки образовательных достижений обучающихся, освоивших программу учебной дисциплины

«Автоматизация измерительного эксперимента».

2. Фонд оценочных средств включает контрольные материалы для проведения текущего контроля в форме вопросов к лабораторным работам и итоговой аттестации в виде вопросов к зачету. 

 
5.2. Оценочные средства для текущего контроля
Контрольные вопросы к лабораторным работам

Лабораторная работа 1. Изучение датчиков тока и напряжения

1.Принципы действия и конструктивные особенности измерительного токового шунта и

делителя напряжений

2. Принцип действия и устройство трансформаторов тока и напряжения.

3.Принципы действия интегральных датчиков тока и напряжения

4. Погрешности датчиков тока и напряжения, методы их снижения

5. Процедура обработки данных измерений при их повторном проведении.

Статистическая погрешность.

Лабораторная работа 2. Изучение датчиков температуры

1.Принципы действия и конструктивные особенности термопар

 
стр. 6
УП: 02.03.01_2024_624.plx
 
2. Принцип действия и устройство металлических и полупроводниковых терморезисторов.

3.Принципы действия инфракрасных пирометров

4. Погрешности датчиков температуры, методы их снижения

5. Процедура обработки данных измерений при их мониторинге температуры

Лабораторная работа 3. Изучение основ работы с контроллером S7-1200

1. Микроконтроллеры.

2.Основные элементы ПЛК S7-1200, его характеристики

3. Основы программирования ПЛК S7-1200. Языки LAD/STL/FBD

4. Управление контактами в LAD

5. Управление таймерами

6. Управление счетчиками

.Лабораторная работа 4. Реализация системы управления лифтом

1. Управление шаговым двигателем

2. Поучение информации с датчиков этажей

3. Обработка информации с клемм вызова

Критерии оценки:

- оценка «зачтено» выставляется студенту, если студент ответил на контрольные

вопросы, выполнил лабораторную работу и оформил отчет ,

- оценка «не зачтено» выставляется студенту, если студент не смог ответить на

контрольные вопросы, либо не выполнил лабораторной работы и не оформил отчет

 
5.3. Темы письменных работ (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Письменные работы при реализации дисциплины не предусмотрены
 
5.4. Оценочные средства для промежуточной аттестации
Вопросы к зачету

1. Цели и задачи автоматизации (научные, технические, экономические, социальные)

2. Типовая структура автоматизированной измерительной системы (АИС) и ее элементы

3. АИС как часть автоматизированных систем контроля, информационно-измерительных

систем, информационно- управляющих систем и информационно-вычислительных

комплексов

4. Основы метрологии

5. Измерительные преобразователи.

6. Операционные усилители и схемы на их основе. Повторитель напряжения, сумматор,

интегратор, дифференциатор, компаратор.

7. Аналого-цифровые преобразователи.

8. Микропроцессоры. Программно доступные регистры микропроцессоров. Организация

памяти микропроцессоров.

9. Программирование микропроцессоров

10. Промышленные сети и сетевые интерфейсы.

11. Виды сигналов. Особенности квантования сигналов.

12. Цифровая обработка сигналов.

Критерии оценки:

- оценка «зачтено» выставляется студенту, если студент грамотно ответил на вопрос,

построил необходимые чертежи и схемы, привел необходимые примеры,

- оценка «не зачтено» выставляется студенту, если студент не смог ответить на вопрос,

либо ответ был неполным и с ошибками

 
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
6.1. Рекомендуемая литература
 
6.1.1. Основная литература
 
Авторы, составители
Заглавие
Издательство, год
Эл. адрес
 
Л1.1
Сонькин М.А., Сонькин Д.М., Шамин А.А.
Микропроцессорные системы. Применение микроконтроллеров семейства AVR для управления внешними устройствами: учебное пособие
Томск: Томский политехнический университет, 2016
http://www.iprbookshop.ru/83972.html
 
