Інформаційно-вимірювальні системи

Мета дисципліни: Метою вивчення дисципліни є надбання студентами знань і здобуття навичок з принципів аналізу інформаційно-вимірювальних систем  (ІВС), їх побудови та використання

Завдання дисципліни: 
– знати основні принципи побудови та функціонування інформаційно-вимірювальних  систем  (ІВС);
– розуміти загальні процеси, що виникають при функціонуванні ІВС;
– вміти практично розробляти та вибирати структури ІВС та її складові елементи.
*
*
Основні результати навчання
 
Знати і розуміти сучасні засоби інформаційно-вимірювальної техніки та методи їх побудови; 
моделювати та розробляти сучасні інформаційно-вимірювальні системи;
вміти здійснювати роботи з проектування засобів вимірювальної техніки, спираючись на теоретичні засади питань створення вимірювальної інформації в цифровій вимірювальній техніці та на теоретичні основи щодо інформаційних характеристик засобів вимірювальної техніки;
вміти застосовувати стандартні методи розрахунку при конструюванні модулів, деталей та вузлів засобів вимірювальної техніки та нестандартного вимірювального обладнання;
володіти термінологічною базою; 
розуміти науково-технічну документацію.

*
Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять
*
Л – лекційні заняття; 
ЛЗ – лабораторні заняття; 
СРЗ – самостійна робота здобувача вищої освіти; 
МКР – модульна контрольна робота; 
РГР – розрахунково-графічна робота
К – консультації викладача.
*
*
Тематика та види навчальних занять
*
1 тиждень
Л 1. Призначення, області застосування та основні ознаки ІВС. Класифікація ІВС за функціональною ознакою. Узагальнена структурна схема інформаційно-вимірювальної системи
ЛЗ 1. Моделювання узагальненої структурної схеми інформаційно-вимірювальної системи
СРС. К.
*
тиждень
Л 2. Вимірювальні системи (ВС). Принципи побудови ВС. Різновиди ВС. Області застосування та приклади практичної реалізації ВС. Телевимірювальні системи (ТВС). Принципи побудови та особливості ТВС. 
ЛЗ 2. Моделювання вимірювальних систем
СРС. К.
*
3 тиждень
Л 3. Системи автоматичного контролю (САК). Принципи побудови та особливості САК. Області застосування та приклади практичної реалізації САК
ЛЗ 3. Моделювання систем автоматичного контролю
СРС. К.
*
4 тиждень
Л 4. Системи технічної діагностики (СТД). Структури та алгоритми функціонування. Принципи побудови та особливості СТД. Області застосування та приклади практичної реалізації СТД
ЛЗ 4. Моделювання систем технічної діагностики
СРС. К.
*
5 тиждень
Л 5 Розпізнавальні вимірювальні системи (РВС). Структури та алгоритми функціонування. Принципи побудови та особливості РВС. Області застосування та приклади практичної реалізації РВС. Біометричні системи ідентифікації
ЛЗ 5. Моделювання розпізнавальних вимірювальних систем
СРС. К.
*
6 тиждень
Л 6. Основні схеми включення операційних підсилювачів: інвертуючий підсилювач, неінвертуючий підсилювач, диференційний підсилювач
ЛЗ 6. Моделювання інвертуючого, неінвертуючого та сумуючого підсилювачів на основі операційних підсилювачів
СРС. К.
*
7 тиждень
Л 7. Основні схеми включення операційних підсилювачів: диференцюючий підсилювач, інтегруючий підсилювач, логарифмуючий підсилювач, суматор. Вимірювальні підсилювачі на основі ОП в інтегральному виконанні
ЛЗ 7. Моделювання інтегруючого, диференцюючого підсилювачів на основі операційних підсилювачів
СРС. К.
МКР1.
*
8 тиждень
Л 8 Фільтри низьких частот (ФНЧ) та високих частот (ФВЧ). Амплітудно-частотна характеристика ідеального ФНЧ та ФВЧ. Схеми ФНЧ та ФВЧ на основі ОП. Амплітудно-частотна характеристика реальних ФНЧ та ФВЧ. Призначення ФНЧ та ФВЧ в інформаційних системах
ЛЗ 8 Моделювання активних фільтрів на основі операційних підсилювачів. Фільтри низької частоти. Фільтри високої частоти. 
СРС. К.
МКР 1
*
9 тиждень
Л 9. Смуговий (СФ) та режекторний (РФ) фільтри. Амплітудно-частотна характеристика ідеального СФ та РФ. Схеми СФ та РФ на основі ОП. Амплітудно-частотна характеристика реальних СФ та РФ. Призначення СФ та РФ в інформаційних системах
ЛЗ 9. Моделювання смугових та загороджувальних фільтрів.
СРС. К.
*
10 тиждень
Л 10.  Призначення та основні функції комутаторів. Основні типи комутаторів. Комутатори аналогових та цифрових сигналів. Принцип дії. 
ЛЗ 10. Моделювання комутаторів в інтегральному виконанні.
СРС. К.
*
11 тиждень
Л 11. Аналогові компаратори на основі операційних підсилювачів. Аналогові компаратори на основі спеціалізованих мікросхем. 
ЛЗ 11. Моделювання аналогових компараторів на основі операційних підсилювачів та аналогових компараторів на основі спеціалізованих мікросхем.
СРС. К.
*
12 тиждень
Л 12. Цифро-аналогові перетворювачі. Основні різновиди ЦАП. Принцип сумування струмів. Основні характеристики та параметри
ЛЗ 12. Моделювання цифро-аналогових перетворювачів
СРС. К.
*
13 тиждень
Л 13 Аналого-цифрові перетворювачі. Основні різновиди АЦП. Структури та принцип роботи АЦП. Основні характеристики та параметри
ЛЗ 13. Моделювання аналого-цифрових перетворювачів
СРС. К.

