Методическая разработка открытого урока по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация». Тема "Основы метрологического обеспечения"

Методическая разработка открытого урока

по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»

Тема: Основы метрологического обеспечения

Преподаватель: Н.А. Ливинская

Пояснительная записка

В данной методической разработке представлен открытый урок по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»

Тема урока: Основы метрологического обеспечения.

По данной теме в соответствии с рабочей программой проводится 1 занятие.

План открытого урока:

1. Организационный этап

2. Актуализация опорных знаний

3. Основной этап:

   1. Метрология как наука:

   2. Международная система физических единиц СИ и эталоны;

   3. Методы и средства измерений.

   4. Метрологические показатели измерительных средств

4. Заключительный этап.

Методическая цель занятия:

- применение активных методов обучения: организация дискуссии в малых группах, обсуждение задания совместно всей группой;

- эвристическая беседа;

- использование опережающего задания.

Образовательная цель: обеспечить усвоение знаний о предмете и объекте метрологии, об основных этапах развития метрологии; об основных и дополнительных единицах измерения СИ, методах и средствах измерения, о метрологических показателях средств измерения.

Развивающая цель:

- развивать умение анализировать, обобщать данные, сравнивать и делать вывод.

- способствовать развитию логического мышления.

Воспитывающая цель:

- воспитывать познавательный интерес к выбранной специальности;

- формировать позитивное отношение к процессу образования.

Организационная форма проведения занятия: комбинированный урок.

Средства обучения:

- учебная аудитория, оснащенная мультимедийным оборудованием;

- кроссворд;

- презентация по теме урока;

- раздаточный материал: карточки-задания , справочные таблицы.

Внутрипредметные связи

Ход учебного занятия

1. Организационный этап

Содержание:

- приветствие;

- особенности занятия.

Целью изучения дисциплины является формирование базовых знаний для получения профессиональных знаний и умений.

Дисциплина «Метрология, стандартизация и сертификация» является профессионально образующей, обеспечивающей квалификацию специалиста, базируется на знании дисциплин: «Математика», «Физика», «Инженерная графика», «Информатика».

После изучения темы «Основы метрологического обеспечения» обучающийся должен

уметь:

- приводить несистемные величины измерений в соответствие с действующими стандартами и международной системой единиц СИ;

знать:

- задачи метрологии;

- основные понятия и определения метрологии;

- терминологию и единицы измерения величин в соответствии с действующими стандартами и международной системой единиц СИ.

Содержание урока ориентировано на подготовку обучающихся к освоению профессиональных модулей по специальности и овладению профессиональными компетенциями:

ПК 1.2. Проводить контроль работ по монтажу и ремонту промышленного оборудования с использованием контрольно-измерительных приборов.

ПК 1.3. Участвовать в пусконаладочных работах и испытаниях промышленного оборудования после ремонта и монтажа.

ПК 1.4. Выбирать методы восстановления деталей и участвовать

в процессе их изготовления.

ПК 1.5. Составлять документацию для проведения работ по монтажу и ремонту промышленного оборудования.

ПК 2.3. Участвовать в работах по устранению недостатков,

выявленных в процессе эксплуатации промышленного оборудования.

ПК 2.4. Составлять документацию для проведения работ по эксплуатации промышленного оборудования.

А также овладению общими компетенциями (ОК):

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей

профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

1. Актуализация опорных знаний.

1. Основной этап

На данном уроке мы рассмотрим следующий материал:

1. Метрология как наука

2. Международная система физических единиц СИ и эталоны;

3. Методы и средства измерений.

4. Метрологические характеристики средств измерений.

В ходе занятия мы постараемся ответить на следующий проблемный вопрос: каким образом осуществление метрологического обеспечения влияет на качество производимой продукции?

1. Метрология как наука

Сегодня измерение и метрология пронизывают все сферы жизни.

С измерениями связана деятельность человека на любом предприятии. Инженеры промышленных предприятий осуществляющие метрологическое обеспечение производства должны иметь полные сведения о возможностях измерительной техники, для решения задач взаимозаменяемости узлов и деталей, контроля производства продукции на всех его жизненных циклах.

Метрология занимает особое место среди технических наук, т.к. метрология впитывает в себя самые последние научные достижения и это выражается в совершенстве ее эталонной базы и способов обработки результатов измерений. Метрология стала наукой, без знания которой не может обойтись ни один специалист любой отрасли.

В настоящее время метрология развивается по нескольким направлениям. Если еще в начале 20-го века под словом метрология понималась наука, главной задачей которой было описание всякого рода мер, применяемых в разных странах, то теперь это понятие приобрело гораздо более широкий научный и практический смысл, расширилось содержание метрологической деятельности.

• Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Предмет метрологии - измерения, их единство и точность.

Объекты метрологии – единицы величин, средства измерений, эталоны, методики выполнения измерений.

