Фонд оценочных средств
к программе
Государственной итоговой аттестации
по направлению
12.03.01 «Приборостроение»
Дисциплина: «Электроника и микропроцессорная техника»
Теоретические вопросы для проверки знаний.
Аналоговая часть
Электрические переходы. Свойства р-n – перехода. Смещение перехода в прямом и обратном направлениях. Выпрямительные диоды, конструкция, свойства, ВАХ и параметры, определяемые по ВАХ. Основные параметры выпрямительных диодов. Полупроводниковые стабилитроны, основные параметры, ВАХ идеальная и реальная расчет параметрического стабилизатора напряжения. Биполярные транзисторы, назначение, типы, классификация, режимы работы (режим отсечки, режим насыщения, активный режим, инверсный режим). Схемы включения биполярного транзистора с ОЭ. Входная и выходная ВАХ, основные формулы, характеристика схемы через H-параметры. Схемы включения биполярного транзистора с ОЭ. Входная и выходная ВАХ, основные формулы, характеристика схемы через H-параметры. Схемы включения биполярного транзистора с ОК. Входная и выходная ВАХ, основные формулы, характеристика схемы. Расчет усилительного каскада на транзисторе (входные и выходные ВАХ, построение линии нагрузки и т. д.). Выбор рабочей точки. Режимы работы А, В, АВ, С, В. Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом. Принцип работы, структура, обозначение в схемах, входная и выходная ВАХ, основные характеристики и параметры, схемы включения с ОС и ОИ. МДП (МОП) с индуцированным и встроенным каналом, структура транзисторов, обозначение, входные и выходные ВАХ, принцип работы, схемы включения ОС и ОИ. Параметры МДП транзисторов. Измерительные усилители. Основные параметры ОУ. Характеристики преобразования. Понятия ОС. ООС. Понятие о коэффициенте ОС, петлевом усилении, глубине ОС. Требования к ОУ. Построение ЛАЧХ ОУ. Основные схемы включения ОУ Инвертирующее и неинвертирующее включение ОУ (эквивалентная схема, формулы: приближенные, точные). Повторитель напряжения. Сумматор напряжения на ОУ. Схема измерительного усилителя на 3 ОУ с дифференциальным входом. Назначение фильтров, классификация фильтров по четырем признакам. Исходные данные для расчета фильтров. Схемы активных фильтров ФНЧ первого порядка (схемы: инвертирующая, неинвертирующая, передаточная функция, коэффициент передачи, частота среза, ЛАЧХ). Схемы активных фильтров ФВЧ первого порядка (схемы: инвертирующая, неинвертирующая, передаточная функция, коэффициент передачи, частота среза, ЛАЧХ). Полосно-пропускающий фильтр (ФПП) первого порядка с вещественными полосами (схема, ЛАЧХ, передаточная функция, частота среза, коэффициент усиления). Генераторы сигналов: «мягкий и «жесткий» режимы возбуждения. Генераторы синусоидальных колебаний с мостом Вина, мультивибратор. Таймеры: однотактный и многотактный таймер. Структурные схемы однотактного и многотактного таймера, принцип работы. Мультивибратор на основе интегрального таймера К1006ВИ1 схема, временная диаграмма и принцип работы, формулы, основные недостатки. Компараторы напряжения. Детектор нулевого уровня. Компаратор на основе ОУ.Цифровая часть:
НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?
