Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Московский государственный университет геодезии и картографии»
Утверждаю
И.о. ректора МИИГАиК
Бутко Е.Я.
«……» _______________
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Б.1.В.ДВ.6.1 Тепловизионные системы
Направление подготовки 12.04.02-Оптотехника
|
Профиль подготовки: нет
|
Квалификация (степень) выпускника: магистр
|
Факультет Оптико-информационных систем и технологий
|
Кафедры потребители: кафедра прикладной оптики, кафедра конструирования и технологии оптических приборов
|
Кафедра-разработчик рабочей программы: оптико-электронных приборов
|
|
Семестр
|
Общий объем курса, час.
|
Лекций,
час.
|
Практичес занятий,
час.
|
Лаборат. работ,
час.
|
СРС,
час.
|
Форма контроля
Экз./зачет
|
3
|
108
|
|
30
|
|
78
|
Зачет,
контр. раб,
2 реф.
|
Москва 2015 г.
Аннотация рабочей программы
Излагаются сведения о принципах работы, методов проектирования и особенностях эксплуатации оптико-электронных тепловизионных систем (ОЭТС). Изучение дисциплины делится на две части. Задачи первой части заключаются в изучении особенностей структурных схем ОЭТС, показателей качества их работы, расчету основных критериев качества и конструктивных параметров ОЭТС.
Задачи второй части заключаются в изучении конструкций и типовых схем современных и перспективных ОЭТС, а также методов и аппаратуры для их исследований и испытаний, включая методы компьютерного моделирования ОЭТС.
Особое внимание уделяется ОЭТС третьего поколения (системам «смотрящего» типа). Значительное место занимают вопросы применения ОЭТС в различных областях науки и техники.
Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: практические и лабораторные занятия, самостоятельную работу студента, написание контрольной работы и 2-х рефератов.
Программой дисциплины предусмотрены следующие формы контроля: зачет и промежуточный контроль в форме приема контрольной работы и рефератов.
Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 час. Программой дисциплины предусмотрены практические и лабораторные занятия (30 час.), самостоятельная работа студента (78 час.).
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины являются формирование профессиональных компетенций в области тепловизионной техники и привитие навыков и умений для реализации первых этапов расчета и проектирования современных оптико-электронных тепловизионных приборов и систем (ОЭТС).
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Данная учебная дисциплина входит в учебный план направления подготовки 12.04.02-Оптотехника. Ей предшествует изучение дисциплин «Физика», «Основы оптики», «Электроника и микропроцессорная техника», «Источники и приемники оптического излучения», «Прикладная оптика» в рамках бакалаврской подготовки. На изучении данной дисциплины, как «предшествующей», базируются программа производственной практики и подготовка выпускной работы.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
владеть:
- способностью к анализу состояния научно-технической проблемы, технического задания и постановке цели и задач проектирования оптических и оптико-электронных приборов, систем и комплексов на основе подбора и изучения литературных и патентных источников (ПК-6)
- способностью к проведению технических расчетов по проектам, технико-экономическому и функционально-стоимостному анализу эффективности проектируемых приборов и систем, включая оценку инновационных рисков коммерциализации проектов (ПК-10)
- способностью к составлению технической документации, включая инструкции по эксплуатации, программы испытаний, технические условия и другие (ПК-11)
4. Структура и содержание дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 час.
Семестр
|
Номер недели
|
Раздел
дисциплины
|
Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов
и трудоемкость (в часах)
|
Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)
|
Лекции
|
Практ.
