de cuong mh 025205

Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG Tp.HCM Khoa: Khoa Cơ khí Khoa/Bộ mơn quản lý MH: Cơ Điện Tử Tp.HCM, ngày tháng năm Đề cương môn học Sau đại học CẢM BIẾN VÀ ỨNG DỤNG (SENSORS AND APPLICATION) Mã số MH: 025205 Số tín chỉ: Số tiết Tc (LT.BT&TH.Tự Học): -Tổng: Đánh giá: 60 LT: 30 BT: 15 TCHP: TH: 15 Chuyên cần: 10% Bài tập nhóm: 50% Thi Cuối Kỳ: 30% Làm việc nhóm: 10% ĐA: BTL/TL: - Môn tiên quyết: - Môn học trước: - Môn song hành: - CTĐT ngành (Mã ngành): Kỹ Thuật Cơ Điện Tử (8520114) - Ghi khác: Mục tiêu môn học: Môn học trang bị cho học viên kiến thức tổng quan hệ thống đo lường, nguyên lý loại cảm biến, nguyên lý mạch điện xử lý tín cảm biến, ứng dụng cảm biến cơng nghiệp, lập trình thu nhận tín hiệu số cảm biến dùng máy tính / vi điều khiển cách sử dụng, lấy tín hiệu từ cảm biến phục vụ hệ thống điều khiểnMôn học cung cấp kiến thức điện tử công suất phục vụ cho ngành điện tử Aims: The subject gives an overview of a measurement System and sensors’ principle Furthermore, this subject equips students the knowledge of signal processing and circuit, noise and noise filter circuit, industrial sensors and applications, data acquisition using PC/Micro Controller and applying sensors to control systems.This subject provides knowledge of power electronics for mechatronics Nội dung tóm tắt mơn học: Giới thệu tổng quan hiệu ứng vật lý: quang, điện, từ nhiệt độ Các loại cảm biến thông dụng, khả ứng dụng mạch điện hỗ trợ Một số mạch điện chuyên dụng khuếch đại tín hiệu lọc nhiễu, biến đổi A/D, D/A Thu nhận xử lý tín hiệu cảm biến thông qua mạch điện giao tiếp mở rộng thiết vị phụ trợ Tìm hiểu lập trình thu nhận xử lý liệu cảm biến dùng máy tính Course outline: Introduction to physic of electric, magnetic, temperature, chemical, biology Industrial sensors and applications Electronics circuits for signal processing Data acquisition using PC/ MicroController Tài liệu học tập: [1] John G W., The Measurement, Instrumentation and Sensors Handbook, CRC Press LLC, 1999 [2] SINCLAIR I.R., Sensors and Transducers, Newnes, 2001 [3] LÊ VĂN DOANH., Các cảm biến đo lường điều khiển, NXB KHKT, 2001 [4] DƯƠNG MINH TRÍ, Cảm biến ứng dụng, NXB KHKT, 2001 [5] Advantech, PCI 1711,1720, 1784 Manual Các hiểu biết, kỹ cần đạt sau học mơn học: Sau hồn tất mơn học này, sinh viên thực hiện: Hiểu biết đầy đủ nguyên tắc họat động lọai cảm biến thông dụng như: cảm biến lực, nhiệt độ, áp suất, gia tốc, góc nghiêng, hóa học, sinh học, la bàn,… Phân biệt nhận dạng cảm biến tín hiệu tương tự tín hiệu rời rạc Hiểu vấn đề độ ổn định, độ phi tuyến, độ từ trễ, khả lặp, nhiễu, nguồn điện áp chuẩn… Hiểu vấn đề lấy mẫu, tốc độ lấy mẫu Tính tốn thơng số liên quan đến độ phân giải chuyển đổi Thực mạch điện khuyếch đại tín hiệu lọc nhiễu Thiết kế mạch giao tiếp cảm biến dạng thay đổi điện trở Lập trình xử lý tín hiệu với vi điều khiển Lập trình thu nhận liệu cảm biến máy tính Giải toán đo lường Đánh giá hệ thống phần cứng phần mềm Có khả học tập suốt đời Learning outcomes: Upon completion of this course, students should be able to: Have knowledge of sensor phenomenon and principle such as: force, temperature, pressure, acceleration, chemical, biology, gyroscope,… Have an ability to discriminate analog and discrete Have knowledge of sensor’s stability, linear/nonlinear, hysterisic, repeatability, noise, stander power source,… Have knowledge of sampling and sampling rate Have an ability to calculate parameters related to ADC resolution Have an ability to design amplifier circuit, noise filter circuit Have an ability to design signal processing circuit for resistance variation based sensors using Wheaton Brigde and standard power source Have an ability to interface sensors with microcontroller and program for signal processing Have an ability to program for data acquisition with PC Have an ability to solve a basic measurement system Have an ability to assess a measurement system both hardware and software Have an ability to engage in life-long learning Hướng dẫn cách học - chi tiết cách đánh giá môn học: Sinh viên cần đọc thêm sách giáo trình Sinh viên cần thực hành thiết kế mô sử dụng công cụ CAD, Proteous Các khuyến cáo trang bị phục vụ học tập, tài liệu tham khảo: Máy vi tính Phần mềm VB/C++/matlab Card IO Kit vi điều khiển PIC Các yêu cầu đặc biệt khác: Tham dự đầy đủ giảng lớp, làm tập theo yêu cầu, thực báo cáo tiểu luận giao Cách đánh giá : Thực hành TN: 30% Quá trình: 40% Thi cuối kỳ: 30% Điều kiện cần để tham dự kỳ thi cuối kỳ: Không vắng 30% buổi học lớp Nộp hạn đầy đủ tập giao Nộp thuyết minh diện báo cáo theo lịch phân công (cần báo trước vắng) Learning strategies & Assessment Scheme: Students should read textbooks and finish all assignments Students should practice to design and simulate using CAD, Proteous tools Device: Computer Visual basic software/C++/Matlab IO Card PIC microcontroller Kit Grading: Lab work: 30% Process assessment: 40% Final: 30% Necessary condition to attend the final exam: Attend at least 70% lecture hours Submit all assignments in due dates Submit the report in hardcopy and be present on the assigned date of presentation Nội dung chi tiết: Tuần/ Buổi Chủ đề (chương) Nội dung Chương 1: NGUYÊN LÝ VÀ ĐẶC TRƯNG ĐO LƯỜNG BẰNG CẢM BIẾN Đặc điểm đo lường Cảm biến tích cực thụ động Các đại lượng ảnh hưởng sai số 1.4 Độ nhạy - độ tuyến tính Độ đáp ứng thời gian giới hạn sử dụng Chương 2: CẢM BIẾN QUANG 2.1 Quang học ánh sáng phép đo quang 2.2 Tế bào quang dẫn – Photodiode- Phototransistor 2.3 Cảm biến quang cơng nghiệp ứng dụng 2.4 Lập trình giao tiếp cảm biến quang với PC/ PLC/ Microcontroller Chương 3: CẢM BIẾN LÂN CẬN (PROXIMITYSENSOR) 3.1 Cảm biến lân cận điện cảmđiện dung 3.2 Các mạch điện hỗ trợ 3.3 Các cảm biến lân cận công nghiệp ứng dụng 3.4 Lập trình giao tiếp cảm biến lân cận với PC/ PLC/ Microcontroller 4.1 Đo nhiệt độ - thang đo nhiệt 4.2 Cảm biến nhiệt dùng điện trở 4.3 Thermistor 4.4 Cảm biến nhiệt độ dùng bán dẫn Chương 4: CẢM BIẾN NHIỆT 4.5 Thermocouple (cặp nhiệt ĐỘ điện) 4.6 Các cảm