Программа дисциплины Метрология и измерительная техника для образовательной программы «Инжиниринг в электронике»

1. Область применения и нормативные ссылки

• 
  Оригинальным образовательным стандартом НИУ ВШЭ по направлению подготовки магистра 11.04.04 «Электроника и наноэлектроника»;
  
• 
  Образовательной магистерской программой «Измерительные технологии наноиндустрии» направления подготовки 11.04.04 «Электроника и наноэлектроника»;
  
• 
  Рабочими учебными планами университета по направлению подготовки магистра 11.04.04 «Электроника и наноэлектроника», утвержденными в 2014 г.
  

2. Цели освоения дисциплины

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

• 
  Знать основные положения современной метрологии
  
• 
  Уметь проводить анализ условий измерений и выбирать средства измерений
  
• 
  Иметь навыки обработки результатов измерений
  

4. Место дисциплины в структуре образовательной программы

• 
  Метрология, стандартизация, сертификация
  

• 
  ПК1 СЛК – М3 СК-М3 Способен определять, транслировать общие цели в профессиональной и социальной деятельности.
  
  
  

• 
  Компьютерные измерительные технологии
  
• 
  Методы и средства измерения характеристик микроэлектронных приборов и элементов БИС
  
• 
  Неразрушающий контроль и диагностирование радиоэлектронных средств
  

5. Тематический план учебной дисциплины

6. Формы контроля знаний студентов

Критерии оценки знаний, навыков

7. Содержание дисциплины

Раздел 1 Введение. Метрология как наука и как область практической деятельности. Основные термины и определения метрологии

Современное состояние науки о метрологии. Определения физической величины, измерения физической величины. Система единиц физических величин. Основное уравнение измерений.

Раздел 2 Правовые основы обеспечения единства измерений

Раздел 3 Основные характеристики измерений. Классификация измерений

Принципы измерений. Классификация методов измерений. Методы непосредственной оценки и методы сравнения. Классификация измерений.

Раздел 4 Средства измерений и их классификация. Основные характеристики средств измерений

Классификация средств измерений. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений.

Раздел 5 Погрешности результатов измерений и средств измерений. Классификация погрешностей. Обработка результатов измерений

Определение погрешности результата измерений и погрешности средства измерений. Классификация погрешностей измерений. Точечные и интервальные оценки результатов измерений.

Раздел 6 Измерение параметров электрических сигналов

Методы и средства измерения токов и напряжений. Измерение частоты периодических электрических сигналов. Измерение сдвига фаз.

Раздел 7 Измерение параметров радиоэлементов

Измерение электрического сопротивления резисторов, емкости конденсаторов и индуктивности катушек индуктивностей.

Раздел 8 Осциллографические измерения. Спектральный анализ сигналов

Принципы действия осциллографа и анализаторов спектра. Измерение параметров сигналов с помощью осциллографа. Измерение спектра сигналов и коэффициента нелинейных искажений.

8. Оценочные средства для текущего контроля и аттестации студента

8.1. Тематика заданий текущего контроля

1. 
   Обеспечение единства измерений.
   
2. 
   Классификация измерений.
   
3. 
   Классификация средств измерений
   
4. 
   Основные типы шкал измерений.
   
5. 
   Практическое применение шкал наименований.
   
6. 
   Шкалы порядка.
   
7. 
   Шкалы интервалов.
   
8. 
   Шкалы отношений.
   
9. 
   Абсолютная шкала.
   
10. 
    Промышленные шкалы измерения твердости материалов.
    
11. 
    Многомерные шкалы.
    
12. 
    Измерение цвета.
    
13. 
    Классификация эталонов.
    
14. 
    Уравнения связи между величинами.
    
15. 
    Основное уравнение измерений.
    
16. 
    Международная система единиц физических величин.
    

1. 
   Основы колориметрии.
   
2. 
   Использование квантовых эффектов для построения единиц физических величин.
   
3. 
   Фундаментальная и практическая системы единиц.
   
