(ФГБОУ ВО ГАГУ, ГАГУ, Горно-Алтайский государственный университет)
03.03.02 Физика
(<Курс>.<Семестр на курсе>)
Зав. кафедрой Богданова Р.А.
Зав. кафедрой Богданова Р.А.
исполнения в 2028-2029 учебном году на заседании кафедры
Зав. кафедрой Богданова Р.А.
исполнения в 2027-2028 учебном году на заседании кафедры
Зав. кафедрой Богданова Р.А.
исполнения в 2026-2027 учебном году на заседании кафедры
Зав. кафедрой Богданова Р.А.
исполнения в 2025-2026 учебном году на заседании кафедры
ции
ракт.
Работа № 2. Изучение датчиков температуры.
Работа № 3. Изучение бесконтактных конечных выключателей и индуктивного преобразователя перемещений.
Работа № 4. Изучение датчиков линейного перемещения.
Работа № 5. Измерение сопротивлений, емкостей. /Лаб/
Основные определения и термины: метрология, физическая величина, измеряемая физическая величина, размер физической величины. Абсолютная и относительная погрешности. Классификация и точность измерительных приборов, Государственные эталоны.
Тема 2.Общие сведения об измерительных приборах
Меры электрических единиц. Классификация приборов. Приборы непосредственной оценки и приборы сравнения. Приборы по степени защищенности от внешних полей и условий эксплуатации.
Тема 3.Измерительные механизмы приборов непосредственной оценки
Магнитоэлектрическая система. Электромагнитная система. Электродинамическая и ферродинамические системы. Индукционная и электростатическая системы
Тема 4. Приборы непосредственной оценки для измерения тока и напряжения
Схема включения амперметров и вольтметров. Шунты и добавочные сопротивления. Гальванометры магнитоэлектрической системы. Амперметры и вольтметры электромагнитной, электродинамической и ферродинамической систем.
Тема 5. Приборы сравнения для измерения напряжения и тока
Компенсационный метод измерения напряжения и ЭДС. Потенциометры. Измерение сопротивлений. Особенности измерения больших и малых сопротивлений. Омметры…
Тема 6. Аналоговые электронные приборы……….
Принципы построения аналоговых электронных вольтметров. Типы электронных вольтметров. Преобразователи напряжений. Осциллографы.
Тема 7. Измерение неэлектрических величин электрическими методами.
Параметрические и генераторные преобразователи Автоматизация измерений на базе ПК.
/Лек/
1. Погрешности при физических измерениях
2. Вероятность. Случайная величина. Наиболее распространенные законы распределения для непре¬рывных случайных величин.
3. Выборочный метод. Наилучшие точечные оценки для истинного среднего и среднеквадратического отклонения. Понятие о доверительном интервале. Нахождение довери- тельного интервала для неизвестного среднего по малой и большой серии измерений
4. Нахождение доверительного интервала для неизвестного среднеквадратического отклонения. Проверка отдельного результата измерений на промах.
5. Обработка результатов косвенных измерений
6. Объединение результатов независимых измерений. Приборные погрешности
7. Совместные наблюдения. Основы теории корреляции. Метод наименьших квадратов.
8. Корреляционная связь между качественными переменными
9. Проверка статистических гипотез о виде распределения и о средних значениях /Лек/
1. Погрешности при физических измерениях Оценка параметров резисторов в серии. Отбраковка выбросов
2. Оценка методических погрешностей при измерениях на высокочастотном измерителе индуктивностей и емкостей
3. Изучение статистических ошибок при измерении интенсивности космического излучения
4. Обработка результатов косвенных измерений
5. Косвенные измерения физических величин. Определение удельного сопротивления
6. Установление эмпирических зависимостей между физическими величинами. Исследование нелинейных элементов электрических цепей
7. Статистическая обработка результатов измерений физических величин на компьютере. Первичный анализ данных.
8. Корреляционно-регрессионый анализ данных на ПК.
9. Корреляционный анализ для ранговых величин /Лаб/
2. Фонд оценочных средств включает контрольные материалы для проведения текущего контроля в форме вопросов к лабораторным работ и промежуточной аттестации в форме вопросов к зачету.
Работа № 1. Изучение датчиков тока и напряжения
Трансформатор тока
Трансформатор напряжения
Электромагнитная система измерений
Магнитоэлектрическая система
Электростатическая система
Работа № 2. Изучение датчиков температуры.
Терморезисторы полупроводниковые и металлические
Термопары
Инфракрасный пирометр
Работа № 3. Изучение бесконтактных конечных выключателей и индуктивного преобразователя перемещений
Емкостные датчики
Индуктивные датчики
Магниточувствительные конечные выключатели
Оптический конечный выключатель
Ультразвуковой измеритель расстояния
Лазерный дальномер
Работа № 4. Изучение датчиков линейного перемещения
Оптический линейный энкодер
Магнитный линейный энкодер
Работа № 5. Измерение сопротивлений, емкостей
Методы измерений малых сопротивлений
Омметры и мегаомметры
Мостовая схема для измерения емкостей
Лабораторная работа №6 Погрешности при физических измерениях.
Виды погрешностей. Приборная погрешность
Статистическая погрешность. Среднее значение и стандартное отклонение. Ошибка среднего.
Выбросы. Процедура проверки на промах.
Репрезентативность выборки
Процедура проверки нормальности распределения в выборке
Лабораторная работа №7. Оценка методических погрешностей при измерениях на высокочастотном измерителе индуктивностей и емкостей
Схема установки и принцип ее действия
χ^2-распределение для значений оценок дисперсии
Лабораторная работа №8. Изучение статистических о шибок при измерении интенсивности космического излучения
Распределение Пуассона
Устройство и принцип действия установки.