СеминарКолокв
|
Лаб. раб
|
Контр. раб.
|
СРС
|
33
|
11
|
Введение. Роль тепловидения в науке, технике, медицине. Структурные схемы современных ОЭТС, их классификация
|
-
|
1
|
Выдача тем рефератов
|
|
6
Подготовка рефератов
|
Текущий контроль на занятиях
|
33
|
22
|
Система критериев качества и показателей эффективности работы ОЭТС
|
-
|
-1
|
-
|
|
6
Подготовка рефератов
|
Текущий контроль на занятиях
|
33
|
33
|
Типовые оптические схемы ОЭТС
|
-
|
-
|
1
|
|
6
Подготовка рефератов
|
Текущий контроль на занятиях
|
33
|
44-5
|
Приемники излучения, используемые в ОЭТС
|
-
|
-
|
2
|
|
24
Подготовка рефератов
|
Текущий контроль на занятиях
|
33
|
66
|
Особенности электронного тракта ОЭТС
|
-
|
-
|
1
|
Контр. раб.
|
6
Подготовка рефератов
|
Текущий контроль на занятиях
|
33
|
77
|
Системы отображения информации
|
-
|
-
|
1
|
|
12
Подготовка рефератов
|
Текущий контроль на занятиях
|
33
|
88-10
|
Исследование и испытания ОЭТС, применяемых в военном деле, в медицине и биологии и др. отраслях
|
-
|
-
|
3
|
|
18
Подготовка к сдаче зачета и защите рефератов
|
Зачет, прием контр. работ и рефератов
|
5. Образовательные технологии и перечень ресурсов информационно- телекоммуникационной сети Интернет, необходимых для освоения дисциплины
При реализации настоящей программы изучения дисциплины «Тепловизионные системы» предусматривается использование активных форм проведения занятий (разбор конкретных ситуаций, в которых могут работать тепловизионные приборы, оценка известных приборов и систем в виде деловой игры и др.).
Самостоятельная работа студентов подразумевает изучение литературы по дисциплине, написание реферата, подготовку к контрольной работе, семинарам и защитам отчетов по лабораторно-расчетному практикуму, а также самоконтроль с помощью компьютерных программ.
Используется компьютерная программа КОМОС для расчета параметров и параметрического анализа ОЭТС.
Для проведения занятий по дисциплине используются лаборатории ЦНИИ «Циклон» и специализированная лаборатория филиала кафедры оптико-электронных приборов при ЦНИИ «Циклон», оснащенная мультимедийными средствами.
В рамках изучения дисциплины предусматривается посещение производственных подразделений ЦНИИ «Циклон», а также приглашение для чтения лекций и проведения семинаров ведущих специалистов этого предприятия.
Самостоятельная работа студента имеет следующие виды и трудоемкость:
- написание рефератов – 60 час.,
- подготовка к контрольной работе и зачету – 18 час.
Итого: 78 час.
http://www.knigafund.ru/books/112652, httpHYPERLINK "http://www.twirpx.com/file/162571/"://HYPERLINK "http://www.twirpx.com/file/162571/"wwwHYPERLINK "http://www.twirpx.com/file/162571/".HYPERLINK "http://www.twirpx.com/file/162571/"twirpxHYPERLINK "http://www.twirpx.com/file/162571/".HYPERLINK "http://www.twirpx.com/file/162571/"comHYPERLINK "http://www.twirpx.com/file/162571/"/HYPERLINK "http://www.twirpx.com/file/162571/"fileHYPERLINK "http://www.twirpx.com/file/162571/"/162571/
6. Критерии достижения результатов обучения по дисциплине. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Порядок проведения промежуточной аттестации по дисциплине
Вид работы
|
Тема работы
|
Перечень компетенций, получаемых студентом при выполнении данного вида работы
|
Реферат
|
Современные тепловизионные системы и их элементная база
|
ПК-6, ПК-10, ПК-11
|
Контр. раб.
Реферат
|
Критерии качества ОЭТС
Матричные приемники в ОЭТС
|
ПК-6, ПК-10, ПК-11
ПК-6, ПК-10, ПК-11
|
При проведении зачета преподаватель выдает студенту 2 вопроса из перечня контрольных тестов и вопросов, каждый из которых соответствует компетенциям, указанным в программе. При достаточно полном ответе оценкой при аттестации является «зачет».
