microbik.ru
1
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»


Согласовано





Утверждаю

Руководитель ООП

по направлению 200100

проф. А.И. Потапов




Зав. кафедрой приборостроения

проф. А.И. Потапов


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«Теоретические основы контроля технических
и природных объектов»

(наименование по рабочему учебному плану)


Направление подготовки: 200100 «Приборостроение»

Программа подготовки: «Приборы и системы горного и технического надзора и контроля»

Квалификация (степень) выпускника: магистр

Форма обучения: очная
Составитель: доцент Павлов И.В.


Санкт-Петербург

2012

1. Цель и задачи дисциплины

Цель преподавания дисциплины – приобретение магистрантами теоретических и практических знаний о современных конструкционных материалах, методах конструирования деталей и изделий из них, методах и приборах контроля запроектированных эксплуатационных параметров, как в процессе изготовления изделий, так и в процессе их эксплуатации. Отдельное внимание уделяется контролю качества и безопасной эксплуатации природных объектов, в том числе шахт, горных выработок, карьеров, нефтяных и газовых месторождений. В процессе достижения цели ведётся формирование общекультурных и профессиональных компетенций в области теории проектирования и расчёта вышеуказанных объектов, применения разнообразных физических полей для контроля их эксплуатационных характеристик, прогнозирования надёжности.

Задачи дисциплины – формирование у магистрантов устойчивых базовых знаний о характеристиках и классификация объектов контроля: веществах, материалах, изделиях, природной среде, приобретение сведений о физических и физико-химических свойствах веществ и изделий из них как объектов контроля, дефектах материалов, природной среды, методах и приборах их обнаружения.
2. Место дисциплины в структуре ООП

Курс «Теоретические основы контроля технических
и природных объектов» входит в состав специальных дисциплин профессионального цикла подготовки магистров по специальности «200100 «Приборостроение» и изучается магистрантами профиля подготовки: «Приборы и методы контроля качества и диагностики», в течение 1 семестра 2 курса. Для освоения курса обучающийся должен иметь высшее образование (квалификацию бакалавра или специалиста), обладать устойчивыми знаниями по Физике, Химии, Физическим методам получения информации и успешно закончить обучение по программе подготовки 1 курса магистратуры.
3. Требования к результатам освоения дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование у магистрантов следующих компетенций: ОК-21, ОК-23, ПК-1, ПК-2, ПК-5, ПК-7, ПК-13, ПК-20, ПК-23, ПК-28.

В результате изучения дисциплины будущий магистр должен:

Знать: физические явления и эффекты, положенные в основу разнообразных приборов контроля материалов и природной среды, основные этапы развития в России и за рубежом приборов создаваемых человеком для познания окружающей среды, добычи полезных ископаемых, обеспечения безаварийной работы разнообразных искусственных и естественных объектов из разнообразных материалов в условиях меняющихся климатических факторов.

Уметь: выбирать методы контроля технических и природных объектов, приборы для их применения и разрабатывать методики контроля конкретных изделий.

Владеть: навыками выбора приборов для решения конкретных задач контроля и методологией их применения на практике.

4. Объём дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоёмкость дисциплины составляет 4 зачётные единицы.

Вид учебной работы

Всего часов

Аудиторные занятия (всего)

51

В том числе:




Лекции

17

Практические занятия (ПЗ)

34

Семинары (С)

0

Лабораторные работы (ЛР)

0

Самостоятельная работа (всего)

57

В том числе:

Работа с литературой

57

Подготовка к экзамену

36

Вид аттестации (зачёт, экзамен)

экзамен

Общая трудоёмкость, час

144


5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Содержание раздела

1

Введение. Предмет курса и задачи его изучения

Понятие об основных этапах развития человечества, социальных и экономических предпосылках познания человеком окружающей природы. Роль контроля в жизни человека в разных социальных формациях и приборов в процессе познания и становления человека. Методология измерения и контроля технических и природных объектов и её изменение в процессе формирования и изменения производственных отношений и социальных формаций. Формирование специальной терминологии, применяемой в теории и практике контроля и технических измерений. Роль современных методов контроля и измерений в научных исследованиях и производственных процессах. Методологические основы научного познания через контроль технических и природных объектов.

2

Раздел 1. Предпосылки к созданию теоретических основ контроля технических и природных объектов от возникновения человечества и до нашего времени

Развитие техники как результат эволюции человечества. Изменение методологии применения методов и приборов контроля в зависимости от социально-политических условий. Первые приборы для познания природы. Учёные, внесшие значимый вклад в развитие теоретических и практических основ контроля технических и природных объектов

3

Раздел 2. Технические и природные объекты контроля и их классификация

Общая характеристика и классификация объектов контроля: веществ, материалов, изделий, природной среды. Вещества и их агрегатные состояния веществ: газы, жидкости, твердые вещества. Общие сведения о физических и физико-химических свойствах веществ как объектов контроля. Минерально-сырьевые ресурсы как объект контроля в процессе разведки, добычи и использования.

