Б2.В.ДВ.1.2 Анализ и обработка результатов исследований
Целью освоения дисциплины «Анализ и обработка результатов исследований» является обучение основам математического статистического анализа, обработки и преобразования светотехнической информации.
Задачи освоения дисциплины:
- познакомить с основными методами математической и статистической обработки информации в светотехнике;
- научить формулировать и решать задачи, связанные с математической обработкой информации в светотехнике.
- научиться применять основные методы математической и статистической обработки экспериментальных данных в светотехнике;
Краткое содержание дисциплины.
Введение в статистический анализ результатов исследований
Введение в курс. Основные статистические признаки и показатели. Средние величины. Разброс относительно среднего. Основы статистического анализа динамики.
Вариационные ряды
Распределение признака. Вариационные дискретные и интервальные ряды. Гистограмма, вариационная кривая и кумулята. Нормальное распределение признака. Понятие асимметрии и эксцесса кривых распределения. Нормализация экспериментальных данных.
Методы анализа и статистической обработки результатов исследований
Системный обзор и метаанализ. Принципы статистической обработки. Основы корреляционно-регрессионного анализа. Понятие сигнала. Шумы и помехи. Математическое описание сигналов. Классификация детерминированных и случайных сигналов. Обобщенные статистические характеристики приборов. Построение диаграмм. Представление графиков на рисунках. Требования к параметрам маркеров.
Оценка достоверности результатов исследований
Оценка степени достоверности результатов экспериментов. Репрезентативность выборки. Определение размера и структуры выборки. Ошибки. Классификация и природа ошибок. Достоверность и обобщаемость. Особенности сравнительной оценки результатов экспериментов. Доверительный интервал и доверительное отклонение. Программное обеспечение для статистической обработки результатов измерений.
Б2.В.ДВ.2.1 Фотометрия
Целью освоения дисциплины является изучение физических основ светотехнических величин, эффективных характеристик оптического излучения, моделей пороговой чувствительности органа зрения, правил сложения цветов и применения этих знаний при разработке осветительных приборов.
Задачи освоения дисциплины:
- познакомить с основными методами:
- преобразования излучения, определения спектральных и интегральных
- коэффициентов пропускания, отражения и поглощения света, характеристиками приемников оптического излучения, практическими колориметрическими системами, правилами и принципами расчета цветовых и яркостных характеристик источников излучения;
- применять полученные знания при проведении практических и лабораторных работ;
- пользоваться цветовыми атласами;
- проводить расчеты по аддитивному сложению цветов.
Краткое содержание дисциплины.
Введение
Понятия метрологии при регистрации излучения: фотометрия, колориметрия.
Основы, цель и задачи фотометрии
Основы физической фотометрии. Основы визуальной фотометрии. Фотографическая фотометрия. Фотометрические понятия и единицы. Основные законы фотометрии. Обработка изображений. Фотометрия звезд.
Измерение основных фотоэлектрических величин
Общие методы фотометрии. Объективные и субъективные измерения. Измерение освещенности. Измерение светового потока. Измерение силы света, измерение яркости. Измерение интегральных характеристик материалов. Спектральные измерения и их погрешности. Энергетические измерения. Цветовые измерения. Измерения яркостной и цветовой температур.
Методы измерений
Визуальные, спектральные и фотоэлектрические методы измерения цвета. Пирометрия излучения. Определение радиационной температуры. Фотометрия пламенная. Фотоэлектрическая импульсная фотометрия. Методика поверхностной фотометрии. Определение освещенности помещений естественным светом. Контроль исходных данных для расчета и проведения измерений освещенности
Приемники оптического излучения, используемые для фотометрии
Приемники оптического излучения, их свойства и характеристики. Типы приемников. Фотоэлементы. Схема включения фотоприемников. Пассивные фотоэлементы: фоторезисторы. Активные фотоэлементы: фотодиоды, фототранзисторы. Световодные фотоэлементы. Специальные фотоэлементы. Матричные фотоприемники, фотоматрицы на основе тепловых приемников. Современные разработки фотоприемников.
Приборы фотометрии
Основные физические светоизмерительные приборы. Спектральные приборы. Плазменные и дифракционные приборы. Светильники и лампы фотометрии. Преобразователи сигналов фотоприемников. Компараторы.
Оптические системы для фотометрии
Оптические системы фотометрических приборов. Типы многоэлементных систем. Многоспектральные ИК-системы излучения. Современные промышленные фотоприемные устройства (ФПУ). Фотоумножители. Применение оптических систем для расчета освещенности объектов. Использование фосфороскопа для измерения длительности послесвечения при фотолюминесценции.
Применение фотометрии в технике и биомедицине
Специфика оптических систем и приемников импульсных фотометров. Модели современных фотометров. Применение фотометра Люммера-Бродхуна. Фотометрия в науке и технике: тепловидение. Фотометрия в медицине: определение концентрации белка; измерение концентрации липидов крови.
Б2.В.ДВ.2.2 Измерительные приборы
Целью дисциплины является приобретение студентами знаний в области проведения измерений оптических параметров фотометрических приборов и систем.
