Đề cương môn học - Đo lường và cảm biến

1 ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC Tên môn học : Đo lường và cảm biến 1. Thông tin về giảng viên: (Một hay nhiều người đều kê khai) - Họ và tên: TRẦN VĂN LỢI - Chức danh, học hàm, học vị: Giảng viên – Thạc Sỹ - Thời gian, địa điểm làm việc: Trường ĐH Công nghệ Sài Gòn - Địa chỉ liên hệ: 180 Cao Lỗ, Phường 4, Q8, Tp.HCM - Điện thoại, email: 0913195540 – tranholoi@yahoo.com - Các hướng nghiên cứu chính: Tự động hóa lập trình, điều khiển mờ - Thông tin về trợ giảng (nếu có) (họ tên, địa chỉ liên hệ, điện thoại, email): 2. Thông tin về môn học: - Tên môn học: Đo lường và cảm biến - Mã môn học: 1DDCHCN003 - Số tín chỉ: 2 Cấu trúc tín chỉ: (2,1,4) - Giờ tín chỉ đối với các hoạt động học tập: + Nghe giảng lý thuyết trên lớp: 2 + Làm bài tập trên lớp: + Thảo luận trên lớp: 1 + Thực hành trong phòng thí nghiệm: + Thực tập thực tế ngoài trường: + Tự học: 4 - Đơn vị phụ trách môn học: + Bộ môn: Tự động điều khiển + Khoa: Điện – Điện Tử - Tính chất, đặc điểm của môn học (nếu có): - Tên các Môn học tiên quyết / Môn học song hành/ Môn học bắt buộc - Môn học kế tiếp: 3. Mục tiêu của môn học: - Mục tiêu về kiến thức: Cung cấp kiến thức cơ sở về các cảm biến vật lý cho ứng dụng trong đo lường và tự động trong các quá trình sản xuất. - Mục tiêu về kĩ năng: Có thể sự dụng hiệu quả các bộ cảm biến trong các ứng dụng thực tiễn. - Các mục tiêu khác (thái độ học tập) 2 4. Tóm tắt nội dung môn học: (khoảng 150 từ) Môn học mô tả những vấn đề cơ bản của kỹ thuật đo lường bằng cảm biến, những nguyên lý và ứng dụng của các loại cảm biến: cảm biến nhiệt, cảm biến quang, cảm biến vận tốc gia tốc trên cơ sở lý thuyết đã học sinh viên ra trường có thể bảo trì, bảo dưỡng cũng như thiết kế các hệ thống trong ngành điện, điện tử, xí nghiệp công nghiệp, các hệ thống điều khiển tự động. 5. Nội dung chi tiết môn học: (ghi tên chương, mục, tiểu mục) Chương 1: Các khái niệm cơ bản và đặc trưng cơ bản trong đo lường và cảm biến 1.1 Các khái niệm chung. 1.2 Chuẩn hóa trong đo lường. 1.3 Phương pháp đo. 1.4 Các đơn vị đo. 1.5 Các đặc tính cơ bản của dụng cụ đo. 1.5.1 Sai số của dụng cụ đo. 1.5.2 Độ nhạy. 1.6 Phân loại cảm biến. 1.6.1 Cảm biến tích cực. 1.6.2 Cảm biến thụ động 1.7 Chọn cảm biến trong ứng dụng Chương 2: Cảm biến đo nhiệt độ 2.1 Các đại lượng nhiệt độ. 2.2 Cảm biến nhiệt điện trở kim loại. 2.2.1 Nhiệt điện trở đồng 2.2.2 Nhiệt điện trở niken 2.2.3 Nhiệt trở Platin 2.3 Cảm biến nhiệt điện trở bán dẫn 2.4 Cảm biến nhiệt điện trở cặp nhiệt 2.5 Một số thiết bị đo nhiệt chuyên dụng 2.5.1 Cảm biến nhiệt vi mạch 2.5.2 Nhiệt kế bức xạ Chương 3: Cảm biến quang học 3.1 Khái niệm cơ bản về ánh sáng 3.2 Các đơn vị đo quang 3.2.1 Đơn vị đo năng lượng 3.2.2 Đơn vị đo thị giác 3.2.3 Nguồn sáng 3.3 Tế bào quang điện 3.3.1 Tế bào quang dẫn 3.3.2 Photodiode 3.3.3 Phototransistor 3.3.4 Cảm biến phát xạ 3.3.5 Cáp quang 3.4 Một số dạng ứng dụng cảm biến