6.1.2. Дополнительная литература
 
Авторы, составители
Заглавие
Издательство, год
Эл. адрес
 
стр. 7
УП: 02.03.01_2024_624.plx
 
Авторы, составители
Заглавие
Издательство, год
Эл. адрес
 
Л2.1
Болдырихин Н.В., Здоровцов Д.В., Манин А.А.
Микропроцессорные системы: методическое пособие по выполнению лабораторных работ
Ростов-на-Дону: Северо-Кавказский филиал Московского технического университета связи и информатики, 2014
http://www.iprbookshop.ru/61877.html
 
Л2.2
Овечкин М.В.
Электроника систем автоматического управления на основе микроконтроллеров семейства AVR: учебное пособие
Оренбург: Оренбургский государственный университет, ЭБС АСВ, 2016
http://www.iprbookshop.ru/69975.html
 
6.3.1 Перечень программного обеспечения
 
6.3.1.1
MS Office
6.3.1.2
Google Chrome
6.3.1.3
7-Zip
6.3.1.4
6.3.1.5
MS WINDOWS
6.3.1.6
Яндекс.Браузер
6.3.1.7
LibreOffice
6.3.1.8
Moodle
6.3.1.9
NVDA
6.3.1.10
РЕД ОС
6.3.1.11
Kaspersky Endpoint Security для бизнеса СТАНДАРТНЫЙ
 
6.3.2 Перечень информационных справочных систем
 
7. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
 
дискуссия
 
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Номер аудитории
Назначение
Основное оснащение
 
105 Б1
Лаборатория электроники, измерительной и микроконтроллерной техники. Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации
Генератор сигналов произвольной формы АКИП-3410/1 – 1 шт. Осциллограф смешанных сигналов АКИП-4130/1 – 1 шт. Осциллографы цифровые запоминающий АКИП-4115/1А – 10 шт. USB осциллографы, спектроанализатор, генератор АКИП-4107/1 – 2 шт. Регулируемые источники питания 36В 3А АКИП-1102 – 12 шт. Паяльные станции AT936b – 12 шт. Измеритель иммитанса АКИП-6101 – 1 шт. Мультиметры цифровые APPA 73 – 12 шт. Ноутбуки Lenovo – 13 шт. Генераторы сигналов специальной формы SFG-71003 – 6 шт. Посадочные места обучающихся (по количеству обучающихся), рабочее место преподавателя
 
201 Б1
Кабинет методики преподавания информатики. Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации. Помещение для самостоятельной работы
Маркерная ученическая доска, экран, мультимедиапроектор. Рабочее место преподавателя. Посадочные места обучающихся (по количеству обучающихся), компьютеры с доступом к Интернет
 
стр. 8
УП: 02.03.01_2024_624.plx
 
209 Б1
Компьютерный класс. Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации. Помещение для самостоятельной работы
Рабочее место преподавателя. Посадочные места обучающихся (по количеству обучающихся). Маркерная ученическая доска, экран, мультимедиапроектор, компьютеры с доступом в Интернет
 
9. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ОСВОЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Лабораторные работы являются основными видами учебных занятий, направленными на экспериментальное (практическое) подтверждение теоретических положений и формирование общепрофессиональных и профессиональных компетенций. Они составляют важную часть теоретической и профессиональной практической подготовки.

В процессе лабораторной работы как вида учебного занятия студенты выполняют одно или несколько заданий  под руководством преподавателя в соответствии с изучаемым содержанием учебного материала.

При выполнении обучающимися лабораторных работ значимым компонентом становятся практические задания с использованием компьютерной техники, лабораторно - приборного оборудования и др. Выполнение студентами лабораторных работ проводится с целью: формирования умений, практического опыта (в соответствии с требованиями к результатам освоения дисциплины, и на основании перечня формируемых компетенций, установленными рабочей программой дисциплины), обобщения, систематизации, углубления, закрепления полученных теоретических знаний, совершенствования умений применять полученные знания на практике.

Состав заданий для лабораторной работы должен быть спланирован с расчетом, чтобы за отведенное время они могли быть выполнены качественно большинством студентов.