• Измерение - совокупность операций для определения отношения одной (измеряемой) величины к другой однородной величине, принятой за единицу, хранящуюся в техническом средстве (средстве измерений).

• Величина - это свойство чего-либо, что может быть выделено среди других свойств и оценено тем или иным способом, в том числе и количественно.

• Метрологическое обеспечение- установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений.

1. Международная система физических единиц СИ и эталоны

Международная система единиц физических величин (SI) принята в 1960 г. XI Генеральной конференцией по мерам и весам. По этой системе предусмотрено семь основных единиц (метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, кандела и моль) и две дополнительные (для плоского угла радиан и для телесного угла - стерадиан). Все остальные физические величины могут быть получены как производные основных.

На практике одна единица оказывается неудобной для измерения больших и малых размеров данной величины. Поэтому применяются несколько единиц, находящихся в кратных и дольных соотношениях между собой.

Кратная единица-единица физической величины, в целое число раз большая системной или внесистемной единицы.

Дольная единица- единица физической величины, в целое число раз меньшая системной или внесистемной единицы. (слайды 22,23)

Государственная эталонная база России содержит 133 государственных первичных эталона, из которых 7 воспроизводят основные единицы международной системы единиц (СИ). Хранителями первичных эталонов являются государственные научные метрологические институты. Хранятся в Санкт-Петербурге во ВНИИМ им. Д.И. Менделеева: эталон единицы длины (метра); эталон единицы массы (килограмма); эталон единицы силы постоянного электрического тока (ампера); эталон единицы температуры (кельвина) в диапазоне от 0 до 3000 C.

Эталон единицы физической величины (фр. etalon) - средство измерений (или комплекс средств измерений), обеспечивающее воспроизведение и (или) хранение единицы, а также передачу её размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке.

Выполнение задания по карточкам.

1. Методы и средства измерений

Метод измерения - это совокупность приёмов использования принципов и средств измерений, при которых происходит процесс измерения.

1) По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения методы измерений подразделяются на:

- статические;

- динамические.

2) По способу получения результатов измерений (виду уравнения измерений) методы измерений разделяют на прямые, косвенные.

3) По условиям, определяющим точность результата измерения, методы делятся на три класса.

- Измерения максимально возможной точности;

- Контрольно-поверочные измерения;

- Технические измерения.

4) В зависимости от измерительных средств, используемых в процессе измерения, различают инструментальный, экспертный, эвристический и органолептический методы измерений.

4. Метрологические характеристики средств измерений.

Важнейшими свойствами средств измерения и контроля являются те, от которых зависит качество получаемой с их помощью информации.

Метрологическая характеристика средств измерения – это характеристика одного из свойств средства измерения, влияющая на результат измерения, и его погрешность.

Для каждого типа средств измерений устанавливаются свои метрологические характеристики.

Комплекс нормируемых метрологических характеристик средств измерения устанавливает ГОСТ 8.009-84 « Государственная система обеспечения единства измерений. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений».

Наиболее часто встречаются следующие метрологические характеристики средств измерения, которые обеспечиваются определенными конструктивными решениями средств измерения и их отдельных узлов.

Цена деления шкалы – это разность величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы средства измерения.

Длина (интервал) деления шкалы – это расстояние между осями (или центрами) двух соседних отметок шкалы.

Начальное и конечное значения шкалы – соответственно наименьшее и наибольшее значения измеряемой величины, которые могут быть отсчитаны по шкале средства измерения.

Диапазон измерения средства измерения, который часто называют пределами измерений средства измерения, - это область значений величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности средства измерения.

Способность средства измерения реагировать на изменения измеряемой величины называется чувствительностью.

Порог чувствительности средства измерения – характеристика средства измерения, выражаемая наименьшим значением изменения физической величины, начиная с которой может осуществляться её измерение данным средством.

Погрешность средства измерения Δ_си –это разность между показанием средства измерения Х_n и истинным ( действительным) значением измеряемой физической величины Х_д :

Δ_си= Х_n - Х_д

Для рабочего СИ низшей точности за действительное значение принимают показания рабочего эталона 4-го разряда.

Демонстрация обучающимися презентации на тему: «Средства измерения линейных размеров»

Вопросы для закрепления темы (мозговая атака):

1. Что такое метрологическое обеспечение?

2. Укажите основные задачи метрологии

3. Что является предметом метрологии?

4. Что относят к объектам метрологии?

5. Что такое измерение?

6. Что такое метрологические характеристики СИ? Приведите примеры основных метрологических характеристик.

7. Перечислите основные единицы физических величин СИ.

Дискуссия с целью поиска ответа на проблемный вопрос урока.

IV. Заключительный этап

Домашнее задание.

С.А. Зайцев, А.Н. Толстов, Д.Д. Грибанов, А.Д. Куранов Метрология, стандартизация и сертификация в машиностроении стр. 164-173.

Приложение А карточки-задания