-триггера и Т-триггера из синхронного JK-триггера. Регистры: параллельный регистр, последовательный регистр, кольцевой сдвигающий регистр, счетчик Джонсона. (функциональная схема, принцип работы). Счетчики: асинхронные счетчики, синхронные счетчики, синхронные счетчики с асинхронным переносом принцип построения и работы, назначение выводов. Четырехразрядный асинхронный двоичный счетчик (на примере микросхемы К555ИЕ5) (внутреннее строение, схема включения, таблица состояний и временные диаграммы работы микросхемы по mod16, по mod10). Формула, определяющая число, записанное в счетчик. Литература для подготовки:
Основная литература
Электроника и микропроцессорная техника: учебник / , – 6 изд. Стер. – М.: КНОРУС, 2013. – 800 с. – (Бакалавриат). , . Электроника и микропроцессорная техника. – 5 изд. – М.: Высшая школа, 2008. – 799 с. Новиков в цифровую схемотехнику/ М.: Интернет-Университете информационных технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. – 343 с. , Мирин электронные узлы измерительных и диагностических систем: учебное пособие / , ; Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. – Уфа, 2011. – 303 с. Гриф УМО. , «Функциональные электронные узлы измерительных и диагностических систем». Уфа: УГАТУ, 2009 - 302 с.Дополнительная литература
Волович, аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств / .— М. : Додэка-XXI, 2005 .— 528 с. : ил. ; 23 см.— Библиогр.: с. 527-528 .— ISBN 5-94120-074-9.Задания для оценки умений
Обратный ток полупроводникового диода при температуре T= … С равен I0 =…мкА. Определить сопротивление диода R постоянному току и его дифференциальное сопротивление rдиф при прямом напряжении Uпр =…. мВ.
№ варианта | Т, С | Обратный ток I0, мкА | Прямое напряжение Uпр, мВ |
1 | 47 | 1 | 212 |
Полупроводниковый диод имеет прямой ток I =… А при Uпр 1 = …В и Т=…°С. Определить: 1) Обратный ток I0, протекающий через диод; 2) дифференциальное сопротивление диода rдиф при прямом напряжении Uпр 2 =…В; 3) дифференциальное сопротивление диода rдиф при Uпр = 0 В.
№ варианта | Т, С | Прямой ток I, А | Прямое напряжение Uпр 1, мВ | Прямое напряжение Uпр 2, мВ |
1 | 25 | 0,3 | 0,2 | 0,1 |
Определить точность стабилизации напряжения
в схеме, приведенной на рис., если: 
=…В ± Δ.. В; 
=…кОм; 
=…кОм; дифференциальное сопротивление стабилитрона 
=…Ом. 
№ варианта |
|
|
|
|
1 | 12±2 | 2 | 1 | 20 |
=…В ± Δ.. В
, кОм
Ом
Ом
и балластное сопротивление 
, схема и ВАХ стабилитрона приведены на рис. Нагрузочная прямая задана в плоскости 
координатами […В, …мА], как показано на рис. Напряжение питания 
=…В. 
№ варианта | Координаты нагрузочной прямой | Напряжение питания |
1 | [4 В, 5мА] | 10 В |
и балластное сопротивление 
сли нагрузочная прямая на ВАХ стабилитрона задана координатами 
. Сопротивление нагрузки 
= …кОм. 
№ варианта | Координаты нагрузочной прямой | Сопротивление |
1 | [4 В, 5мА] | 1 |
= …кОм
и сопротивление нагрузки 
сли нагрузочная прямая на ВАХ стабилитрона задана координатами 
. Балластное сопротивление 
…кОм. 
№ варианта | Координаты нагрузочной прямой | Сопротивление |
1 | [18 В, 5мА] | 4 |
= …кОм
№ варианта | U1, В | U2, В | U3, В | U4, В | R1, кОм | R2, кОм | R3, кОм | R4, кОм | Rос, кОм |
1 | 2 | 3 | -4 | 2 | 1 | 2 | 1,5 | 3 | 2 |
№ варианта | U1, В | U2, В | R1, кОм | R2, кОм | R3, кОм | R4, кОм |
1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 1,5 | 3 |
Дисциплина: «Аналоговые измерительные устройства»
Теоретические вопросы для проверки знаний.
