ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

                                                                                                                                                         

 

ГБПОУ ВО «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

                                                                                                                                                         

 

ЦИКЛОВАЯ МЕТОДИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ЦИКЛА СПЕЦИАЛЬНОСТИ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ И КОМПЛЕКСЫ, МАТЕМАТИЧЕСКИХ И ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ДИСЦИПЛИН

 

 

 

Методические указания

для обучающихся

для выполнения практических работ

по дисциплине

МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И

СЕРТИФИКАЦИЯ

                                                        

 

 

 

 

УДК 37.01

ББК 74.57+32.81

Б-43

 

Организация- разработчик:

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Воронежской области «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

 Разработчик:

Белоусов И.И., преподаватель государственного бюджетного профессионального образовательного учреждения Воронежской области «Воронежский государственный профессионально-педагогический колледж».

 

Рецензенты:

Дорохов С.В. – руководитель структурного подразделения информационных технологий ГБПОУ ВО «ВГППК»

 

Методические рекомендации для обучающихся для выполнения практических работ по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» для специальности: учеб. методическое пособие для обуч. / сост. : Белоусов И.И. - Воронеж : ВГППК, 2020. - с.

Данные указания предназначены для обучающихся ГБПОУ  ВО «ВГППК», специальности 44.02.06 Профессиональное обучение (по отраслям)

Рассмотрены на заседании цикловой методической комиссии профессионального цикла специальности компьютерные системы и комплексы, математических и естественнонаучных дисциплин

 

 

© Белоусов И.И.

ГБПОУ ВО « «Воронежский государственный

профессионально-педагогический колледж», 2020

 

 

Оглавление

Введение. 2

Практическая работа № 1. 3

Практическая работа № 2. 9

Практическая работа №3. 15

Практическая работа №4. 18

Литература. 22

 

 

Введение

Практические работы предназначены для усвоения материала теоретических занятий и изучения технических устройств СВТ.

Практические работы выполняются в кабинете информатики и информационных дисциплин на компьютерах с использованием программ виртуализации.

При проведении практических работ необходимо следовать правилам работы в лаборатории или кабинете и строго соблюдать правила техники безопасности.

Выполнение лабораторной работы включает три этапа:

1.      Сбор данных;

2.      Оформление отчета;

3.      Защита работы.

Сбор данных (согласно инструкции по выполнению работы)

Инструкция по выполнению работы включает следующие разделы:

№ практической работы;

Название;

Цель;

Оборудование;

Порядок выполнения.

Сбор данных выполняется в следующем порядке:

-                   Изучается инструкция по выполнению работы; уясняется цель работы и последовательность действий; уточняются у преподавателя непонятные моменты; подготавливаются необходимые таблицы;

-                   Выполняются действия согласно пунктам раздела «Порядок выполнения...». Основные действия и выводы конспектируются.

Данные конспектируются и затем заносятся в отчет.

Оформление отчета

Отчет оформляется индивидуально каждым обучающимся на листах формата А4 или в тетрадях. Разрешается печатать отчеты в текстовом процессоре Microsoft Office Word с последующей распечаткой на принтере, либо вручную аккуратным почерком, используя выделения подчеркиванием и цветом.

Отчет по каждой работе должен включать разделы:

1.      № работы (см. инструкцию по выполнению работ);

2.      Название работы (см. инструкцию по выполнению работ);

3.      Цель работы (см. инструкцию по выполнению работ);

4.      Оборудование (используемое в данной работе);

5.      Ход работы (упорядоченное изложение хода выполнения работы, выводы и данные по пунктам, заполненные таблицы).

Защита практической работы

Для защиты работы обучающийся должен:

•        представлять цель и порядок выполнения работы;

•        изучить практический и теоретический материал согласно вопросам к защите;

•        ответить на вопросы к защите и дополнительные вопросы по данной теме.

Защищенная работа подписывается преподавателем с указанием числа защиты работы.

Выполненные в полном объеме практические работы являются допуском к промежуточной или итоговой аттестации по дисциплине. Обучающиеся, не защитившие всех работ, к промежуточной или итоговой аттестации по предмету не допускаются.

 

 

Практическая работа № 1

Тема: Физические величины. Применение теории размерностей

         Цель работы: научить обучающихся пользоваться международной системой физических единиц и приобрести практические навыки применения теории размерностей.

Характер выполнения работы: каждый обучающийся выполняет работу индивидуально.

Краткие теоретическая сведенья

Общепринятые или установленные законодательным путём характеристики (меры) различных свойств, общих в качественном отношении для многих физических объектов (физических систем, их состояний и происходящих в них процессов), но в количественном отношении индивидуальных для каждого из них, называются физическими величинами.