Каждый вопрос или задание заканчивается ссылкой на источник – см. раздел 7 программы (часто с указанием номеров страниц – «с.» или разделов- «р.»), где содержится необходимая для ответа информация. В ряде случаев приводится ссылка «инд.», обозначающая необходимость использования конспекта лекций или приведения индивидуального мнения обучающегося о поставленном вопросе или проблеме.
Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и зачета по итогам освоения дисциплины
Нарисуйте структурные схемы ОЭТС 1-го, 2-го и 3-го поколений. - [1 - р.1.2]
Перечислите основные критерии качества ОЭТС. - [2-р.13.1, 1-р.4]
Перечислите критерии пространственного разрешения ОЭТС. - [1 - р.4.2.1]
Перечислите критерии энергетического разрешения ОЭТС. - [1-р.4.2.2]
Что такое энергетическая модель ОЭТС ? - [1 - р.5.1]
Какие составляющие потока (яркости) излучения на входе ОЭТС наиболее важны при энергетических расчетах ОЭТС? Одинаковы ли они при работе ОЭТС в спектральных диапазонах 3÷5 и 8÷14 мкм? . - [1- р.5,с.184]
Как ведется расчет ЭШРТ ? - [2 - р.13.1, 1- р.5.4]
В чем различие между ЭШРТ и МРРТ в ОЭТС? Как связаны между собой ЭШРТ и отношение сигнал-шум μ? Как связаны между собой ЭШРТ и МРРТ ? - [1 - р.4.2.3]
Назовите оптические материалы, применяемые в ОЭТС. - [7 - р.3.2, 1 - р.6.2]
Нарисуйте оптическую схему ОЭТС с охлаждаемым приемником. - [7 - р.3.1]
Каковы дифракционные оптические элементы, применяемые в объективах ОЭТС. - [1 - р.6.5]
Чем определяется динамический диапазон принимаемых сигналов (какими звеньями и элементами ОЭТС он определяется и почему)? - [1 - с.184]
Нарисуйте структурные схемы ОЭТС с матричными приемниками.- [1 - р.7.1]
Сравнить (достоинства и недостатки) ФПУ с накоплением сигналов (зарядов) и без накопления. - [1 - с.130]
Что мешает увеличивать частоту кадров в ОЭТС? - [1 - р.р.7.5.6, 10.2.2]
Что затрудняет увеличение формата ОЭТС ? . - [1 - р.р.7.7, 10.2]
От каких звеньев ОЭТС зависит ее энергопотребление? - [инд.]
Каковы специфические виды шумов свойственны МПИ, применяемым в ОЭТС ? - [1 - р.7.3]
Дайте сравнительную характеристику охлаждаемых и неохлаждаемых ФПУ. - [1 - р.7.4, 7.5]
Дайте сравнительную характеристику отдельных типов охлаждаемых ФПУ (КРТ, на барьерах Шоттки, ФКЯ). - [1 - р.7.4.4]
Как выборка сигналов в МПИ влияет на работу ОЭТС? - [ 1 - р.9.2]
Нарисуйте структурную схему электронного тракта ОЭТС с МПИ. - [1 - р.10.1]
Назовите виды испытаний ОЭТС. - [1 - р.12]
Способы определения геометрооптических и энергетических параметров и характеристик ОЭТС. - [1 - р.12]
Каковы специфические виды шумов свойственны МПИ, применяемым в ОЭТС ? - [2-р.5.9, 9-7.3]
Какие параметры ОЭТС зависят от параметров и характеристик наблюдаемых целей и фонов ? Почему ? - [1 - р.р.4.3, 7.7]
Что ограничивает снизу и сверху время накопления сигналов в ФПУ и во всей ОЭТС ? - [1 - р.10.2.1]
Как работают двух- и многодиапазонные ( многоспектральные ) ФПУ ? - [7 - р.р.4.2, 4.3, 1 - р.7.6]
Перечислите основные требования к охлаждающим устройствам ФПУ ОЭТС. - [1 - р.7.8]
Назовите основные типы неохлаждаемых приемников. Что такое микроболометр? - [2 - р.р.5.7, 6.9, 1 - р.7.5]
Какие дополнительные факторы (по сравнению с визуальной оптической системой, например, зрительной трубой) влияют на качество конечного изображения (на выходе системы отображения) ? (во всех звеньях ОЭТС). - [1 - инд.]