Приведите упрощенные структурные схемы электронных вольтметров постоянного тока и определите области их применения. Приведите упрощенные структурные схемы электронных вольтметров переменного тока и определите области их применения. Как выбираются пределы измерения вольтметра? Определите пределы измерения вольтметра в диапазоне измерения от 1mV до 300 V. Как можно преобразовать переменное напряжение в постоянное? Нарисуйте схемы: преобразователя амплитудных значений (ПАЗ), преобразователя средневыпрямленных (ПСЗ) и преобразователя действующих значений (ПДЗ). Приведите классификацию измерительных генераторов и их обозначения. Приведите блок-схему измерительного генератора низкой частоты. Какие типы задающих генераторов применяются в измерительных генераторах? В каких случаях целесообразно применять: RС и LС автогенераторы; генераторы на биениях? Приведите классификацию регистрирующих аналоговых измерительных приборов в зависимости от типа структурной схемы. Назовите типы измерительных схем наиболее широко применяемых в автоматических приборах. Какие функции выполняет обратный преобразователь в схемах автоматических приборов? Какие типы обратных преобразователей используются в автоматических приборах со статической и астатической характеристикой? Какие электронные приборы используются для наблюдения измерения и исследования формы сигнала и спектра? Что такое электронный осциллограф и анализатор спектра, каковы его достоинства? Нарисуйте и объясните структурную схему универсального электронного осциллографа. С какой целью в схемах применяются масштабные электрические измерительные преобразователи? Что такое шунт и добавочное сопротивление? В каком виде они выполняются, как подключаются и для чего служат? Какие методы измерения R, L, C используются при построении электронных измерителей сопротивления, индуктивности и емкости? Объясните их. Нарисуйте простейшую схему четырехплечевого моста переменного тока. Запишите условия равновесия моста. Что представляет собой индикатор равновесия моста на переменном и постоянном токе и какие функции он выполняет? Как можно измерить частоту сигнала и сдвиг фаз с помощью осциллографа? С помощью какого прибора можно измерить амплитуды гармонических составляющих несинусоидальных колебаний. Приведите структурные схемы анализаторов спектра. С помощью какого прибора можно измерить амплитуды гармонических составляющих несинусоидальных колебаний. Приведите структурные схемы анализаторов спектра.Литература для подготовки:
Мулик измерительные устройства: [учебное пособие для студ. Всех форм обучения, обуч. по направ. подготовки дипломир. специалиста (бакалавра) 65377 (200100.65)- «приборостроение», спец. 190900 (200106)- «Информационно-измерительная техника и технологии»]/ – Уфа: УГАТУ, 2013 г. – 170 с.; Дубов и средства измерений, испытаний и контроля: учеб. пособие: / , – Москва: КузГТУ (Кузбасский Государственный Технический Университет), 2011; Топильский измерительные преобразователи: / – Москва: Бином. Лаборатория знаний, 2013 – 493 с. Раннев и средства измерений: [учебник для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов 653700 "Приборостроение" специальности 190900 "Информационно-измерительная техника и технологии"]/ , - Москва: Академия, 2008 - 336 с. — <URL:http://www. library. ugatu. ac. ru/pdf/diplom/Rannev_metody_i_sredsytva_izmereniy_4_izd_2008.pdf>; Раннев и средства измерений: [учебник для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов 653700 "Приборостроение" специальности 190900 "Информационно-измерительная техника и технологии"]/ , - Москва: Академия, 2010 - 336 с. — <URL:http://www. library. ugatu. ac. ru/pdf/teach/Rannev_metod_i_sredstv_proizv_2010.pdf >; Мулик, и средства измерений: учебное пособие / ; ГОУ ВПО УГАТУ.— Уфа : УГАТУ, 2006 .— 54 с.; Приборы и устройства измерения электрических и магнитных величин: [учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 2001400 - Приборостроение]/ [и др.]; Волгоградский государственный технический университет - Волгоград: ИУНЛВолгГТУ, 2010 - 104 с. — <URL:http://www. library. ugatu. ac. ru/pdf/diplom/Pribory_i_ustrojstva_2010.pdf >; Демидова-Панферова, и примеры расчетов по электроизмерительной технике : [для электротехнических специальностей вузов] / -Панферова, , .— Москва : Энергия, 1977 .— 177 с.; Электрические измерения : [учебное пособие для студентов электротехнических специальностей вузов] / [и др.] ; под ред. .— М. : Энергоатомиздат, 1985 .— 416 с. ; 20 см.— Библиогр.: с. 410 (15 назв.) .— Предм. указ.: с. 411-413 .— 01.20.Задания для оценки умений
1. Определите удельный противодействующий момент одной спиральной пружины магнитоэлектрического механизма, если известно, что при токе I рамка с числом витков щ отклоняется на угол б°. Индукция в зазоре постоянного магнита B, а средняя активная площадь обмотки рамки s.
