cơ sở đo lường điện tử

Các phương pháp đo và nguyên lý xây dựng, cấu trúc các thiết bị đo cơ bản, máy đo phân tích tín hiệu, máy đo công suất, máy đo tham số và đặc tính của mạch điện tử - Kỹ năng: Kỹ năng phâ

CƠ SỞ ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ

( Fundamental of Electronic Measurement)

1.Thông tin chung về môn học

- Tên môn học: Cơ sở đo lường điện tử

- Mã môn học: DTDT1203

- Số đvht: 3

- Hệ đào tạo: Đại học

- Ngành đào tạo: Điện tử - Viễn thông, Điện – Điện tử

- Môn học: bắt buộc

- Các môn học tiên quyết: Cấu kiện điện tử, Lý thuyết mạch, Điện tử tương tự, Điện tử

số, Kỹ thuật vi xử lý, Kỹ thuật siêu cao tần, Lý thuyết xác suất thống kê

- Phân bổ giờ đối với các hoạt động:

 Giảng lý thuyết : 39 tiết

 Làm bài tập trên lớp :

 Thực hành, thực tập :6 tiết

 Hoạt động theo nhóm :

- Khoa/Bộ môn phụ trách môn học: Kỹ thuật điện tử

2.Mục tiêu của môn học

- Kiến thức: Cơ sở lý thuyết chung về đo lường điện tử, đánh giá sai số và xử lý kết quả

đo Các phương pháp đo và nguyên lý xây dựng, cấu trúc các thiết bị đo cơ bản, máy

đo phân tích tín hiệu, máy đo công suất, máy đo tham số và đặc tính của mạch điện tử

- Kỹ năng: Kỹ năng phân loại thiết bị đo, sử dụng các thiết bị đo điện tử thông dụng

- Thái độ, chuyên cần: Cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác khi sử dụng thiết bị đo

3.Tóm tắt nội dung môn học

Môn học cung cấp các kiến thức cơ bản về đo lường điện tử như: Cơ sở Kỹ thuật đo lường điện tử, đánh giá sai số và xử lý kết quả đo Các phương pháp đo và nguyên lý xây dựng, cấu trúc các thiết bị đo cơ bản Phương pháp và nguyên lý xây dựng và cấu trúc của các máy đo phân tích tín hiệu Phương pháp và máy đo công suất Phương pháp và máy đo tham

số và đặc tính của mạch điện tử Các kỹ năng thực hành trên các thiết bị đo điện tử thông dụng