Перечислите достоинства и недостатки приборов ночного видения на ЭОПах. - [1 - р.8]
Перечислите достоинства и недостатки пировидиконов. - [1 - р.8.3]
Что такое микросканирование ? - [1 - р.9.3]
Как производится коррекция неоднородности элементов МПИ и ФПУ ? - [1 - р.10.5]
Перечислите основные требования к системам отображения (дисплеям, мониторам) ОЭТС. - [1 - р.11]
Перечислите требования к компьютерным моделям ОЭТС. - [1 - р.13]
Нарисуйте структуру обобщенной компьютерной модели ОЭТС. - [1 - р.13]
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а)основная литература:
1. Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов. Учебник для вузов. – М.: Логос, 2011. – 568 с.
2. Тарасов В.В., Торшина И.П., Якушенков Ю.Г. Инфракрасные системы 3-го поколения. – М.: Логос, 2011. – 240 с.
3. Барский А.Г., Климков Ю.М., Солдатов В.П., Тарасов В.В., Торшина И.П., Фотиев Ю.А., Якушенков Ю.Г. Сборник контрольных вопросов по дисциплинам «Оптические и оптико-электронные приборы и системы», «Источники и приемники оптического излучения», «Лазеры», Проектирование оптико-электронных приборов», «Оптико-электронные следящие системы», «Тепловизионные системы» (уч. пособие для вузов). – М.: МИИГАиК, 2011. – 44 с.
б) дополнительная литература
4. Тарасов В.В., Якушенков Ю.Г. Двух- и многодиапазонные системы с матричными приемниками излучения. – М.: Логос, 2007.- 192 с.
5. Тарасов В.В., Якушенков Ю.Г. Введение в проектирование оптико-электронных приборов: системный подход. – М.: Логос, 2016. – 468 с.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы – компьютерная модель КОМОС и http://www.knigafund.ru/books/112652, httpHYPERLINK "http://www.twirpx.com/file/162571/"://HYPERLINK "http://www.twirpx.com/file/162571/"wwwHYPERLINK "http://www.twirpx.com/file/162571/".HYPERLINK "http://www.twirpx.com/file/162571/"twirpxHYPERLINK "http://www.twirpx.com/file/162571/".HYPERLINK "http://www.twirpx.com/file/162571/"comHYPERLINK "http://www.twirpx.com/file/162571/"/HYPERLINK "http://www.twirpx.com/file/162571/"fileHYPERLINK "http://www.twirpx.com/file/162571/"/162571/
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для проведения занятий по дисциплине используются аудитории ЦНИИ «Циклон», оснащенные учебным телевидением, и специализированная лаборатория филиала кафедры оптико-электронных приборов при ЦНИИ «Циклон», оснащенная мультимедийными средствами.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению подготовки 12.04.02 «Оптотехника»
Автор д.т.н. Тарасов В.В., проф., д.т.н. Якушенков Ю.Г.
Рецензент(ы) – НУК РЛ-2 НИУ МГТУ им. Н.Э.Баумана
Зав. кафедрой, проф. Ю.Г.Якушенков
Программа одобрена на заседании методической комиссии и Совета ФОИСТ МИИГАиК от 09.11.2015 г. (протокол № 1)
Председатель Совета и метод. комиссии, проф. И.П.Торшина
|