14 тиждень
Л 14 Використання мікроконтролерів для побудови ІВС. Організація мікропроцесорних систем. Типові структури мікропроцесорних систем. Поняття інтерфейса та його характеристики. Призначення інтерфейсів в ІВС.
ЛЗ 14. Моделювання резистивного мостового перетворювача з диференціальним підсилювачем і фільтром
СРС. К.
*
15 тиждень
Л 15 Побудова ІВС на основі 8-розрядних мікроконтролерів MCS-51. Побудова ІВС на на основі 32-розрядних мікроконтролерів STM32
ЛЗ 15. Моделювання п’єзоелектронного перетворювача з підсилювачем та інтегратором
СРС. К.
МКР 2.
**
Індивідуальна робота: розрахунково-графічна робота
 
Мета розрахунково-графічної роботи (РГР) - практичне закріплення знань основних принципів побудови та функціонування інформаційно-вимірювальних систем (ІВС); закріплення вмінь розробки та вибору структури ІВС та її складових елементів.
Тематика РГР періодично зазнає уточнення і коригування. 
На виконання РГР передбачено 30 годин самостійної роботи студента. 
 
*
Самостійна робота  

Складає 120 годин. 
Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт: 
1) підготовка до лекційних занять  – 15 годин; 
2) підготовка до лабораторних занять – 30 годин; 
3) підготовка та виконання РГР – 15 годин;
4) підготовка до екзамену – 30 год.
*
*
Процедура оцінювання
*
Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. 
Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних та лабораторних занять, виконують  2 модульні контрольні роботи. 
Модульні контрольні роботи №1, №2 виконуються у письмовій формі (у формі тестових запитань та практичного завдання).
Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 50 балів.

Семестровий модуль № 1
 
Оцінка за виконання лабораторних – максимально 20 балів. 
Термін надання виконаних робіт – до 7 тижня.
МКР1 – максимально 20 балів (7 тиждень)
Перескладання можливе протягом 8–10 тижнів за розкладом консультацій.
Підготовка та виконання РГР – 10 балів.

Семестровий модуль № 2

Оцінка за виконання лабораторних занять – максимально 20 балів. 
Термін надання виконаних робіт – до 14 тижня.
МКР2 – максимально 20 балів (15 тиждень).
Підготовка та виконання РГР – 10 балів.
 
Підсумковим контролем з дисципліни є усний екзамен. Оцінювання відбувається за 100-бальною системою. Іспит оцінюється за системою: «відмінно» – А (90-100 балів), «добре» – В, С (75-89 балів), «задовільно» – D, Е (60-74 балів), «незадовільно» – FX (30–59 балів). Оцінка «задовільно» виставляється за умови, якщо кількість помилок перебільшує норму, при якій може бути виставлена позитивна оцінка, або якщо виконано менше двох третин загального обсягу завдань білету. День і час іспиту / перескладання іспиту встановлює деканат.

Умови допуску до підсумкового контролю
*
До іспиту допускаються здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни не менш, ніж на 60 %. 
*
*
Політика освітнього процесу
*
Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності. 
Виконаний не свій варіант завдання здобувачем не оцінюється.
Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.
Відсутність здобувача на іспиті відповідає оцінці «0».
Складання/перескладання іспиту  – за встановленим деканатом розкладом.
Під час іспиту та лабораторних занять здійснювати телефонні дзвінки забороняється.
Заборонено використання будь-яких підручників, посібників, шпаргалок під час проходження модульних контролів та складання іспиту з дисципліни (дозволено використання тільки довідників.