4

Раздел 3. Теоретические основы взаимодействия электромагнитных и акустических полей с материалами в конструкциях. Конструкционные материалы и их дефекты, ведущие к снижению реальной несущей способности

Теоретические основы взаимодействия электромагнитных полей рентгеновского, ультрафиолетового, видимого, инфракрасного радиоволнового диапазонов с веществом, взаимодействие акустических полей с веществом. Материалы, общие представления о структуре металлических и неметаллических материалов и их механических и химико-физических свойствах. Дефекты материалов в изделиях и способы их контроля. Дефекты технологического происхождения. Эксплуатационные дефекты в условиях статических и переменных нагрузок.

5

Раздел 4. Природная среда как объект контроля. Теоретические основы взаимодействия электромагнитных и акустических полей с объектами природной среды

Общая характеристика природной среды как объекта исследования. Теоретические основы взаимодействия электромагнитных и акустических полей с объектами природной среды. Использование разнообразных полей для разведки полезных ископаемых и безопасной эксплуатации месторождений. Природные и антропогенные экологические факторы. Антропогенные химическое и физическое (тепловое, электромагнитное, радиационное, вибрационное, акустическое и др.) загрязнения природной среды. Основные источники загрязнения. Нормирование загрязняющих веществ в воздухе, воде, почве. Контроль соблюдения норм загрязнения природной среды.

6

Раздел 5. Роль технических измерений, в формировании качества добываемых минерально-сырьевых ресурсов и промышленной продукции из них.

Понятие о качестве минерально-сырьевых ресурсов и промышленной продукции. Качество промышленной продукции, показатели качества, номенклатура показателей качества, показатели назначения, надежности, взаимозаменяемости, точности, стабильности и др. Квалиметрическая оценка качества продукции. Основные стадии формирования контроля и управления качеством.

7

Раздел 6. Общие сведения о методах и приборах контроля минерально-сырьевых ресурсов и промышленной продукции.

Разведка полезных ископаемых и приборы для её эффективного осуществления. Виды технического контроля. Измерения при контроле. Методики выполнения измерений. Выбор средств контроля. Источники погрешностей контроля. Условные вероятности ошибочных и правильных решений. Достоверность контроля. Характеристики выборочного контроля. Статистические методы контроля. Классификация методов контроля по признаку контролируемых свойств объекта. Общая характеристика методов аналитического контроля и методов неразрушающего контроля

8

Раздел.7. Практические рекомендации по применению приборов контроля природной среды и промышленных объектов

Области применения различных приборов и методов контроля, комплексное применение методов. Экономическая эффективность применения неразрушающего контроля. Организация контроля в производственных условиях и в процессе эксплуатации. Государственные и международные стандарты в области контроля природной среды, веществ, материалов и изделий. Закон о техническом регулировании.

9

Раздел.8. Физические величины, применяемые в технических измерениях и погрешности их определения

Физические величины, единицы величин, системы единиц физических величин. Размерности величин и единиц, анализ размерности. Классификация измерений, виды и методы измерений. Погрешности измерений, классификация погрешностей. Случайные и систематические погрешности. Типовые законы распределения погрешностей измерений. Численные характеристики погрешностей измерений, интервальные характеристики погрешностей. Погрешности прямых, косвенных и совокупных измерений.

10

Раздел.9. Принципы построения СИ для технических измерений и контроля

Классификация средств измерений (СИ). Принципы построения СИ. Типовые структурные схемы СИ и их элементы. Сигналы измерительной информации, временное и спектральное представление сигналов. Преобразование сигналов измерительной информации в СИ. Статические и динамические характеристики СИ, математические модели этих характеристик. Информационные характеристики СИ. Погрешности СИ в статике и динамике. Нормирование метрологических характеристик СИ. Методы повышения точности СИ. Обработка и представление результатов наблюдений. Оценивание результатов и погрешностей прямых, косвенных и совокупных измерений с многократными и однократными наблюдениями.

11

Раздел 10. Основы метрологии и метрологического обеспечения технических измерений

Предмет и задачи метрологии. Метрологическое обеспечение измерений. Закон РФ об обеспечении единства измерений. Государственная система обеспечения единства измерений. Передача размера единиц от эталона к образцовым и рабочим СИ. Градуировка, поверка СИ. Метрологическая служба.
Особенности метрологии средств контроля. Основные метрологические характеристики средств контроля.