4.Nội dung chi tiết môn học

1.1 Các khái niệm về đo lường điện tử

1.2 Đối tượng đo lường điện tử

1.2.1 Hệ thống các tham số và đặc tính của của tín hiệu

1.2.2 Hệ thống các tham số và đặc tính của của mạch điện tử

1.3 Phân loại phép đo và phương pháp đo

1.4 Phân loại và các đặc tính cơ bản của thiết bị đo

1.5 Quá trình phát triển của đo lường điện tử

1.10 Tổng quan thông số đo lường cơ bản trong viễn thông

1.11 Tổng quan quy trình đo lường trong viễn thông

Chương 2 – Sai số trong đo lường LT3

2.1 Khái niệm sai số và các nguyên nhân gây sai số đo lường

2.2 Phân loại sai số và phương pháp khắc phục sai số

2.3 Ứng dụng các hàm phân bố ngẫu nhiên để đánh giá sai số

2.4 Cách xác định kết quả đo

3.1 Cấu trúc cơ bản của máy đo

3.1.1 Cấu trúc của máy đo tham số và đặc tính của tín hiệu

3.1.2 Cấu trúc máy đo tham số và đặc tính của mạch điện tử

3.2 Cấu trúc chung của máy đo số

3.2.1 Sơ đồ cấu trúc chung của máy đo số

3.2.2 Ưu nhược điểm

3.3 Cơ cấu chỉ thị đo lường

3.3.1 Cơ cấu chỉ thị kim

3.3.2 Cơ cấu chỉ thị số

3.3.3 Ống tia điện tử CRT

3.3.4 Màn hình ma trận LED, LCD, OLED…

3.4 Một số mạch điện cơ bản dùng trong đo lường

3.4.1 Mạch suy giảm: Chia áp, suy giảm Z0, suy giảm phối hợp trở kháng

3.4.2 Mạch ghép và chia công suất

3.4.3 Mạch lấy mẫu và giữ mẫu

3.4.4 Mạch cầu đo lường

3.4.5 Bộ lọc tương tự dùng trong đo lường

3.5 Các bộ biến đổi ADC, DAC dùng trong đo lường điện tử.

3.6 DSP trong đo lường điện tử.

3.7 Các bộ vi xử lý dùng trong đo lường điện tử

3.8 Máy đo điểu khiển bởi máy tính

3.9.1 Máy đo số điều khiển bởi máy tính

2.9.2 Phần mềm trong thiết bị đo

2.9.3 Giao diện số dùng trong đo lường

2.9.4 Thiết bị đo thông minh

2.9 Phần mềm đo lường ảo

2.10 Tự động hoá trong đo lường

Chương 4: Máy đo và phương pháp đo điện tử cơ bản LT12

4.1 Thiết bị đo điện tử vạn năng (Electronic Multimetters)

4.1.1 Thiết bị đo điện tử vạn năng tương tự và số

4.1.2 Đo dòng điện

4.1.3 Đo điện áp

4.1.4 Đo điện trở

4.1.5 Tự động thay đổi thang đo

4.1.6 Các chức năng đo khác

4.2 Máy hiện sóng (Ô-xi-lô)

4.2.1 Khái niệm chung về quan sát và đo lường dạng tín hiệu

4.2.2 Sơ đồ khối và nguyên lý làm việc của ô-xi-lô tương tự

4.2.3 Nguyên lý và các phương pháp quét

4.2.4 Nguyên lý đồng bộ và các phương pháp kích khởi

4.2.5 Ô-xi-lô nhiều kênh

4.2.6 Ô-xi-lô số

4.2.7 Ô-xi-lô lấy mẫu

4.2.8 Ô-xi-lô hỗn hợp

4.2.9 Đầu đo dùng cho ô-xi-lô

4.2.10 Tham số kỹ thuật của ô-xi-lô

4.2.11 Ứng dụng đo lường dùng ô-xi-lô

4.3 Máy tạo tín hiệu đo lường

4.3.1 Phân loại

4.3.2 Tham số kỹ thuật

4.3.3 Máy tạo sóng chức năng

4.3.4 Máy tạo xung

4.3.5 Máy tạo mẫu tín hiệu số

4.3.6 Máy tạo tín hiệu RF và siêu cao tần

4.4 Đo tần số và khoảng thời gian

4.4.1 Khái quát các phương pháp đo tần số và khoảng thời gian

4.4.2 Máy đếm tần cơ bản: Đo tần số, Đo chu kỳ, đo tỷ số tần số, Các chức năng khác, Vấn đề ảnh hưởng đến hoạt động và sai số

4.4.3 Phương pháp đếm tần nội suy

4.4.4 Máy đếm tần siêu cao

4.4.5 Đo khoảng thời gian bằng phương pháp đếm

4.5 Đo góc lệch pha

4.5.1 Khái quát các phương pháp đo góc lệch pha

4.5.2 Pha mét số

5.1 Giới thiệu chung

5.2 Máy phân tích phổ tín hiệu

5.3 Phân tích dạng sóng

5.4 Phân tích méo dạng

5.5 Phân tích tương thích trường điện từ EMC

6.1 Khái niệm và phương pháp đo công suất

6.2 Đo công suất ở tần sô thấp

6.2.1 Phương pháp nhân

6.2.2 Phương pháp so sánh

6.3 Đo công suất tần số RF và siêu cao tần

6.3.1 Tổng quan phương pháp đo

6.3.2 Đo công suất truyền thông

6.3.3 Đo công suất hấp thụ: Sensor công suất và máy đo

6.3.4 Đo công suất đỉnh

Chương 7: Đo các tham số và đặc tính của mạch điện tử LT6

7.1 Giới thiệu chung

7.2 Đo và kiểm tra các phần tử và mạch điện có tham số tập trung

7.2.1 Phương pháp đo trở kháng: Phương pháp cầu, Phương pháp cộng hưởng, Phương phápV-A, Phương pháp cầu tự cân bằng, Phương pháp số