quang Chương 4: Cảm biến vị trí và dịch chuyển 4.1 Điện thế kế điện trở 4.2 Điện thế kế dùng con trỏ quang 4.3 Đo dịch chuyển bằng encoder thẳng 4.4 Cảm biến điện cảm 4.5 Cảm biến điện dung 3 4.6 Cảm biến điện từ 4.7 Cảm biến vi sai LVDT 4.8 Máy đo góc tuyệt đối Resolver 4.9 Cảm biến tiệm cận 4.10 Cảm biến laser và siêu âm 4.11 Đổi hướng kế Chương 5: Đo vận tốc, gia tốc và độ rung 5.1 Máy phát tốc 5.1.1 Máy phát tốc DC 5.1.2 Máy phát tốc AC 5.2 Encoder 5.3 Cảm biến gia tốc và độ rung Chương 6: Đo biến dạng, lực và trọng lượng 6.1 Cảm biến strain gage 6.2 Cảm biến trọng lượng-loadcell 6.3 Đo áp suất Chương 7: Đo lưu lượng, vận tốc lưu chất và mức 7.1 Đo lưu lượng và vận tốc 7.1.1 Khái niệm chung 7.1.2 Đo lưu lượng bằng phương pháp đếm xung 7.1.3 Đo lưu lượng bằng phương pháp chênh áp 7.2 Đo mức Chương 8: Các dạng cảm biến đo lường khác 8.1 Đo độ ẩm 8.2 Mã vạch Chương 9: Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) 9.1 Tổng quan về hệ thống định vị toàn cầu 9.2 Một số khái niệm cơ bản 9.3 Nguyên lý hoạt động của GPS 9.4 Chi tiết về GPS 9.5 Những dạng lỗi GPS 9.6 Chế độ định vị GPS 9.7 Ứng dụng của GPS 9.8 Một số loại máy thu GPS 6. Học liệu: (tài liệu học tập, tham khảo) - Tài liệu tham khảo chính M: [1] Nguyễn Văn Hòa, Đo lường điện và cảm biến đo lường, Giáo dục, 2006. [2] Lê Văn Doanh, Các bộ cảm biến trong kỹ thuật đo lường và điều khiển, Khoa học kỹ thuật, 2006. - Tài liệu tham khảo phụ m: [1] Measurement, Instrumentation, and Sensors Handbook. [2] Jacob Fraden, Handbook of modern sensors : physics, designs, and applications - 3rd ed. 7. Hình thức tổ chức dạy học: 7.1 Lịch trình chung: (ghi tổng số giờ tín chỉ cho mỗi cột) Nội dung Hình thức tổ chức dạy học môn học Tổng 4 Lên lớp Lý thuyết Bài tập Thảo luận Thực hành, thí nghiệm, điền dã Tự học, tự nghiên cứu Chương 1 3 1 6 10 Chương 2 4 2 8 14 Chương 3 3 2 6 11 Chương 4 3 2 6 11 Chương 5 4 2 8 14 Chương 6 4 1 8 13 Chương 7 3 2 6 11 Chương 8 3 2 6 11 Chương 9 3 1 6 10 Tổng 30 15 60 105 5 7.2 Lịch trình tổ chức dạy học cụ thể: (do GV phụ trách môn học soạn) Tuần Giờ NỘI DUNG Yêu cầu sinh viên chuẩn bị Hình thức tổ chức dạy học Ghi chú 1 24 Chương 1: Các khái niệm cơ bản và đặc trưng cơ bản trong đo lường và cảm biến 1.1 Các khái niệm chung. 1.2 Chuẩn hóa trong đo lường. 1.3 Phương pháp đo. 1.4 Các đơn vị đo. 1.5 Các đặc tính cơ bản của dụng cụ đo. 1.5.3 Sai số của dụng cụ đo. 1.5.4 Độ nhạy. 1.8 Phân loại cảm biến. 1.8.1 Cảm biến tích cực. 1.8.2 Cảm biến thụ động 1.9 Chọn cảm biến trong ứng dụng Viết bảng Máy chiếu 2+3 24 Chương 2: Cảm biến đo nhiệt độ 2.2 Các đại lượng nhiệt độ. 2.2 Cảm biến nhiệt điện trở kim loại. 2.2.4 Nhiệt điện trở đồng 2.2.5 Nhiệt điện trở niken 2.2.6 Nhiệt trở Platin 2.3 Cảm biến nhiệt điện trở bán dẫn 2.4 Cảm biến nhiệt điện trở cặp nhiệt 2.5 Một số thiết bị đo nhiệt chuyên dụng 2.5.1 Cảm biến nhiệt vi mạch 2.5.2 Nhiệt kế bức xạ Đọc kỹ tài liệu ở nhà. Tìm các ứng dụng có liên quan