Задачи дисциплины:
- познакомить с основными методами расчета и проектирования световых установок и приборов;
- научить формулировать и решать задачи, связанные с расчетом и проектированием световых установок и приборов.
- научиться применять основные методы расчета и проектирования световых установок и приборов.
Основное содержание дисциплины:
Физические основы приемников излучения
Понятия метрологии при регистрации излучения: фотометрия, колориметрия.
Применение фотометрических единиц на практике
Основы физической фотометрии. Основы визуальной фотометрии. Фотографическая фотометрия. Фотометрические понятия и единицы. Основные законы фотометрии. Обработка изображений. Фотометрия звезд.
Проведение расчетов по энергетическим и спектральным характеристикам источников света
Общие методы фотометрии. Объективные и субъективные измерения. Измерение освещенности. Измерение светового потока. Измерение силы света, измерение яркости. Измерение интегральных характеристик материалов. Спектральные измерения и их погрешности. Энергетические измерения. Цветовые измерения. Измерения яркостной и цветовой температур.
Изучение принципа работы пирометров
Визуальные, спектральные и фотоэлектрические методы измерения цвета. Пирометрия излучения. Определение радиационной температуры. Фотометрия пламенная. Фотоэлектрическая импульсная фотометрия. Методика поверхностной фотометрии. Определение освещенности помещений естественным светом. Контроль исходных данных для расчета и проведения измерений освещенности
Проверка работы различных типов фотоприемников
Приемники оптического излучения, их свойства и характеристики. Типы приемников. Фотоэлементы. Схема включения фотоприемников. Пассивные фотоэлементы: фоторезисторы. Активные фотоэлементы: фотодиоды, фототранзисторы. Световодные фотоэлементы. Специальные фотоэлементы. Матричные фотоприемники, фотоматрицы на основе тепловых приемников. Современные разработки фотоприемников.
Современные преобразователи и усилители оптических сигналов
Основные физические светоизмерительные приборы. Спектральные приборы. Плазменные и дифракционные приборы. Светильники и лампы фотометрии. Преобразователи сигналов фотоприемников. Компараторы.
Методы расчета освещенности объекта
Оптические системы фотометрических приборов. Типы многоэлементных систем. Многоспектральные ИК-системы излучения. Современные промышленные фотоприемные устройства (ФПУ). Фотоумножители. Применение оптических систем для расчета освещенности объектов. Использование фосфороскопа для измерения длительности послесвечения при фотолюминесценции
Сравнение моделей современных фотометров
Специфика оптических систем и приемников импульсных фотометров. Модели современных фотометров. Применение фотометра Люммера-Бродхуна. Фотометрия в науке и технике: тепловидение. Фотометрия в медицине: определение концентрации белка; измерение концентрации липидов крови.
Б2.В.ДВ.3.1 Основы светотехники
Целью освоения дисциплины является изучение физических основ светотехнических величин, эффективных характеристик оптического излучения, моделей пороговой чувствительности органа зрения, правил сложения цветов и применения этих знаний при разработке осветительных приборов.
Задачи освоения дисциплины:
познакомить с основными методами:
преобразования излучения, определения спектральных и интегральных
коэффициентов пропускания, отражения и поглощения света, характеристиками приемников оптического излучения, практическими колориметрическими системами, правилами и принципами расчета цветовых и яркостных характеристик источников излучения;
применять полученные знания при проведении практических и лабораторных работ;
пользоваться цветовыми атласами;
проводить расчеты по аддитивному сложению цветов.
Краткое содержание дисциплины.
Излучение оптической области спектра
Развитие научных представлений о свете. Энергетическая система единиц. Распределение потока излучения по спектру.
Фотоэлектрическое действие излучения
Внешний и внутренний фотоэффекты. Орган зрения как приемник оптического излучения. Модели пороговой чувствительности органа зрения. Аккомодация органа зрения. Палочковый аппарат глаза. Колбочковый аппарат глаза.
Относительная спектральная световая эффективность
Контрастная чувствительность. Темновая и световая зрительная адаптация. Общие положения и законы цветовосприятия. Теория цвета Ломоносова-Юнга-Гельмгольца. Методы измерения световых и энергетических величин. Эталоны силы света. Практические колориметрические системы.
Цветовые атласы
Равноконтрастные системы. Расчеты цвета и яркости. Аддитивное сложение цветов. Субтрактивное воспроизведение цвета. Цветовая система RGB. Цветовая система XYZ. Цветовая система  . Метод избранных ординат.
Б2.В.ДВ.3.2 Световые приборы
Целью дисциплины является обучение основам расчета и проектирования светотехнических установок и приборов, эстетики освещения и светотехнического дизайна.
Задачи дисциплины:
- познакомить с основными методами расчета и проектирования световых установок и приборов;
- научить формулировать и решать задачи, связанные с расчетом и проектированием световых установок и приборов.
- научиться применять основные методы расчета и проектирования световых установок и приборов.
Краткое содержание дисциплины.
Излучение оптической области спектра
Развитие научных представлений о свете. Энергетическая система единиц. Распределение потока излучения по спектру.