12

Заключение

Роль дисциплины «Теоретические основы контроля технических и природных объектов» в формировании качества выпускаемой продукции и рационального природопользования. Связь дисциплины «Теоретические основы контроля технических и природных объектов» с другими дисциплинами курса


5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№п/п

Наименование

обеспечиваемых

последующих

дисциплин

№ № разделов дисциплины «Теоретические основы контроля технических и природных объектов», необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

Современные приборы и системы обеспечения горной и промышленной безопасности




+




+




+













2

Приборы и методы дистанционного контроля










+

+







+

+

+

3

Магистерская диссертация

+

+

+

+

+

+







+





5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Лекции

Прак.

зан.

Лаб.

зан.

Семин.

СРС

Всего

час.

1

Введение. Предмет курса и задачи его изучения.

0,5










3.5

4

2

Раздел 1. Предпосылки к созданию теоретических основ контроля технических и природных объектов от возникновения человечества и до нашего времени

1

«2







5

8

3

Раздел 2. Технические и природные объекты контроля и их классификация

2

2







3

7

4

Раздел 3. Теоретические основы взаимодействия электромагнитных и акустических полей с материалами в конструкциях. Конструкционные материалы и их дефекты, ведущие к снижению реальной несущей способности

2

4







3

9

5

Раздел 4. Природная среда как объект контроля. Теоретические основы взаимодействия электромагнитных и акустических полей с объектами природной среды

1

4







4

9

6

Раздел 5. Роль технических измерений, в формировании качества добываемых минерально-сырьевых ресурсов и промышленной продукции из них

2

4







8

14

7

Раздел 6. Общие сведения о методах и приборах контроля минерально-сырьевых ресурсов и промышленной продукции

2

4







8

14

8

Раздел.7. Практические рекомендации по применению приборов контроля природной среды и промышленных объектов

2

4







8

14




Раздел.8. Физические величины, применяемые в технических измерениях и погрешности их определения

2

4







5

11




Раздел.9. Принципы построения СИ для технических измерений

1

4







4

9




Раздел 10. Основы метрологии и метрологического обеспечения технических измерений

1

2







4

7




Заключение

0,5










1.5

2




Подготовка к экзамену













36

36


6. Лабораторный практикум (лабораторные работы не предусмотрены)
7. Практические занятия

Номер и название

раздела (темы)

Наименование практических занятий

Кол-во часов

Занятие №1

Раздел 1. Предпосылки к созданию теоретических основ контроля технических и природных объектов от возникновения человечества и до нашего времени.

Раздел 2. Технические и природные объекты контроля и их классификация

Работа 1.Изучение по предложенной литературе

вклада ведущих мировых учёных прошлых веков

в формирование современной базы теоретичес-

ких основ контроля технических и природных

Объектов.

Работа 2. Изучение по предложенной литературе

современных технических объектов контроля,

методик их расчёта на прочность, устойчивость,

долговечность и т.д.

4

Занятие №2

Раздел 3. Теоретические основы взаимодействия электромагнитных и акустических полей с материалами в конструкциях. Конструкционные материалы и их дефекты, ведущие к снижению реальной несущей способности

Работа 3. Ознакомление с основами дефектоско-

пии, структуроскопии, толщинометрии, интро-

скопии, дефектами металлических и неметалл-

лических конструкционных материалов в изде-

лиях и их влиянии на параметры изделий в про-

цессе изготовления и эксплуатации.

Работа 4. Ознакомление и изучение требований:

1. ГОСТ 23667-85. Контроль неразрушаю-

щий. Дефектоскопы ультразвуковые. Методы измерения основных параметров

2. ГОСТ 23702-90. Контроль неразрушаю-

щий. Преобразователи ультразвуковые.

Методы испытаний.

3. Работа с литературой под руководством преподавателя

4

Занятие №3

Раздел 4. Природная среда как объект контроля. Теоретические основы взаимодействия электромагнитных и акустических полей с объектами природной среды

Работа 5. Изучение основ рационального приро-

допользования, методов контроля объёмов

разведанных полезных ископаемых, определения

несущей способности пород в процессе их

разработки с целью предупреждения техноген-

ных катастроф.

4

Занятие №4

Раздел 5. Роль технических измерений, в формировании качества добываемых минерально-сырьевых ресурсов и промышленной продукции из них


Работа 6. Основные стадии формирования

контроля и управления качеством,

ознакомление и изучение требований:

1. ГОСТ 4.177-85. Система показателей качества продукции. Приборы неразрушающего контроля качества. Номенклатура показателей

2. ГОСТ 26656-85 Техническая диагностика. Контролепригодность. Общие требования

3. ГОСТ 18353 -79 Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов

4

Занятие №5 Раздел 6. Общие сведения о методах и приборах контроля минерально-сырьевых ресурсов и промышленной продукции

Работа 7. Виды технического контроля. Измере-

ния при контроле. Методики выполнения измере-

ний. Выбор средств контроля. Источники погрешностей контроля. Принятие решений по результатам контроля.