Вариант | I, мA |
|
| B, Тл | s, см2 |
1 | 5 | 17,5 | 45 | 0,09 | 4,4 |
2.Определите сопротивление шунта к магнитоэлектрическому милливольтметру, имеющему сопротивление R0 и ток полного отклонения I0, для получения амперметра с верхним пределом измерения I.
Вариант | R0, Ом | I0, мА | I, А |
1 | 2,78 | 26 | 25 |
3.На рисунке представлена уравновешенная мостовая цепь постоянного тока. Определите R1, если известно, что R2=100 Ом, R3=25 Ом, R4=50 Ом.
Вариант | RВ, кОм | I0, мА | U`, В |
1 | 30 | 3 | 600 |
5.Для измерения ЭДС Е в цепи схемы на рисунке использован вольтметр класса p 0,2 с верхним пределом измерения UN 3 В и внутренним сопротивлением Rв=1000 Ом. Определите относительную методическую погрешность измерения ЭДС, если R=100 Ом.
Дисциплина «Цифровые измерительные устройства»
Теоретические вопросы для проверки знаний.
Общее понятие об АЦП. Обобщенная структурная схема ЦИУ. Процессы дискретизации и квантования. Теорема Котельникова. Основные параметры ЦИУ. Классификация ЦИУ. Классификация АЦП. АЦП последовательного счета. АЦП последовательных приближений (поразрядного уравновешивания). Параллельные АЦП (АЦП считывания). Многоступенчатые АЦП. Конвейерные АЦП. Многотактные последовательно-параллельные АЦП. Интегрирующие АЦП (АЦП сравнения с пилообразным сигналом). Сигма-Дельта АЦП. Статические параметры АЦП. Динамические параметры АЦП. Классификация ЦАП. Параметры, характеризующие качество преобразования сигналов переменного тока. ЦИУ пространственного преобразования. ЦИУ линейных перемещений с кодовыми линейками и дисками. ЦИУ число-импульсного преобразования. Энкодеры. ЦИУ временного преобразования. Измерение интервалов времени, длительности импульсов. ЦИУ временного преобразования. Измерение интервала периода. ЦИУ временного преобразования. Измерение угла сдвига фаз. ЦИУ временного преобразования. Измерение частоты. Общее понятие о ЦИУ.Литература для подготовки:
1. Волович, Г. И. Cхемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств / . — М.: ДМК Пресс, 2011. – 528 с.
2.Воротников, устройства робототехнических систем: [учеб. пособие] / . – М.: Изд-во МГТУ им. , 2005. – 384 с.
3.Сергиенко, обработка сигналов: [учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению 210300 "Радиотехника"] / .— 3-е изд. — Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2011.— 756 с.
Задания для оценки умений
Рассчитайте приращение угла (в минутах или секундах), соответствующее единице младшего разряда кодовой комбинации, для кодовых дисков с числом двоичных разрядов N. Рассчитайте также линейный размер участка дорожки младшего разряда диска, кодированного натуральным N-разрядным двоичным кодом, если диаметр диска составляет D мм (младший разряд всегда располагается на периферии диска; старший – ближе к центру).Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
N | 10 | 12 | 14 | 16 | 20 |
D | 200 | 230 | 250 | 280 | 300 |
Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
N | 1 | 1,5 | 2 | 5 | 12 |
Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
N | 1 | 1,5 | 2 | 5 | 12 |
Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
N | 2 | 10 | 25 | 15 | 40 |
U | 50 | 80 | 110 | 150 | 220 |
Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
N | 2 | 10 | 25 | 15 | 40 |
U | 50 | 80 | 110 | 150 | 220 |
Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
N1 | 2 | 3 | 4 | 6 | 8 |
N2 | 8 | 6 | 8 | 3 | 2 |
Дисциплина: «Метрология, стандартизация и сертификация»
Теоретические вопросы для проверки знаний.