Таким образом, под термином «физическая величина» понимают свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.

Количественным выражением этого свойства в объекте является размер физической величины, а числовой оценкой её размера – значение физической величины. Физическая величина, которой по определению присвоено числовое значение, равное единице, называют единицей физической величины.

В любой системе единиц существует лишь одна основная единица данной физической величины.

Международная система единиц (СИ) была принята в 1960г. на XI генеральной конференции по мерам и весам. В нашей стране данная система введена в действие с 1 января 1982г., в соответствии с ГОСТ 8.417 – 81 «ГСИ. Единицы физических величин».

В настоящее время она характеризуется как когерентная система единиц, состоящая из семи основных, двух дополнительных и ряда производных единиц, число которых не ограничено.

Основные и дополнительные единицы СИ приведены в табл. 1.

Производные единицы Международной системы единиц образуются из основных и дополнительных единиц СИ на основании законов, устанавливающих связь между физическими величинами, или уравнений по которым определяют физическую величину.

Единицы могут быть дольными и кратными от единиц СИ.

Кратной единицей называют единицу, которая в целое число раз больше системной или внесистемной единицы.

Дольной единицей называют единицу, которая в целое число раз меньше системной или внесистемной единицы.

Таблица 1

Единицы физических величин СИ

 

Все приставки пишутся слитно с наименованием основной единицы, к которой они присоединяются (килограмм, миллиметр). Присоединение двух и более приставок не допускается.

Для образования наименьших кратных и дольных единиц физических величин используют приставки изложенные в табл. 2.

Качественной характеристикой измеряемых величин является их размерность. Она отражает её связь с основными величинами и зависит от выбора последних.

Размерность обозначается символом dim, происходящим от слова dimension, которое в зависимости от контекста может переводится как размер, и как размерность.

Размерность основных физических величин обозначается соответствующими заглавными буквами. Для длины, массы, времени, например dim l = L; dim m = M; dim t = T.

Таблица 2

Множители и приставки для образования десятичных

кратных и дольных единиц и их наименований

 

 

При определении размерности производных величин руководствуются следующими правилами:

1. Размерность левой и правой части не могут не совпадать так как сравниваться между собой могут только одинаковые свойства, объединяя левые и правые части уравнений, отсюда можно прийти  к выводу, что алгебраически суммироваться могут только величины, имеющие одинаковые размерности.

2. Алгебра размерностей мультипликативна, т.е. состоит из одного единственного действия – умножения.

2.1. Размерность произведения нескольких величин равна произведению их размерностей. Так, если зависимость между значениями величин Q, A, B, C имеет вид Q = A    B   C, то dim Q = dim A   dim B   dim C

2.2. Размерность частного при делении одной величины на другую равна отношению их размерностей, Q = A/B, тоdim Q = dim A/dim B

2.3. Размерность любой величины, возведённой в некоторую степень, равна её размерности в той же степени, так, если

Q = An, то

dim Q =  dim A = dimn A

 

Например, если скорость определять по формуле V = l/t, то

dim V = dim l/dim t = L/T = LT-1

Если сила по второму закону Ньютона F = m   a, где a = V/t – ускорение тела, то

dim F = dim m   dim a = ML/T2 = LMT-2

Таким образом, всегда можно выразить размерность производной физической величины за размерность основных физических величин с помощью степенного одночлена dim Q = Lα   Mβ    Tγ, где L, M, T, … - размерности соответствующих основных физических величин; α, β, γ, … - показатели размерности. Каждый из показателей размерности может быть положительным или отрицательным целым или дробным числом, нулём. Если все показатели размерности равны нулю, то такая величина называется безразмерной. Теория размерностей повсеместно применяется для оперативной проверки правильности сложных формул. Если размерности правой и левой частей уравнений не совпадают, т.е. не выполняется правило 1, то в выводе формулы, следует искать ошибку.

Порядок выполнения работы

Охарактеризуйте общие правила конструирования систем единиц. Далее ознакомьтесь с основными и производными единицами системы СИ, с правилами написания обозначений единиц:

- обозначения единиц ставят после их числовых значений и помещают в строку с ними;

- в обозначениях единиц точку и знак сокращения не ставят;

- в буквенных обозначениях отношений единиц в качестве знака деления должна применятся только одна черта: косая или прямая. При применении косой черты обозначения единиц в числителе и знаменателе помещают в строку, произведение обозначений единиц в знаменателе заключают в скобки, например, Вт/(м2•К). Допускается вместо знака черты применять обозначения единиц в виде произведений единиц, возведённых в степени, Вт•м-2 •К-1.