7.2.2 Xác định đặc tuyến Vôn-Ampe

7.2.3 Xác định đặc tuyến Biên độ - tần số, Pha - tần số của mạng 4 cực

7.3 Đo các phần tử của mạch điện có tham số phân bố

7.3.1 Đo trở kháng bằng dây đo

7.3.2 Đo trở kháng bằng phương pháp sóng phản xạ

7.4 Máy đo và kiểm tra linh kiện bán dẫn

7.5 Máy phân tích mạng mạch điện (Network Analyzer)

7.6 Máy đo theo phương pháp phản xạ mét TDR

7.7 Máy phân tích logic

Các nội dung yêu cầu tự học: Những phần in nghiêng

(Lựa chọn 3 trong số 6 bài thí nghiệm dưới đây)

Bài 1 - Sử dụng và thực hành đo lường trên Oxilô

Bài 2 - Sử dụng và thực hành đo lường trên Thiết bị đo điện tử vạn năng và máy đếm

tần Bài 3 - Sử dụng và thực hành đo lường trên các máy phân tích tín hiệu

Bài 4 - Sử dụng và thực hành đo lường trên các máy đo công suất

Bài 5 - Sử dụng và thực hành đo lường trên các Máy đo RLC và Máy phân tích logic,

máy đo phản xạ mét TDR Bài 6 - Phần mềm đo lường ảo LabView, Tina và ghép nối thiết bị đo số với máy tính

5.Học liệu

- Học liệu bắt buộc:

o Sách, giáo trình chính:

[1] Bài giảng Cơ sở đo lường điện tử (dự kiến hoàn thành 12/2009)

2] Bob Witte, Electronic Test Instruments: Analog and Digital Measurement, Prentice Hall,

2002.- Sách tham khảo

- Học liệu tham khảo:

[1] Vũ Quý Điềm, Cơ sở kỹ thuật đo lường điện tử, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật,

2001

[2] Nguyễn Ngọc Tân, Kỹ thuật đo, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 2001

[3] Phạm Thượng Hàn, Kỹ thuật đo lường các đại lượng vật lý, tập1, tập 2, Nhà xuất bản giáo dục, 1996

[4] Bùi Văn Sáng, Đo lường điện - vô tuyến điện, Học viện Kỹ thuật Quân sự, 1996

[5] Bob Witte, Electronic Test Instruments: Analog and Digital Measurement, Prentice Hall, 2002

[6] Joseph J Carr, Elements of Electronic Instrumentation and Measurement, 1996

[7] Clyde F Coombs, Electronic Instrument HandBook, McGraw-Hill, 1999

[8] Albert D Helfrick, William D Cooper, Modern Electronic Instrumentation and Measurement Technicques, Prentice Hall, 1990

[9] David Buchla, Wane McLachLan, Applied Electronic Instrumentation and Measurement, Macmillan 1992

- Học liệu bổ trợ

[1] Tài liệu hướng dẫn sử dụng các thiết bị đo, máy đo điện tử

[2] Tài liệu các hãng cung cấp thiết bị đo lường điện tử

6.Hình thức tổ chức dạy học:

Lịch trình dạy-học

Thời

Hình thức tổ chức dạy-học Yêu

cầu sinh viên chuẩn

bị trước khi đến lớp

Ghi chú

Giờ lên lớp

Thực hành, thí nghiệm ,…

Tự học, tự nghiên cứu

Lý thuyết

Bài tập

Thảo luận

Tuần

1:

Chương 1: Cơ sở lý thuyết về

đo lường điện tử

1.1 Các khái niệm về đo lường

điện tử

1.2 Đối tượng đo lường điện tử

1.2.1 Hệ thống các tham số và

đặc tính của của tín hiệu

1.2.2 Hệ thống các tham số và

đặc tính của của mạch điện tử

1.3 Phân loại phép đo và phương

pháp đo.