Дайте определение шкалы измерений. Перечислите типы шкал, охарактеризуйте их и приведите примеры. Какие виды измерений вы знаете? Дайте краткое описание каждого из них, приводя примеры их реализации на практике. Какие методы измерений вы знаете? Дайте краткое описание каждого из них, приводя примеры их реализации на практике. Приведите классификацию погрешностей с указанием классификационных признаков. В какой форме могут быть представлены результаты измерений? Как может быть установлен критерий ничтожно малой погрешности? Как проводится суммирование погрешностей результатов измерений? Перечислите точечные оценки законов распределений и дайте их характеристику. Что такое доверительный интервал и доверительная вероятность? Как они могут быть определены? Перечислите метрологические характеристики средства измерений и дайте их краткую характеристику. Что такое класс точности средства измерений? Как могут быть найдены пределы допускаемых погрешностей средств измерений? Приведите классификацию средств измерений. Дайте определение меры. Приведите классификацию средств измерений. Дайте определение измерительного преобразователя. Чем измерительный прибор отличается от измерительного преобразователя? Приведите классификацию средств измерений. Дайте определение измерительной установки, измерительной системы и измерительно - вычислительного комплекса. Что такое эталон единицы физической величины? Приведите классификацию эталонов и охарактеризуйте эталоны, указанные в ней. Что такое поверка? В каких условиях она проводится? Перечислите виды поверок? Что такое поверка? Приведите последовательность ее проведения. Что такое поверочная схема? Какими бывают поверочные схемы? Для чего она служит?Литература для подготовки:
1.Дегтярева , стандартизация и сертификация / - Москва:
КузГТУ (Кузбасский Государственный Технический университет), 2015;
2.Димов , стандартизация и сертификация: [учебник для студентов
вузов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров и магистров, и дипломированных специалистов в области техники и технологии] / - Санкт-Петербург [и др.]: Питер, 2013 - 496 с.
3.Коган система управления качеством продукции : учеб. Пособие: / , , - Москва: КузГТУ (Кузбасский Государственный Технический университет), 2012
Задания для оценки умений
Определите показания амперметра с верхним пределом измерения IN и имеющего N делений, если при измерении стрелка установилась на отметке M делений и запишите результат измерения, если класс точности амперметра P.Вариант | IN, А | N | M | P |
1 | 30 | 100 | 80 | 0,5 |
Сопротивление R составлено из сопротивлений R1, R2, R3 и R4, включенных так, как показано на рисунке. Математические ожидания сопротивлений известны и равны M1, M2, M3 и M4. Найдите MR и запишите результат косвенного измерения сопротивления R.
Вариант 1 |
| R1, Ом | R2, Ом | R3, Ом | R4, Ом |
100 | 150 | 200 | 250 | ||
M1, Ом | M2, Ом | M3, Ом | M4, Ом | ||
5 | 10 | 15 | 20 |
Частота генератора измерялась
раз. Получены следующие данные предварительных расчетов: среднее арифметическое значение частоты 
, среднеквадратическая погрешность выборки 
. Используя функцию Стьюдента, определить границы симметричного доверительного интервала 
для доверительной вероятности 
и записать результат. Вариант |
|
|
|
|
8 | 0,9 | 100 | 0,44 |
При поверке вольтметра с верхним пределом измерения ХN (В) в точках шкалы: Х1, Х2, Х3, Х4, Х5, Х6 (В) получили соответственно следующие показания образцового прибора: Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6 (В).
Определить: 1) абсолютные, относительные и приведенные погрешности в каждой точке шкалы вольтметра; 2) к какому классу точности можно отнести вольтметр по результатам поверки.
Вариант | ХN | Х1 | Х2 | Х3 | Х4 | Х5 | Х6 | Y1 | Y2 | Y3 | Y4 | Y5 | Y6 |
1 | 1 | 0,1 | 0,3 | 0,5 | 0,7 | 0,9 | 1 | 0,11 | 0,28 | 0,49 | 0,72 | 0,88 | 1,02 |
Погрешность измерения напряжения
распределена по нормальному закону, причем систематическая погрешность 
= … мВ, а 
=… мВ. Найдите вероятность того, что результат измерения 
отличается от истинного значения напряжения U не более чем на интервал Д. Вариант |
| Д, мВ |
|
1 | 0 | 50 | 30 |
, мВ
, мВ