При планировании лабораторных работ следует учитывать, что в ходе выполнения заданий у студентов формируются умения и практический опыт работы с различными приборами, установками, лабораторным оборудованием, аппаратурой, программами и др., которые могут составлять часть профессиональной практической подготовки, а также исследовательские умения (наблюдать, сравнивать, анализировать, устанавливать зависимости, делать выводы и обобщения, самостоятельно вести исследование, оформлять результаты).

Выполнению лабораторных работ предшествует проверка знаний студентов - их теоретической готовности к выполнению задания.

Формы организации студентов при проведении лабораторных работ: фронтальная, групповая и индивидуальная. При фронтальной форме организации занятий все студенты выполняют одновременно одну и ту же работу. При групповой форме организации занятий одна и та же работа выполняется группами по 2 - 5 человек. При индивидуальной форме организации занятий каждый студент выполняет индивидуальное задание.

Текущий контроль учебных достижений по результатам выполнения лабораторных работ проводится в соответствии с системой оценивания (рейтинговой, накопительной и др.), а также формами и методами (как традиционными, так и инновационными, включая компьютерные технологии), указанными в рабочей программе дисциплины (модуля). Текущий контроль проводится в пределах учебного времени, отведенного рабочим учебным планом на освоение дисциплины, результаты заносятся в журнал учебных занятий.

Объем времени, отводимый на выполнение лабораторных работ, планируется в соответствии с учебным планом ОПОП.

Перечень лабораторных работ в РПД, а также количество часов на их проведение должны обеспечивать реализацию требований к знаниям, умениям и практическому опыту студента по дисциплине (модулю) соответствующей ОПОП.

Самостоятельная работа обучающихся– это планируемая учебная, учебно-исследовательская, научно-исследовательская работа, выполняемая во внеаудиторное время по заданию и при методическом руководстве преподавателя, но без его непосредственного участия.

Объем самостоятельной работы определяется учебным планом основной профессиональной образовательнойпрограммы (ОПОП), рабочей программой дисциплины (модуля).

Самостоятельная работа организуется и проводится с целью формирования компетенций, понимаемых как способность применять знания, умения и личностные качества для успешной практической деятельности, в том числе:

- формирования умений по поиску и использованию нормативной, правовой, справочной и специальной литературы, а также других источников информации;

- качественного освоения и систематизации полученных теоретических знаний, их углубления и расширения по применению на уровне межпредметных связей;

- формирования умения применять полученные знания на практике (в профессиональной деятельности) и закрепления практических умений обучающихся;

- развития познавательных способностей, формирования самостоятельности мышления обучающихся;

- совершенствования речевых способностей обучающихся;

- формирования необходимого уровня мотивации обучающихся к систематической работе для получения знаний, умений и владений в период учебного семестра, активности обучающихся, творческой инициативы, самостоятельности, ответственности и организованности;

- формирования способностей к саморазвитию (самопознанию, самоопределению, самообразованию, самосовершенствованию, самореализации и саморегуляции);

- развития научно-исследовательских навыков;

- развития навыков межличностных отношений.

К самостоятельной работе по дисциплине (модулю) относятся: проработка теоретического материала дисциплины (модуля);подготовка к семинарским и практическим занятиям, в т.ч. подготовка к текущему контролю успеваемости 

 
стр. 9
УП: 02.03.01_2024_624.plx
 
обучающихся(текущая аттестация); подготовка к лабораторным работам; подготовка к промежуточной аттестации (зачётам, экзаменам).

Виды, формы и объемы самостоятельной работы обучающихсяпри изучении дисциплины (модуля) определяются:

- содержанием компетенций, формируемых дисциплиной (модулем);

- спецификой дисциплины (модуля), применяемыми образовательными технологиями;

- трудоемкостью СР, предусмотренной учебным планом;

- уровнем высшего образования (бакалавриат, специалитет, магистратура, аспирантура), на котором реализуется ОПОП;

- степенью подготовленности обучающихся.