Затем ознакомьтесь с принципом образования наименьших кратных и дольных единиц.

Задание для самостоятельного выполнения

По определяющим уравнениям выразить размерности физических величин:

1.                 скорость         V = l/t;

2.                 ускорение       a = V/t;

3.                 сила                 F = m•a;

4.                 плотность        ρ = m•V;      

5.                 давление          P = F/S;

6.                 работа              A = F•l;

7.                 мощность         P = A/t;

По размерности физических величин определить основные формулы и обозначить единицы измерений:

1.                 кинематическая вязкость                               L2T-1;

2.                 удельный вес                                                   L3M-1;

3.                 динамическая вязкость                                   L-1MT-1;

4.                 поверхностное натяжение                              MT-2;

5.                 магнитная проводимость                               L2MT-2I-2;                            

6.                 удельное электрическое сопротивление         L3MT-2I-2;

 

Контрольные вопросы

1.Каковы правила конструирования систем единиц?

2.Назовите основные и дополнительные единицы системы СИ?

3.Как образуются кратные и дольные единицы Международной системы единиц?

4.Что называют единицей физической величины?

5.Принципы образования производных единиц Международной системы?

6.Что такое физическая величина?

7.Что такое размер физической величины?

8.Какие единицы являются дольными, кратными от единиц СИ?

9.Что такое системные, внесистемные единицы?

10.Какие существуют правила написания обозначения единиц?

 

Практическая работа № 2

Тема: Расшифровка маркировочных знаков мониторов ПК

Цель работы.

·                   Изучить маркировочные знаки (МЗ) монитора ПК, проанализировать их, сделать выводы о достоинствах и недостатках.

 

Порядок выполнения работы.

1.Внимательно изучить маркировочные знаки монитора ПК.

2. Рассмотрев все маркировочные знаки определить:

a)  Марку, модель, год выпуска и страну-производителя;

b)  Знаки тестирования в различных лабораториях мира;

c)  Знаки безопасности от электромагнитного излучения;

d)  Страны, куда поставляется данная модель монитора.

3. Записать выводы относительно достоинств и недостатков мониторов.

Содержание отчета.

1.Наименование и цель работы

2. Подробный анализ всех МЗ монитора.

3. Вывод о достоинствах и недостатках монитора ПК.

4. Ответы на контрольные вопросы.

Краткие теоретические сведения

В соответствии с действующим законодательством информация для отечественного потребителя товара, наносимая изготовителем непосредственно на конкретные товары, этикетки, должна содержать следующие сведения:

1)  наименование товара;

2)   наименование страны-производителя;

3)  наименование фирмы-изготовителя (эта информация может быть дополнительно обозначена буквами латинского алфавита);

4)   основное или функциональное предназначение товара или область его применения;

5)   правила и условия безопасности хранения, транспортирования, безопасного и эффективного использования, ремонта, восстановления, утилизации, захоронения, уничтожения (при необходимости);

6)   основные потребительские свойства или характеристики;

7)   информацию об обязательной сертификации;

8)   товарный знак (товарную марку) изготовителя (при наличии);

9)   дату изготовления;

10)   штриховой код товара;

11)   юридический адрес изготовителя и (или) продавца;

12)   массу нетто, основные размеры, объем или количество;

13)   состав (комплектность);

14)   срок годности (или службы);

15)   обозначение нормативного или технического документа, по которому изготавливается товар (для товаров отечественного производства);

16)    информацию о добровольной сертификации (при наличии);

17)   информацию о знаке соответствия товара национальным стандартам (на добровольной основе);

18)   специфическую информацию для потребителя (при необходимости).

Пункты 1 — 10 являются обязательными для указания изготовителями и (или) продавцами.  В зависимости от вида технической сложности товара изготовитель вправе применить все или часть пунктов 11 — 18.

 Существует понятие «маркировка продукции знаком соответствия», которая представляет собой только изображение знака соответствия, нанесенного на продукцию, тару (упаковку), сопроводительную техническую документацию. Знак соответствия системы сертификации убеждает потребителя в надлежащем качестве товара и его безопасности, а также соответствии национальным стандартам. Наряду со знаком соответствия существует понятие «знак обращения на рынке», который указывает на соответствие товара техническому регламенту.

На основании Закона «О защите прав потребителей», постановления Правительства Российской Федерации «О маркировании товаров и продукции на территории России знаками соответствия, защищенными от подделок» и внесенных изменений в это постановление (№ 601, 1193 от 17.05 и 19.09.1997 г.)  На территории Российской Федерации введены  знаки  соответствия  для  маркировки  товаров,  подлежащих  обязательной  сертификации. Положения этих документов относятся как к производимой в России, так и к импортируемой продукции.