4

Занятие №6 Раздел.7. Практические рекомендации по применению приборов контроля природной среды и промышленных объектов


Работа 8. Области применения различных при-

боров и методов контроля, комплексное примене-

ние методов контроля. Ознакомление с конкрет-

ными контрольно-измерильными приборами, дефектоскопами, толщиномерами, структуроско-

пами, дальномерами и т.д. Организация контроля в производственных условиях и в процессе эксплуатации.

4

Занятие №7 Раздел.8. Физические величины, применяемые в технических измерениях и погрешности их определения

Работа 9. Государственные и международные стандарты в области контроля природной среды, веществ, материалов и изделий. Закон о техни-

ческом регулировании. Физические величины, единицы величин, системы единиц физических величин. Классификация измерений, виды и методы измерений. Погрешности измерений, классификация погрешностей.

4

Раздел.9. Принципы построения СИ для технических измерений

Работа 10. Принципы построения СИ. Типовые структурные схемы СИ и их элементы. Преобразование сигналов измерительной инфор-

мации в СИ. Нормирование метрологических характеристик СИ. Методы повышения точности СИ. Конструктивно-технологические, структурные, алгоритмические и комплексные методы повы-

шения точности СИ. Подготовка измерительного эксперимента. Технические измерения с однократными и многократными наблюдениями. Обработка и представление результатов наблюю-

дений. Оценивание результатов и погрешностей прямых, косвенных и совокупных измерений с многократными и однократными наблюдениями.

4

Занятие №9 Раздел 10. Основы метрологии и метрологического обеспечения технических измерений

Заключение

Работа 11. Предмет и задачи метрологии. Метрологическое обеспечение измерений. Закон РФ об обеспечении единства измерений. Государственная система обеспечения единства измерений. Основные метрологические характеристики средств контроля.

2



8. Примерная тематика курсовых проектов (работ) (курсовые работы не предусмотрены)


9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература

1.Бурдун Г.Д., Марков Г.Н. Основы метрологии. М.: Изд-во стандартов, 1985.

2. Неразрушающий контроль: справочник: в 7 т./под общ. ред. В.В. Клюева.-М.: Машиностроение, 2003.

3.Машиностроение: Энциклопедия. Том III-7. Измерения, контроль, испытания и

диагностика / Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1996.

4.Неразрушающий контроль. В 5 кн. / Под ред. В.В. Сухорукова. М.: Высш. шк.,

1992.

5. Фарзане Н.Г., Илясов Л.В. Технологические измерения и приборы: Учеб. для ву-

зов. М.: Высш. шк., 1989.

6. Контроль химических и биологических параметров окружающей среды / Под
б) дополнительная литература

7. Потапов. А. И. Контроль качества и прогнозирование надежности конструкций из композиционных материалов. - Л.: Машиностроение, 1980.

8. Основы научных исследований: учебник для техн. вузов /под ред. В. И. Крутова, В. В. Попова.  М.: Высш. школа, 2005.

Информационно-измерительная техника и технологии: Учеб. для вузов / В.И.

Калашников, С.В. Нефедов, А.Б. Путилин и др.; Под ред. Г.Г. Раннева. - М.: Высш. шк.,

2002. 454 с.

9. Методы и средства измерений/Г.Г. Раннев, А.П. Тарасенко. - М.: Издательский

центр Академия, 2003
в) программное обеспечение:

Microsoft Office, Statistica.
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: ресурсы Интернет.

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

а) Лаборатория кафедры «Приборостроение», оснащённая специализированными приборами, дефектоскопами, образцами исследуемых конструкций из металлических и неметаллических материалов, методическими материалами.

б) кафедральный компьютерный центр.
11.Технические и программные средства обеспечения дисциплины

11.1.Описание используемых приборов и компьютерных программ по разделам дисциплины

При реализации настоящей программы изучения дисциплины предусматривается использование активных форм проведения занятий (ознакомление и оценка известных приборов и систем и др.), программы, для ввода информации со специализированных приборов (дефектоскопов) в компьютер и обработки данных с построением таблиц, графиков, диаграмм по полученным данным.

11.2. Перечень расчётных программ

В ходе проведения практических занятий магистранты пользуются компьютерными программами расчёта конструкций на прочность, устойчивость, долговечность, компьютерной программой выбора средств дефектоскопии в зависимости от вида конкретных дефектов.

11.3. Перечень презентаций, фотографий и видеоматериалов

При изучении материала курса по всем разделам материал излагается в виде компьютерных презентаций, снабжённых видеофрагментами.

_____________________________________________________________________________
Разработчик:

кафедра «Приборостроение» доцент Павлов И.В.