Фотоэлектрическое действие излучения
Внешний и внутренний фотоэффекты. Орган зрения как приемник оптического излучения. Модели пороговой чувствительности органа зрения. Аккомодация органа зрения. Палочковый аппарат глаза. Колбочковый аппарат глаза.
Относительная спектральная световая эффективность
Контрастная чувствительность. Темновая и световая зрительная адаптация. Общие положения и законы цветовосприятия. Теория цвета Ломоносова-Юнга-Гельмгольца. Методы измерения световых и энергетических величин. Эталоны силы света. Практические колориметрические системы.
Цветовые атласы
Равноконтрастные системы. Расчеты цвета и яркости. Аддитивное сложение цветов. Субтрактивное воспроизведение цвета. Цветовая система RGB. Цветовая система XYZ. Цветовая система . Метод избранных ординат.
Б2.В.ДВ.4.1 Телекоммуникационные системы
Целью дисциплины является изучение устройства, принципов действия и особенностей эксплуатации светотехнического оборудования и изделий.
Задачи дисциплины:
- познакомить с устройством, принципом действия и особенностями эксплуатации светотехнического оборудования и изделий, применяемых в медицине;
- овладеть особенностями устройства, принципов действия и эксплуатации светотехнического оборудования и изделий, применяемых в медицине.
- иметь понятие о способах передачи информации.
Краткое содержание дисциплины.
Виды телеметрических систем
Предмет и содержание курса. Задачи, решаемые телеметрическими системами. Принципы построения телеметрических систем. Классификация телеметрических систем. Обобщенная структурно-функциональная схема телеметрической системы. Достоинства и недостатки телеметрических систем. Основные параметры телеметрических систем. Дальность передачи информации. Требования, предъявляемые к телеметрическим системам.
Каналы и сети передачи данных
Назначение каналов и сетей передачи данных. Обобщенная схема каналов передачи данных. Виды и основные характеристики сетей передачи данных. Проводные линии. Характеристика электромагнитных излучений и место радиоканала в шкале электромагнитных излучений. Особенности излучения электромагнитных колебаний в свободном пространстве. Излучение радиоволн внутри проводящих сред. Условия передачи телеметрической информации по радиоканалу. Оптический канал передачи данных.
Съём телеметрической информации
Общие принципы съема и обработки телеметрической информации. Источники телеметрической информации. Методы регистрации параметров. Характеристики регистрируемых показателей в светотехнике и другой телеметрической информации. Сигналы и проблемы их телеметрической передачи. Подразделение сигналов по видам и типовые формы сигналов. Электрофизические характеристики светотехнических сигналов. Общие сведения об измерительных преобразователях. Датчики и их классификация. Проблемы преобразования телеметрической информации в цифровую. Контроллеры. Предварительная обработка телеметрической информации.
Передающая часть телеметрических систем
Условия передачи телеметрической информации. Типовые схемы телеметрических систем. Структурные схемы и задачи, решаемые одноканальными и многоканальными телеметрическими системами. Одноканальные и многоканальные радиопередатчики. Симметричное отведение сигнала и многоканальное отведение сигнала. Общие понятия об усилителях и классификация усилителей. Входные цепи подключения измерительных преобразователей. Усилитель на основе электронной лампы и полупроводниковых приборов. Модуляция несущей частоты. Общие понятия модуляции сигналов. Виды модуляции и критерии выбора типа модуляции. Устройство и элементы передатчиков телеметрических систем. Генераторы высокой частоты и модуляторы. Сумматоры напряжений модуляторов. Автоматические устройства предварительной обработки информации в передатчике. Типы и конструкции антенн.
Приемная часть телеметрических систем
Требования, предъявляемые к приемникам телеметрических систем. Общие сведения об устройстве приемников телеметрических систем. Типовые структурные схемы приемной части телеметрических систем. Демодуляция. Функциональная и принципиальная схемы радиоприемника. Сотовая связь. Устройства вывода и отображения информации. Регистраторы телеметрической информации.
Телеметрические системы наблюдения и мониторинга в светотехнике
Методы мониторинга в светотехнике. Телеметрические системы для передачи данных о состоянии светотехнической системы по проводным линиям связи. Структурная схема и основные характеристики. Общее устройство персональных компьютеров, предназначенных для регистрации и обработки телеметрической информации. Программные продукты и приложения для обработки телеметрической информации. Системы для длительного наблюдения за состоянием светотехнических устройств. Структурная схема систем. Области применения радиотелеметрических систем в светотехнике. Радиотелеметрические системы для наблюдения за состоянием светотехнических систем. Телекоммуникационные системы управления уличным освещением и иллюминацией. Обеспечение работы светотехнических систем управления дорожным движением. Системы сигнализации и освещения аэродромов.
Основные метрологические характеристики телекоммуникационных систем в светотехнике
Критерии количественной оценки телеметрической системы. Достоверность передачи информации телеметрическими системами в светотехнике. Искажения и ошибки в телеметрии. Помехи, возникающие при применении измерительных преобразователей и электродов. Помехи и искажения общего вида. Влияние шумов и помех на качество работы телеметрических систем.
|