Следовательно продукция, поставляемая в Россию по импорту, должна обязательно иметь знак соответствия национальному (российскому) стандарту. Таким знаком соответствия является знак «Ростеста» (рис. 1.).

На сегодняшний день трудно представить себе специальность, где не используют персональные компьютеры (ПК).  Поэтому  целесообразно  рассмотреть  наиболее  рас-пространенные маркировочные знаки (МЗ) мониторов ПК.

Одним из признаков отличия компьютеров известных фирм от «подпольной» сборки является наличие  множества  маркировочных  знаков  соответствия  национальным и международным стандартам, а также знаков тестирования известных частных и получастных  (независимых)  компаний.  Эти  МЗ  размещают  не  только  на  самой  электронной аппаратуре, но и на соединительных кабелях, разъемах, а также на упаковке товара.

 

 

Рис. 1 Знак соответствия требования национальному (российскому) стандарту

Анализ МЗ монитора

1. Марка монитора

2. Модель монитора

3. Год выпуска, производитель

5. Знаки тестирования

6. Знаки безопасности от электромагнитного излучения

7. Страны-импортеры

8. Достоинства монитора

9. Недостатки монитора

 

Контрольные вопросы

1.                 Какие МЗ должны обязательно присутствовать на мониторе ПК?

2.                 Какие МЗ на изучаемом мониторе информируют пользователя о безопасности ПК?

3.                 Какие МЗ на заданном мониторе информируют пользователя о странах-экспортерах данного монитора?

4.                 Сколько сертификатов соответствия должен иметь ПК с выходом в Интернет?

5.                 Сколько СС должен иметь ПК без подключения к телефонной сети?

 

Практическая работа №3

Тема: Оценка погрешности измерений вольтметра, амперметра и мультиметра в цепях постоянного тока

Цель работы: приобретение навыков измерений основных параметров сигналов в цепях постоянного тока и оценка погрешности измерений простейших приборов – вольтметра, амперметра, мультиметра.

Теоретическая часть

Основными параметрами постоянного тока являются – ток и напряжение, для измерения которых используются амперметр и вольтметр, которые необходимо включать в режиме измерения DС.

Порядок выполнения работы

 Приступая к выполнению данной лабораторной работы, необходимо запустить программу ELECTRONICS WORKBENCH. После запуска она будет выглядеть следующим образом

Для работы необходимо загрузить схему исследования. При нажатии кнопки открывается окно, в котором курсором необходимо пометить файл

"из-мер_v_a.ewb" и нажать кнопку "Открыть". Появится схема, имеющая следующий вид:

 

 

 

 

 

 

 

Приведенная схема иллюстрирует возможности измерения параметров сигналов постоянного тока, формируемых источником постоянного напряжения.

Порядок выполнения работы

Провести схемотехническое моделирование по оценке погрешности вольтметра. - задать на источнике постоянного напряжения значения U= 0.12345в, 1.3568в, 10.133в, 10.146в, 11.161в, 50.123в, 100.08в, 100.02в, 110.18в, 120.24в (в соответствии с таблицей 1, N=10) - оценить абсолютную погрешность измерений вольтметра Δ по формуле Δ = Uизм - U, где Uизм - показание прибора, U – истинное значение измеряемой величины - оценить относительную погрешность измерений вольтметра δ% δ% = Δ / UN * 100% - результаты занести в таблицу

1.4. Провести схемотехническое моделирование по оценке погрешности амперметра - задать значение сопротивления R=1Ком - заменить в схеме вольтметр на амперметр - задать на источнике постоянного напряжения значения U= 0.13345в, 1.4568в, 10.153в, 10.156в, 11.171в, 50.163в, 101.08в, 102.02в, 113.18в, 122.24в (в соответствии с таблицей2, N=10) - рассчитать теоретическое значение тока в цепи по формуле I=U/R - оценить абсолютную погрешность измерений амперметра Δ - оценить относительную погрешность измерений амперметра δ%

                   Таблица 2

 

 

 

 

 

Сравнить погрешности ваттметра для обоих случаев.

Выводы. По результатам работы обучающийся должен научиться замерять основные параметры электрических сигналов постоянного тока, оценивать мощность по показаниям ваттметра, определять погрешность измерений, проводить сравнительный анализ по точности приборов.

 

Практическая работа №4

Тема: Оценка погрешности мультиметра при измерении сопротивления.

