Газета Национального исследовательского
Томского политехнического университета
Newspaper of National Research
Tomsk Polytechnic University
16+
Основана 15 марта 1931 года  ♦  FOUNDED ON MARCH 15, 1931
Архив номеров Поиск

Компьютерные измерительные системы и метрология

Кафедра компьютерных измерительных систем и метрологии (бывшая кафедра радиотехники) основана в октябре 1962 года. Первым заведующим кафедрой стал М.С. Ройтман. Первоначально штат кафедры состоял из трех человек, а уже через 5 лет в составе кафедры было 12 преподавателей, 6 аспирантов и 25 научно-технических сотрудников.

С июля 1999 года кафедру возглавляет С.В. Муравьев. В настоящее время коллектив кафедры состоит из 2 профессоров, 10 доцентов, 4 старших преподавателей, 5 ассистентов и аспирантов и 8 человек учебно-вспомогательного персонала.

Образовательная деятельность

Со времени основания кафедра обеспечивала преподавание электроники как общетехнической дисциплины для студентов многих факультетов ТПУ. С 1986 г. кафедра стала профилирующей и готовила инженеров по специализации \"Автоматизация научных исследований и комплексных испытаний\" специальности \"Информационно-измерительная техника и технологии\" направления \"Приборостроение\".

С 1995 года кафедра ведет подготовку бакалавров по направлению 552200 – Метрология, стандартизация и сертификация (4 года обучения) и инженеров по специальности 072000 – Стандартизация и сертификация (5 лет обучения). Объектами профессиональной деятельности этих специалистов являются:

  • методы и правила нормирования параметров продукции, услуг и технологических процессов;
  • нормативно техническая документация и системы стандартизации;
  • метрологическое обеспечение научной и производственной деятельности;
  • методы и средства измерения и обработки результатов измерений;
  • методы и средства испытаний и контроля качества продукции;
  • эталоны единиц физических величин и способы передачи этих единиц от образцовых средств измерения к рабочим;
  • системы сертификации продукции, товаров и услуг;
  • системы менеджмента качества.

Подготовленные кафедрой специалисты могут осуществлять следующие виды деятельности на производстве, в конструкторских бюро, в органах по сертификации, в испытательных лабораториях, в подразделениях Госстандарта, в научно-исследовательских учреждениях: сертификационная; нормотворческая; инспекционно-аудиторская; производственно-управленческая; производственно-технологическая; проектная; экспериментально-исследовательская и др.

Преподавание специальных дисциплин на кафедре обеспечено квалифицированными кадрами. Основные разделы образовательной программы возглавляют имеющие признание в стране и за рубежом профессора и доценты. Многие преподавателя (Бориков В.Н., Чухланцева М.М., Казанцева Н.Н., Смирнова О.В., Погребняк С.А.) обладают престижными международными квалификационными паспортами.

Качество знаний студентов кафедры высоко оценивается на различных олимпиадах и конкурсах. Так, например, в 2001 г. лауреатами стипендии им. В. Потанина стали С. Кайсанов (гр. 1660) и Е. Тен (гр. 1 Г72), а Д. Малков (гр. 1660) награжден стипендией им. А.А. Воробьева.

Выпускники кафедры работают на многих предприятиях Томска, области и сибирского региона, в частности в Томском центре стандартизации и метрологии, в ОАО «Томский инструмент», «Ролтом», «Манотомь», «Провансаль», СМПАО «Химстрой» и многих других.

Научные достижения

Прецизионные калибраторы В 1965 году на кафедре для Горьковского НИИ приборостроения был создан первый отечественный калибратор переменных напряжений ГК-3, не уступавший по ряду параметров лучшему зарубежному аналогу 746 А фирмы Hewlett Packard. В то время был предложен принцип построения широкодиапазонных калибраторов в виде систем авторегулирования с компаратором действующего значения напряжения в цепи обратной связи. Этот принцип оказался весьма эффективным и нашел применение как у нас в стране, так и за рубежом.

Вскоре томские калибраторы стали использоваться практически всеми производителями цифровых вольтметров в стране для их проверки. Модифицированный калибратор ГК-10 под шифром В1-20 начал с 1980 года серийно выпускать Харьковский завод \"Эталон\" Госстандарта СССР.

Значительный вклад в разработку теории и создание высокоточных, высокочувствительных и широкополосных компараторов напряжений внесли М.С. Ройтман, Э.И. Цимбалист, В.Р. Цибульский, Ю.М. Фомичев, Ю.Г. Свинолупов.

Необходимый динамический диапазон калибраторов обеспечивался путем прецизионного деления или усиления номинального уровня меры. А.И. Крамнюк, Н.П. Калиниченко, и В.Л. Ким принимали непосредственное участие в создании первых с стране широкодиапазонных многодекадных индуктивных делителей напряжения, в том числе программируемых. В.М. Сергеев, В.А. Бутенко, А.П. Парамзин разработали серию прецизионных высоковольтных измерительных усилителей, позволивших получать значения выходного напряжения калибраторов до 300 и 1000 В. Наиболее удачно удалось использовать совокупность эффективных решений при разработке прецизионного системного многофункционального калибратора ТК2Н-119, предназначенного для поверки установки В1-27. Эта разработка проводилась в 1988-90 гг. совместно с Таллиннским конструкторским бюро радиоэлектроники. для Минского ОАО \"Приборостроительный завод\".