tới nhiệt độ. Máy chiếu. Nêu vấn đề và cách giải quyết vấn đề. 3+4 48 Chương 3: Cảm biến quang học 3.1 Khái niệm cơ bản về ánh sáng 3.2 Các đơn vị đo quang 3.2.1 Đơn vị đo năng lượng 3.2.2 Đơn vị đo thị giác Đọc trước tài liệu Làm bài tập đầy đủ Viết bảng Máy chiếu Xem phim, nhận xét. 6 3.2.3 Nguồn sáng 3.3 Tế bào quang điện 3.3.1 Tế bào quang dẫn 3.3.2 Photodiode 3.3.3 Phototransistor 3.3.4 Cảm biến phát xạ 3.3.5 Cáp quang 3.4 Một số dạng ứng dụng cảm biến quang 5+6 24 Chương 4: Cảm biến vị trí và dịch chuyển 4.1 Điện thế kế điện trở 4.2 Điện thế kế dùng con trỏ quang 4.3 Đo dịch chuyển bằng encoder thẳng 4.4 Cảm biến điện cảm 4.5 Cảm biến điện dung 4.6 Cảm biến điện từ 4.7 Cảm biến vi sai LVDT 4.8 Máy đo góc tuyệt đối Resolver 4.9 Cảm biến tiệm cận 4.10 Cảm biến laser và siêu âm 4.11 Đổi hướng kế Đọc trước tài liệu Làm bài tập đầy đủ Viết bảng. Máy chiếu. Các ứng dụng thực tiễn. 7+8 36 Chương 5: Đo vận tốc, gia tốc và độ rung 5.1 Máy phát tốc 5.1.1 Máy phát tốc DC 5.1.2 Máy phát tốc AC 5.2 Encoder 5.3 Cảm biến gia tốc và độ rung Đọc trước tài liệu Làm bài tập đầy đủ Máy chiếu. Thảo luận nhóm 9+10 36 Chương 6: Đo biến dạng, lực và trọng lượng 6.1 Cảm biến strain gage 6.2 Cảm biến trọng lượng-loadcell 6.3 Đo áp suất Đọc trước tài liệu Làm bài tập đầy đủ Máy chiếu Thảo luận nhóm 11+12 Chương 7: Đo lưu lượng, vận tốc lưu chất và mức 7.1 Đo lưu lượng và vận tốc 7.1.1 Khái niệm chung Làm bài tập Thiết kế mạch Nêu và giải quyết vấn đề. 7 7.1.2 Đo lưu lượng bằng phương pháp đếm xung 7.1.3 Đo lưu lượng bằng phương pháp chênh áp 7.2 Đo mức 13 Chương 8: Các dạng cảm biến đo lường khác 8.1 Đo độ ẩm 8.2 Mã vạch Dịch tài liệu Thuyết trình 14+15 Chương 9: Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) 9.1 Tổng quan về hệ thống định vị toàn cầu 9.2 Một số khái niệm cơ bản 9.3 Nguyên lý hoạt động của GPS 9.4 Chi tiết về GPS 9.5 Những dạng lỗi GPS 9.6 Chế độ định vị GPS 9.7 Ứng dụng của GPS 9.8 Một số loại máy thu GPS Thuyết trình 8 7.3. Yêu cầu của giảng viên đối với môn học: - Yêu cầu của giảng viên về điều kiện để tổ chức giảng dạy môn học như: có máy chiếu Projector - Yêu cầu của giảng viên đối với sinh viên như: Tham gia học tập trên lớp tối thiểu 80% số giờ giảng viên trên lớp. 100% sinh siên chuẫn bị báo cáo đề tài gio GV phân công. 8. Phương pháp và hình thức kiểm tra đánh giá môn học: 8.1 Các loại điểm kiểm tra và trọng số của từng loại điểm: Chuyên cần 10% Kiểm tra 50% 20% 8.2 Lịch thi và kiểm tra (kể cả thi lại nếu có): 8.3 Tiêu chí đánh giá các loại bài tập và các nhiệm vụ mà giảng viên giao cho sinh viên: Xuất sắc (9 đến 10), Tốt (8 đến cận 9), Khá (7 đến cận 8), Trung bình khá (6 đến cận 7), Trung bình (5 đến cận 6), Không đạt (dưới 5). Điều kiện Sinh viên dự thi cuối khóa: Đảo bảo trên 75% số giờ tham gia trên lớp Tp.HCM ngày 3 tháng 3 năm 2011 PHÊ DUYỆT CỦA HIỆU TRƯỞNG TRƯỞNG KHOA GIẢNG VIÊN (Ký và đóng dấu) (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)