nhiệt độ công nghiệp ứng dụng 4.7 Mạch điện khuyếch đại xử lý tín hiệu 4.8 Thu nhận xử lý nhiễu tín hiệu cảm biến nhiệt dùng máy tính Tài liệu Tuần/ Buổi Chủ đề (chương) Nội dung 5.1 Cảm biến biến trở 5.2 Cảm biến từ 5.3 Cảm biến biến áp visai 5.4 Thước tuyến tính Chương 5: CẢM BIẾN VỊ TRÍ 5.5 Encoder 5-6 & DỊCH CHUYỂN 5.6 Các cảm vị trí dịch chuyển cơng nghiệp ứng dụng 5.7 Thu nhận tín hiệu cảm biến dùng PC/PIC 6.1 Cảm biến biến dạng 6.2 Loadcell ứng dụng 6.3 Cảm biến áp suất kiểu điện trở 6.4 Cảm biến áp suất kiểu áp Chương 6: CẢM BIẾN LỰC & 7-8 điện ÁP SUẤT 6.5 Cảm biến áp suất công nghiệp ứng dụng 6.6 Các mạch điện hỗ trợ 6.7 Lập trình thu nhận tín hiệu dùng PC/PIC 7.1 Định nghĩa lưu lượng thể tích lưu lượng khối lượng 7.2 Hệ số Renold yếu tố ảnh hưởng đến lưu lượng 7.3 Phương trình Bernoulli 7.4 Đo lưu lượng dựa nguyên lý chênh áp 7.5 Đo lưu lượng dựa thông lượng 7.6 Đo lưu lượng dựa nguyên lý turbin 7.7 Đo lưu lượng dựa nguyên lý học 7.8 Đo lưu lượng dựa nguyên lý điện từ 7.9 Đo lưu lượng dựa nguyên lý siêu âm Chương 7: CẢM BIẾN ĐO LƯU LƯỢNG 10 8.1 Nguyên lý cấu tạo cảm biến gia tốc 8.2 Phân loại cảm biến gia tốc Chương 8: CẢM BIẾN ĐO 8.3 Nguyên lý cấu tạo cảm biến GIA TỐC VÀ GÓC NGHIÊNG góc nghiêng 8.4 Phân loại cảm biến góc nghiêng Tài liệu Tuần/ Buổi Chủ đề (chương) Nội dung Tài liệu 9.1 Nguyên lý cấu tạo cảm biến hóa học 9.2 Cảm biến đo nồng độ glucose 9.3 Cảm biến đo nồng độ CO2 9.4 Cảm biến đo nồng độ pH 9.5 Nguyên lý cấu tạo cảm biến sinh học 9.6 Lab-on-a-chip 11 Chương 9: CẢM BIẾN HÓA HỌC VÀ SINH HỌC 12 10.1 Nguyên lý cấu tạo cảm biến GYRO 10.2 Cảm biến gyro Chương 10: CẢM BIẾN GYRO tảng hệ MEMS 10.3 Cảm biến gyro tảng sợi quang học 13 7.1 Các mạch khuyếch đại xử lý tín hiệu 7.2 Các mạch biến đổi A/DD/A Chương 11: XỬ LÝ TÍN HIỆU 7.3 Các mạch lọc nhiễu CẢM BIẾN 7.4 Bộ lọc nhiễu số (dùng phần mềm) 7.5 Máy tính thu nhận xử lý tín hiệu 8.1 Giới thiệu tổng quan Matlab/Labview/C++/VB 8.2 Mạch điện giao tiếp mở rộng Chương 12: LẬP TRÌNH THU 8.3 Lập trình thu nhận liệu 14-15 NHẬN & XỬ LÝ DỮ LIỆU PC/MicroController 8.4 Xử lý tín cảm biến dùng PC/MicroController 8.5 Tổng quan ứng dụng cảm biến hệ thống điều khiển tự động Giảng viên tham gia giảng dạy: CBGD chính: PGS.TS Nguyễn Duy Anh CBGD tham gia: PGS.TS Võ Tường Qn BỘ MƠN QUẢN LÝ MƠN HỌC Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm GIẢNG VIÊN LẬP ĐỀ CƯƠNG PGS.TS Nguyễn Duy Anh ... strategies & Assessment Scheme: Students should read textbooks and finish all assignments Students should practice to design and simulate using CAD, Proteous tools Device: Computer Visual basic software/C++/Matlab... amplifier circuit, noise filter circuit Have an ability to design signal processing circuit for resistance variation based sensors using Wheaton Brigde and standard power source Have an ability to interface... repeatability, noise, stander power source,… Have knowledge of sampling and sampling rate Have an ability to calculate parameters related to ADC resolution Have an ability to design amplifier circuit,