Программа вступительных испытаний в магистратуру

на направление 12.04.01 «Приборостроение»

1. Физические основы получения информации.Определения физических величин. Эталоны. Классификация электромагнитных измерительных преобразователей. Индукционные измерительные преобразователи. Магнитомодуляционные измерительные преобразователи. Феррозонд на основе магнитного компаратора. Макроквантовые измерительные преобразователи. Вихретоковые индуктивные преобразователи. Трансформаторные измерительные преобразователи. Магнитоупругие измерительные преобразователи. Микроквантовые измерительные преобразователи на основе ядерно-магнитного резонанса. Гальваномагнитные преобразователи. Эффект Холла. Магниторезистивные и гальваномагниторекомбинационные преобразователи. Магниторезистивные преобразователи. Резистивные преобразователи. Тензодатчики. Измерительные цепи тензорезисторов. Пьезоэлектрические преобразователи. Пьезоэлектрические преобразователи силы, давления и ускорения. Пьезорезонансные преобразователи. Измерительные преобразователи, основанные на использовании поверхностных акустических волн. Электростатические преобразователи. Емкостные преобразователи. Измерительные цепи емкостных преобразователей. Тепловые преобразователи. Термоэлектрические преобразователи, их принцип действия и применяемые материалы. Терморезисторы, основы их расчета и применяемые материалы. Разновидности термочувствительных элементов и их применение. Источники излучения. Оптоэлектрические преобразователи. Болометры. Пирометры. Электроннооптические преобразователи. Фотоэлектронные умножители. Каналы передачи световой энергии. Приемники излучения. Основные структурные схемы фотоэлектрических преобразователей и приборов.

2. Электрические измерения.Генераторы и источники сигналов. Осциллографические измерения. Методы осциллографических измерений напряжений, частот и отношения частот, временных интервалов и фазовых сдвигов. Измерение параметров тока и напряжения. Вольтметры. Измеряемые параметры напряжений и токов: мгновенное, среднее (постоянное), среднее выпрямленное, среднее квадратическое, среднее выпрямленное векторное (квадратурное). Измерение параметров элементов цепи. Измерение времени и частоты. Измерение фазового сдвига. Информационно-измерительные системы. Измерение мощности и энергии. Приборы.

3. Метрология, стандартизация и сертификация.Виды метрологии (законодательная, теоретическая и практическая). Государственная система обеспечения единства измерений. Классификация измерений (прямые, косвенные, совокупные и совместные). Методы и принципы измерений. Классификация методов измерений. Средства измерений. Классификация средств измерений. Эталоны, меры, калибры и стандартные образцы, образцовые и рабочие средства измерений. Метрологические характеристики средств измерений. Погрешности и их классификация, однократные и многократные измерения, чувствительность, порог чувствительности и другие метрологические характеристики. Классы точности средств контроля и измерения. Поверка. Поверочные схемы. Оформление результатов поверки. Государственные и частные органы поверки. Измеряемые величины и измерительные сигналы в приборостроении. Основные цели, задачи стандартизации и сертификации.

4. Материаловедение и технология конструкционных материалов.Состояния вещества. Металлы и неметаллы. Аморфные и кристаллические вещества. Строение металлов и сплавов. Дефекты кристаллической решетки. Полиморфизм, фазовые переходы. Диаграмма состояния сплава железо-углерод. Основные виды термической обработки. Высокотемпературная механическая обработка. Химико-термическая обработка. Классификация легированных сталей. Маркировка легированных сталей. Механические свойства металлов и сплавов. Напряжения и деформации. Закон Гука. Статические испытания на растяжение. Динамические испытания. Испытания на твердость. Испытания на усталость. Основы механики разрушения. Механизмы зарождения трещин. Усталостное разрушение. Концентрация напряжений. Пластическая деформация. Конструкционные материалы. Конструкционные пластики, композиты, электротехнические материалы. Технология конструкционных материалов: получение заготовок литьем, пластическим деформированием. Пайка и склеивание материалов. Обработка деталей резанием, абразивным инструментом, электрофизическими и электрохимическими способами.

5. Общие вопросы неразрушающего контроля.Промышленная продукция. Качество продукции, показатели качества, методы их определения. Коэффициенты опасности дефектов. Влияние дефектов на работоспособность конструкций в зависимости от вида дефекта и типа нагрузок. Дефекты и брак продукции. Классификация дефектов. Дефекты литья. Дефекты при обработке давлением. Дефекты при термообработке. Дефекты при механической обработке. Дефекты при эксплуатации, транспортировке и хранении. Дефекты сварных соединений. Контроль качества продукции. Виды контроля. Назначение и функции неразрушающего контроля: понятия контроля и технической диагностики. Классификация методов неразрушающего контроля по ГОСТ 18353-79.

6. Акустический вид неразрушающего контроля. Физические основы, область применения, чувствительность, преимущества, недостатки, классификация, оборудование.

7. Вихретоковый вид неразрушающего контроля.Физические основы, область применения, чувствительность, преимущества, недостатки, классификация, оборудование.

8. Магнитный вид неразрушающего контроля.Физические основы, область применения, чувствительность, преимущества, недостатки, классификация, оборудование.

9. Оптический вид неразрушающего контроля. Физические основы, область применения, чувствительность, преимущества, недостатки, классификация, оборудование.

10. Радиоволновой вид неразрушающего контроля. Физические основы, область применения, чувствительность, преимущества, недостатки, классификация, оборудование.