Цель работы: Приобретение навыков измерений основных параметров сигналов в цепях постоянного и переменного тока, оценка погрешности измерения сопротивления мультиметром.

Теоретическая часть

Мультиметр - единственный в Electronics Workbench стандартный прибор, предназначенный для измерения сопротивления. Для использования мультиметра в качестве омметра подсоедините его параллельно участку цепи, сопротивление которого нужно измерить. Чтобы избежать ошибочных показаний, схема должна иметь соединение с землѐй и не иметь контакта с источниками питания. Источники питания должны быть исключены из схемы, причем идеальный источник тока должен быть заменен разрывом цепи, а идеальный источник напряжения - короткозамкнутым участком.

Порядок выполнения лабораторной работы

1.1 Приступая к выполнению данной лабораторной работы, необходимо запустить программу ELECTRONICS WORKBENCH. После запуска она будет выглядеть следующим образом

 

1.2. Для работы необходимо загрузить схему исследования. При нажатии кнопки  открывается окно, в котором курсором необходимо пометить файл " измер_r.ewb" и нажать кнопку "Открыть". Появится схема, имеющая следующий вид:

Приведенная схема иллюстрирует возможности измерения сопротивления в цепи постоянного и переменного тока с помощью мультиметра.

2. Провести схемотехническое моделирование по оценке погрешности мультиметра в режиме омметра.

2.1. Измерения сопротивления участка R1 - подключить мультиметр параллельно сопротивлению R1, одновременно исключив из схемы источник питания - для использования мультиметра в качестве омметра на увеличенном изображении мультиметра нажать кнопку Ω и кнопку ( ) переключения в режим измерения постоянного тока. - задать значения сопротивления R1= 6.12345ом, 1.23456ом, 10.1335ом, 10.1461ом, 11.1617ом, 50.1236ом, 100.087ом, 100.028ом, 110.185ом, 120.244ом (Табл.1) - провести моделирование для каждого значения R1 таблицы 1, результаты измерения R1измер занести в таблицу - оценить абсолютную погрешность измерений Δ по формуле: Δ= RN - R, где RN - показание прибора, R – истинное значение измеряемой величины - оценить относительную погрешность измерений δ по формуле: δ% = Δ / RN * 100% - результаты занести в таблицу

2.2. Измерения сопротивления участка R2-R3 - подключить мультиметр параллельно участку сопротивлений R2-R3, одновременно исключив из схемы источник питания. - задать значения сопротивлений R2-R3 в соответствии с таблицей 2 - провести моделирование для каждой пары значений R2, R3 таблицы 1, результаты измерения Rизмер занести в таблицу - рассчитать теоретическое значение R по формуле 1 / R=1 / R2+1 / R3 130 - оценить абсолютную погрешность измерений Δ - оценить относительную погрешность измерений δ - результаты занести в таблицу

Таблица 2

Выводы. По результатам работы обучающийся должен научиться устанавливать различные режимы работы мультиметра, уметь замерять основные параметры электрических сигналов переменного тока, в частности сопротивление на различных участках цепи, оценивать погрешность измерений.

 

Литература

Основные источники:

1. З. А. Хрусталева. Метрология, стандартизация и сертификация, Практикум. Учебное пособие / З. А. Хрусталева. - М.: КНОРУС, 2013. - 176 с.

2. Нефедов В.И. Метрология и Радиоизмерения. Издание второе, переработанное. / Нефедов В.И. Москва "Высшая школа"2013, 526с.

3. С. А. Зайцев, Метрология, стандартизация и сертификация в энергетике, Серия: Среднее профессиональное образование, / А. Н. Толстов, Д. Д. Грибанов, Р. В. Меркулов. Издательство: Академия, 2014 г., 224 стр.

 

Дополнительные источники:

1.                 Атрошенко, Ю. К. Метрология, стандартизация и сертификация. Сборник лабораторных и практических работ : учебное пособие для прикладного бакалавриата / Ю. К. Атрошенко, Е. В. Кравченко. — Москва : Издательство Юрайт, 2020. — 176 с. — (Университеты России). — ISBN 978-5-534-01312-2.

2.                 Лифиц, И. М. Стандартизация, метрология и подтверждение соответствия : учебник и практикум для среднего профессионального образования / И. М. Лифиц. — 13-е изд., перераб. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2020. — 362 с.

 

Интернет-ресурсы:

1. Метрология, стандартизация и сертификация [электронный ресурс] // ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/437560 (дата обращения: 12.10.2020).

2 Метрология, стандартизация и сертификация [электронный ресурс] // ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/434719 (дата обращения: 12.10.2020).

 

Скачано с www.znanio.ru