4. 
   Системы единиц и фундаментальные физические константы.
   
5. 
   Математические основы шкал измерений.
   
6. 
   Перспективы переопределения основных единиц СИ.
   
7. 
   Цифровые шкалы.
   
8. 
   Процедура градуировки.
   

2. Вопросы для оценки качества освоения дисциплины

1. 
   Основные термины и определения метрологии
   
2. 
   Правовые основы обеспечения единства измерений
   
3. 
   Основные характеристики измерений.
   
4. 
   Классификация измерений
   
5. 
   Средства измерений и их классификация.
   
6. 
   Основные характеристики средств измерений
   
7. 
   Погрешности результатов измерений и средств измерений.
   
8. 
   Классификация погрешностей измерений.
   
9. 
   Обработка результатов измерений
   
10. 
    Измерение параметров электрических сигналов
    
11. 
    Измерение параметров радиоэлементов
    
12. 
    Осциллографические измерения.
    

9. Порядок формирования оценок по дисциплине
(подробные методические рекомендации по формированию оценок по дисциплине приведены в приложении)

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

9.1. Базовый учебник

9.2. Основная литература

9.3. Дополнительная литература

11. Kenneth S. Shulz, David J. Whitnev. Measurement Theory in Action: Case Studies and Exercises.  2003.

12. Ifan Hughex, Thomas Hase. Measurements and their Uncertainties: A practical guide to modern error analysis.  OXFORD, 2010.

9.4. Справочники, словари, энциклопедии

9.5. Программные средства

9.6. Дистанционная поддержка дисциплины

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины

1. 
   Структура оценки по дисциплине согласно положению об организации контроля знаний:
   

2. 
   Таблица 1. Формирование оценки по дисциплине: если дисциплина читается 1 этап (модуль)
   
3. 
   

   Элемент оценки	Накопленная оценка				Итоговая оценка за экзамен/ зачет	Результирующая оценка за дисциплину (Выставляется в диплом)
   	Текущий контроль		Аудиторная работа (Лекции, практические занятия, семинарские занятия)	Самостоятельная внеаудиторная работа студентов
   Действия преподавателя	1	Выставление оценки в 10-балльной системе по каждой форме текущего контроля (эссе, контрольная работа, домашнее задание, реферат, коллоквиум)	Выставление оценки Оауд по 10-балльной шкале за аудиторную работу студента. ВАЖНО: в НИУ ВШЭ в рамках аудиторной работы не оценивается посещение лекций, семинарских занятий и практических занятий, а только работа студента. (Оценка выставляется только при решении преподавателя оценивать данный вид деятельности студента)	Выставление оценки Осам.работа по 10-балльной шкале за аудиторную работу студента. (Оценка выставляется только при решении преподавателя оценивать данный вид деятельности студента)	Выставление оценки за итоговый контроль (зачет/экзамен) в 10 балльной системе	1	Определение весов q1 и q2 (ВНИМАНИЕ, Сумма удельных весов должна быть равна единице: ∑qi = 1, при этом, 0,2 ≤ qi ≤ 0,8)
   	2	Определение весов ni (ВНИМАНИЕ, сумма ni =1)
   						2	Орезульт = q1·Оитог.контроль + q2·Онакопленная
   	3	Расчет оценки за текущий контроль Отекущий = n1·Оэссе + n2·Ок/р + n3·Ореф + n4·Окол + n5·Одз
   	Определение весов k1 k2 k3 (ВНИМАНИЕ, сумма ki =1, в случае, если преподаватель не учитывает аудиторную и самостоятельную внеаудиторную работу студентов, то k2 и k3 равны 0 (нулю), а k1=1).
   	Расчет накопленной оценки Онакопленная= k1* Отекущий + k2* Оауд + k3* Осам.работа
   Что получается в результате	Онакопленная*				Оитог.контроль	Орезультирующая*

   Формирование оценки по дисциплине, если она читается несколько этапов (модулей) поясним на примере дисциплины читаемой 3 этапа (таблица 2).