11. Электрический вид неразрушающего контроля.Физические основы, область применения, чувствительность, преимущества, недостатки, классификация, оборудование.

12. Тепловой вид неразрушающего контроля. Физические основы, область применения, чувствительность, преимущества, недостатки, классификация, оборудование.

13. Контроль проникающими веществами.Физические основы, область применения, чувствительность, преимущества, недостатки, классификация, оборудование.

14. Течеискание. Физические основы, область применения, чувствительность, преимущества, недостатки, классификация, оборудование.

15. Радиационный вид неразрушающего контроля. Физические основы, область применения, чувствительность, преимущества, недостатки, классификация, оборудование.

Неразрушающий контроль в производстве. Технологии магнитной, вихретоковой, ультразвуковой, радиационной дефектоскопии, визуально-измерительного контроля. Течеискание. Акустико-эмиссионная диагностика. Контроль проникающими веществами. Технологические инструкции. Технологические карты. Стандартные образцы предприятий. Эталоны и меры. Нормы времени на контроль. Эффективность физических методов неразрушающего контроля; безопасность труда при дефектоскопии изделий. Технические средства и методы измерения диагностических параметров. Методы и средства диагностирования газонефтепроводов. Диагностирование радиоэлектронной аппаратуры. Диагностика технологического оборудования в машиностроении. Техническая диагностика в авиации. Средства и методы диагностирования в энергетическом хозяйстве.

17. Электроника и микропроцессорная техника.Специальные типы операционных усилителей, аналоговые фильтры, коммутаторы, стабилизаторы. Устройства выборки-хранения, пиковые детекторы. Импульсные стабилизаторы и источники питания. Способы повышения характеристик основных функциональных схемотехнических модулей. Цепи постоянного и переменного ток, переходные процессы, линии с распределенными параметрами, нелинейные элементы, магнитные цепи, электромеханические приборы, полупроводниковые элементы, биполярные и полевые транзисторы, операционные усилители.Схемотехника измерительных устройств. Аналоговая обработка сигналов. Функциональные устройства на операционных усилителях. Конструирование приборов на микроконтроллерах. Структура и программирование контроллера AVR. Логические функции и логические элементы. Общая характеристика импульсных устройств. Параметры импульсных сигналов. Системы счисления и Булева алгебра. Принципы двоичного кодирования данных. Логические микросхемы, логические сигналы и уровни. Технология и схемотехника микросхем (ТТЛ и КМОП). Базовые элементы цифровых ИМС. Входные и выходные каскады. Автогенераторы на цифровых элементах. Комбинационные и последовательные логические схемы. Триггеры. Регистры. Счетчики. Интегральные таймеры. ЦАП и АЦП. Микропроцессорные средства Архитектура. Система команд. Сигналы общей шины. Организация ввода вывода. Периферийные устройства. 6. Запоминающие устройства. Программируемые логические интегральные схемы. Логический автомат. Процессорное ядро. Подключение микросхем памяти. Параллельный интерфейс. Последовательный интерфейс. Микропроцессоры в приборах контроля.Таймер. ЦАП на базе ШИМ. Контроллер прерываний. Прямой доступ к памяти. Битовое и текстовое изображение. Контроллер ЭЛТ. Программируемый контроллер клавиатуры и индикации. Семейства микропроцессоров. Семейства ОЭВМ. Семейство 80i51. Семейство Pic.

18. Компьютерные технологии в приборостроении.Роль и задачи компьютерных технологий в приборостроении. Типовые элементы и средства автоматизации. Принципы взаимодействия открытых систем. Физические среды передачи данных, топология локальных сетей, промышленные стандарты передачи информации. Сигнальные процессоры. Методов информационной поддержки процессов жизненного цикла изделий. Программные средства сбора и обработки информации.Типовые элементы средств автоматизации технологических циклов. Программное обеспечение для создания систем управления производством и технологическими процессами. Программное обеспечение для создания интеллектуального предприятия. Программное обеспечение для создания АСУ ТП. Технические средства реализации информационных процессов.Структурная схема ЭВМ, функциональные узлы и блоки. Накопители информации. Устройства отображения информации. Устройства ввода информации. Сети и коммуникации. Программные средства вычислительной техники. Типы программного обеспечения. Перспективы развития аппаратно-программных средств.

Математические основы обнаружения и фильтрации сигналов. Математическое описание дискретных сигналов, алгоритмы цифровой фильтрации, характеристики одномерных линейных цифровых фильтров, цифровая обработка сигналов в частотной области, алгоритмы цифрового моделирования аналоговых систем, нелинейные алгоритмы цифровой обработки сигналов на основе метода комплексных огибающих, модели процессов квантования сигналов в цифровых фильтрах.

20. Основы проектирования и конструирования приборов, технологии приборостроения. Классификация приборов и их характеристики. Измерительные сигналы и преобразователи. Основные этапы проектирования приборов и иис. Основы проектирования прибора. Отдельные аспекты обеспечения надежности прибора. Методы и средства автоматизации проектных процедур. Оформление проектной документации. Основы расчета на прочность и определение деформаций несущих конструкций. Механические узлы и элементы приборов. Проектирование деталей. Функциональные узлы с дискретными элементами. Основы автоматического управления. Линейные САУ: мат. описание, устойчивость, качество управления, методы синтеза. Нелинейные САУ: особенности нелинейных систем, методы исследования. Дискретные САУ, цифровые САУ.

Руководитель направления

д.т.н., профессор В.В. Муравьев