Распределение случайной величины. Эмпирическая частота и теоретическая вероятность.
Лабораторная работа №9. Косвенные измерения физических величин. Определение удельного сопротивления
Схема установки и принцип ее действия
Погрешности при косвенных измерениях
Лабораторная работа №10. Статистическая обработка результатов измерений физических величин на компьютере
Операторы для расчета описательных статистик и визуализации данных в MATLAB
Операторы для построения гистограмм и проверки согласия с нормальным распределением в MATLAB
Операторы для расчета описательных статистик и визуализации данных в Ехсеl
Критерии оценки:
- оценка «отлично» выставляется студенту, если им были даны правильные ответы на все поставленные вопросы по выполнению лабораторной работы; твердо знает возможные виды и типы ошибок и умеет правильно обрабатывать, грамотно представлять полученные результаты.
- оценка «хорошо» выставляется студенту, если им были даны правильные ответы на все вопросы по выполнению лабораторной работы; твердо знает возможные виды и типы ошибок, но допускает некоторые погрешности при обработке и представлении полученных результатов.
- оценка «удовлетворительно» выставляется студенту, если им были даны правильные ответы не на все поставленные вопросы, испытывал затруднения при обработке и представлении результатов.
- оценка «неудовлетворительно» выставляется студенту, если студент не смог защитить результаты лабораторной работы.
Метрология.
Физическая величина.
Истинное и действительное значение физической величины.
Абсолютная и относительная погрешности.
Принципы и методы измерений.
.Средства измерения.
Измерительные системы.
Размерность физической величины.
Основные, дополнительные и производные единицы измерения СИ
Классификация и точность измерительных приборов.
Эталоны сравнения и рабочие эталоны.
Разработка новых эталонов единиц, основанных на новых физических принципах и эффектах.
Меры электрических единиц.
Приборы непосредственной оценки и приборы сравнения.
Магнитоэлектрическая система.Достоинства, недостатки и область применения магнитоэлектрических приборов.
Логометры.
Электромагнитная система.
Электродинамическая система.
Ферродинамическая система.
Индукционная система.
Электростатическая система.
Амперметры и вольтметры и схемы их включения.
Шунты и добавочные сопротивления.
Гальванометры и их типы.
Выпрямители.
Компенсационный метод измерения напряжения и ЭДС.
Потенциометры и их типы.
Измерение сопротивления методом амперметра и вольтметра
Особенности измерения малых и больших сопротивлений.
Аналоговые электронные приборы.
Аналоговые электронные вольтметры и их типы.
Преобразователи напряжений.
Цифровое кодирование.
Осциллографы и их типы.
Измерение неэлектрических величин электрическими методами.
Параметрические преобразователи и их типы.
Генераторные преобразователи и их типы.
Автоматизация измерений: основные понятия.
Автоматизация измерений на основе ПК
Погрешности в физическом эксперименте. Причины их появления. Виды погрешностей. Методы устранения погрешностей.
Приближенное число. Правило записи приближенных чисел Крылова-Брадиса. Правила округления. Правила приближенных вычислений.
Вероятность и ее свойства. Доверительная вероятность (надежность). Предельная довери-тельная погрешность. Доверительный интервал.
Случайная величина. Законы распределения случайной величины: функция распределе-ния, плотность распределения. Их свойства.
Числовые характеристики случайной величины: математическое ожидание, дисперсия, среднее квадратическое отклонение, квантиль. Их свойства.
Нормальный закон распределения, его свойства. Центральная предельная теорема.
Распределение Стьюдента и 2- распределение. Их свойства, примеры использования.
Выборка и ее характеристики.
Выборочное среднее как наилучшая оценка истинного значения измеряемой величины.
Среднее квадратическое отклонение как наилучшая оценка случайной погрешности при измерениях
Оценка истинного значения (истинного среднего) измеряемой величины по выборке большого объема (n > 30).
Оценка истинного значения (истинного среднего) измеряемой величины по выборке ма-лого объема (n < 30).
Определение необходимого числа измерений.
Нахождение доверительного интервала для неизвестного среднего квадратического от-клонения.
Промахи, их выявление и исключение при большом числе измерений (n>30).
Выявление и исключение промахов при малом числе измерений (n<30).
Погрешности при косвенных измерениях.
Объединение результатов неравноточных измерений.
Приборная погрешность. Метод рандомизации. Абсолютная, относительная, приведенная погрешность. Класс точности прибора. Ошибки отсчета.
Совместные измерения. Коэффициент линейной корреляции и его свойства. Уравнение линейной регрессии.
Корреляционное отношение, его свойства. Понятие о нелинейной корреляции.
Установление вида нелинейной зависимости. Метод наименьших квадратов.
Количественные и качественные данные. Основные типы шкал измерения. Ранг и ранжи-рование.
Коэффициент Спирмена и его свойства. Оценка ранговых корреляционных зависимостей.
Статистическая гипотеза. Статистический критерий. Уровень значимости. Ошибка первого и второго рода при проверке гипотезы. Основной алгоритм проверки статистических гипотез.
Проверка гипотезы о равенстве истинных средних в двух выборках..
Проверка статистических гипотез о виде закона распределения. Критерий χ^2. Оценка близости эмпирического и теоретического распределений. Проверка гипотезы о том, что экспериментальные данные подчиняются нормальному закону распределения.
Критерии оценки
"Зачтено с оценкой 3-5" - для сдачи теоретических основ измерения физических величин допускаются студенты, выполнившие и защитившие все лабораторные работы. Курс считается, усвоенным студентом (зачет), если студент правильно ответит на контрольные вопросы преподавателя
Оценка «не зачтено с оценкой 2», если студент не смог ответить на контрольные вопросы