Работы кафедры в области прецизионного приборостроения оказываются востребованными и сегодня, прежде всего благодаря усилиям доцентов В.М. Сергеева и Ю.М. Фомичева. Разработанная ими установка для автоматизированной поверки счетчиков электрической энергии пользуется большим спросом в энергоснабжающих организациях Сибири и Казахстана.

Измерительные генераторы

Значительный научный задел по разработке амплитудно-стабильных генераторов, в частности, по достижению высокой точности и стабильности амплитуды колебаний, по обеспечению малых нелинейных искажений в усилителях и генераторах, позволили в 1972 году приступить к созданию программируемого низкочастотного измерительного генератора для конструкторского бюро \"Импульс\" (Ленинград). Результатом этой работы, наиболее существенный вклад в которую внес Ю.К. Рыбин, явилась разработка теоретических основ построения низкочастотных измерительных генераторов, создание и серийное производство семейства низкочастотных измерительных генераторов группы Г3.

Одним из первых серийных приборов, разработанных с участием кафедры, был низкочастотный программируемый генератор Г3-113. В его создании принимали активное участие Зибалов В.П. и Сарычев С.В.

Производство бытовой звуковоспроизводящей аппаратуры потребовало резкого снижения нелинейных искажений выходных напряжений генераторов. Ответом на требование времени стал генератор Г3-118, коэффициент нелинейных искажений выходного напряжения которого составляет 0,002%. Определяющий вклад в разработку генератора внесли Рыбин Ю.К. и Литвак Э.С.

В начале девяностых годов был разработан наиболее удачный генератор Г3-125. В нем получил развитие весь предыдущий опыт разработки прецизионных генераторов, благодаря чему достигнут коэффициент нелинейных искажений выходного напряжения менее 0,0001%.

Автоматизированные системы для метрологических исследований

В 1976 г. по заказу ЦКБ \"Алмаз\" (Москва) начались работы по созданию автоматизированного комплекса для поверки цифровых вольтметров и масштабных преобразователей \"Кедр\". Были созданы программируемые калибратор переменного напряжения, индуктивный делитель, высоковольтный усилитель, а позднее – калибратор переменного тока. Комплекс \"Кедр\" вызвал большой интерес на выставке \"Метрология-85\" в Москве и был отмечен многими медалями выставки \"Поверка-87\" (ВДНХ). Эта разработка прошла государственные испытания и была подготовлена к серийному производству в ОАО \"Эталон\" (г. Воронеж).

Программное обеспечение этого комплекса позволяло осуществлять автоматизированный синтез измерительных процедур. Эта система имела собственный встроенный специализированный язык для описания измерительных процедур и средства быстрого и удобного выбора пользователем ключевых слов этого языка в процессе синтеза процедуры.

Работы в области программных измерительных технологий и теории измерений

Измерение играет определяющую роль в получении научных и технических знаний. Поэтому необходимы дальнейшее совершенствование и доработка концептуального аппарата, формально-логических основ, семантического и процедурного аспектов теории измерений. Результаты работы Муравьева С.В. в этом направлении регулярно докладываются на международных конференциях и, в частности, были представлены на четырех последних конгрессах Международной Измерительной Конфедерации (ИМЕКО) в Турине, 1994 г., в Тампере, 1997 г., в Осаке, 1999 г., и в Вене, 2000 г., неизменно вызывая заинтересованную дискуссию. Опубликован цикл из шести статей в журналах \"Measurement\" и \"IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement\".

Эта работа в настоящее время продолжается в сотрудничестве с университетом г. Ювяскюля (Финляндия), университетом г. Твенте (Нидерланды) и университетом г. Генуя (Италия) и имеет целью создание прототипа экспертной системы для интерактивного синтеза измерительных процедур в произвольных шкалах.

Опыт разработки приборов и измерительного программного обеспечения позволил кафедре стать базовой в ТПУ по созданию технического, программного и методического обеспечения для проведения лабораторных и практических занятий на основе современных измерительных программных технологий. Например, для ЕНМФ создан цикл компьютерных лабораторных работ по физике. При этом данные с физического макета вводятся в компьютер с помощью встроенной платы сбора данных, а взаимодействие со студентом в ходе выполнения лабораторной работы осуществляется посредством интерфейса, созданного с помощью пакета LabVIEW. В этой работе принимают активное участие Комаров А.В., Ким В.Л., Октябрьский В.В., Берентаев Э.М., Аюкасов Р.Р. и др.

Молодые сотрудники кафедры имеют возможность повышать квалификацию за рубежом. Так магистрант Берентаев Е.М. и ассистент Никишин А.А. в течение пяти месяцев принимали непосредственное участие в исследованиях по тематике работы в Институте физики им. Макса Планка (Мюнхен, Германия), которые выполняются в соответствии с международной программой CRESST.

В настоящее время научная работа на кафедре ведется в следующих научных группах:

  • Прецизионные средства измерений
  • Метрология, стандартизация и сертификация
  • Теория и обработка сигналов
  • Компьютерные системы качества
  • Теория измерений и интеллектуальные измерительные системы
  • Графические программные измерительные технологии
  • Датчики, схемотехника и электроника.