1.4 Phân loại và các đặc tính cơ

bản của thiết bị đo

1.5 Quá trình phát triển của đo

lường điện tử

1.10 Tổng quan thông số đo

lường cơ bản trong viễn thông

1.11 Tổng quan quy trình đo

lường trong viễn thông

Tuần

2:

Chương 2 – Sai số trong đo

lường

2.1 Khái niệm sai số và các

nguyên nhân gây sai số đo lường

2.2 Phân loại sai số và phương

pháp khắc phục sai số

2.3 Ứng dụng các hàm phân bố

ngẫu nhiên để đánh giá sai số

2.4 Cách xác định kết quả đo

Tuần

3:

Chương 3: Cơ sở kỹ thuật đo

lường điện tử

3.1 Cấu trúc cơ bản của máy đo

3.1.1 Cấu trúc của máy đo tham

số và đặc tính của tín hiệu

3.1.2 Cấu trúc máy đo tham số và

đặc tính của mạch điện tử

3.2 Cấu trúc chung của máy đo

số

3.2.1 Sơ đồ cấu trúc chung của

máy đo số

3.2.2 Ưu nhược điểm

Tuần

4:

3.3 Cơ cấu chỉ thị đo lường

3.3.1 Cơ cấu chỉ thị kim

3.3.2 Cơ cấu chỉ thị số

3.3.3 Ống tia điện tử CRT

3.3.4 Màn hình ma trận LED,

LCD, OLED…

Tuần

5:

3.4 Một số mạch điện cơ bản

dùng trong đo lường

3.4.1 Mạch suy giảm: Chia áp,

suy giảm Z0, suy giảm phối hợp

trở kháng

3.4.2 Mạch ghép và chia công

suất

3.4.3 Mạch cầu đo lường

3.4.4 Mạch lấy mẫu và giữ mẫu

3.4.5 Bộ lọc tương tự dùng trong

đo lường

3.5 Các bộ biến đổi ADC, DAC

dùng trong đo lường điện tử

3.6 DSP trong đo lường điện tử.

3.7 Các bộ vi xử lý dùng trong đo

lường điện tử

3.8 Máy đo điểu khiển bởi máy

tính

3.9.1 Máy đo số điều khiển bởi

máy tính

2.9.2 Phần mềm trong thiết bị đo

2.9.3 Giao diện số dùng trong đo

lường

2.9.4 Thiết bị đo thông minh

2.9 Phần mềm đo lường ảo

2.10 Tự động hoá trong đo lường

Tuần

6:

Chương 4: Máy đo và phương

pháp đo điện tử cơ bản

4.1 Thiết bị đo điện tử vạn năng

(Electronic Multimetters)

4.1.1 Thiết bị đo điện tử vạn năng

tương tự và số

4.1.2 Đo dòng điện

4.1.3 Đo điện áp

4.1.4 Đo điện trở

4.1.5 Tự động thay đổi thang đo

4.1.6 Các chức năng đo khác

Tuần

7:

4.2 Máy hiện sóng (Ô-xi-lô)

4.2.1 Khái niệm chung về quan

sát và đo lường dạng tín hiệu

4.2.2 Sơ đồ khối và nguyên lý

làm việc của ô-xi-lô tương tự

4.2.3 Nguyên lý và các phương

pháp quét

4.2.4 Nguyên lý đồng bộ và các

phương pháp kích khởi

4.2.5 Ô-xi-lô nhiều kênh

Tuần

8:

4.2.6 Ô-xi-lô số

4.2.7 Ô-xi-lô lấy mẫu

4.2.8 Ô-xi-lô hỗn hợp

4.2.9 Đầu đo dùng cho ô-xi-lô

4.2.10 Tham số kỹ thuật của

ô-xi-lô

4.2.11 Ứng dụng đo lường dùng

ô-xi-lô

Tuần

9:

Tuần

10:

4.3 Máy tạo tín hiệu đo lường

4.3.1 Phân loại

4.3.2 Tham số kỹ thuật

4.3.3 Máy tạo sóng chức năng

4.3.4 Máy tạo xung

4.3.5 Máy tạo mẫu tín hiệu số

4.3.6 Máy tạo tín hiệu RF và siêu

cao tần

4.4 Đo tần số và khoảng thời gian

4.4.1 Khái quát các phương pháp

đo tần số và khoảng thời gian

4.4.2 Máy đếm tần cơ bản: Đo

tần số, Đo chu kỳ, đo tỷ số tần số,

Các chức năng khác, Vấn đề ảnh

hưởng đến hoạt động và sai số

4.4.3 Phương pháp đếm tần nội

suy

4.4.4 Máy đếm tần siêu cao

4.4.5 Đo khoảng thời gian bằng

phương pháp đếm

4.5 Đo góc lệch pha

4.5.1 Khái quát các phương pháp

đo góc lệch pha

4.5.2 Pha mét số

Tuần

11:

Chương 5: Phân tích tín hiệu

5.1 Giới thiệu chung

5.2 Máy phân tích phổ tín hiệu

5.3 Phân tích dạng sóng

5.4 Phân tích méo dạng

5.5 Phân tích tương thích trường

điện từ EMC

Tuần

12:

Chương 6: Đo công suất

6.1 Khái niệm và phương pháp

đo công suất.

6.2 Đo công suất ở tần sô thấp

6.2.1 Phương pháp nhân

6.2.2 Phương pháp so sánh

6.3 Đo công suất tần số RF và

siêu cao tần

6.3.1 Tổng quan phương pháp đo

6.3.2 Đo công suất truyền thông

6.3.3 Đo công suất hấp thụ:

Sensor công suất và máy đo

6.3.4 Đo công suất đỉnh

Tuần

13:

Chương 7: Đo các tham số và

đặc tính của mạch điện tử

7.1 Giới thiệu chung

7.2 Đo và kiểm tra các phần tử và

mạch điện có tham số tập trung

7.2.1 Phương pháp đo trở kháng:

Phương pháp cầu, Phương pháp

cộng hưởng, Phương phápV-A,

Phương pháp cầu tự cân bằng,

Phương pháp số

7.2.2 Xác định đặc tuyến

Vôn-Ampe

7.2.3 Xác định đặc tuyến Biên độ

- tần số, Pha - tần số của mạng 4

cực

Tuần

14:

7.3 Đo các phần tử của mạch

điện có tham số phân bố

7.3.1 Đo trở kháng bằng dây đo

7.3.2 Đo trở kháng bằng phương

pháp sóng phản xạ

7.4 Máy đo và kiểm tra linh kiện

bán dẫn

7.5 Máy phân tích mạng mạch

điện (Network Analyzer)

7.6 Máy đo theo phương pháp

phản xạ mét TDR

7.7 Máy phân tích logic

7.Thang điểm đánh giá: từ 0 đến 10

8.Phương pháp, hình thức kiểm tra - đánh giá kết quả học tập môn học: bao gồm các

phân sau (hình thức kiểm tra cuối kỳ, trọng số các nội dung cần phải thông qua Trưởng

Bộ môn)

8.1 Các loại điểm kiểm tra và hình thức đánh giá:

- Tham gia học tập trên lớp (đi học đầy đủ, chuẩn bị bài tốt và tích cực thảo luận,…);

- Phần tự học, tự nghiên cứu (hoàn thành tốt nội dung, nhiệm vụ mà giảng viên giao

cho cá nhân/tuần; bài tập nhóm/tháng; bài tập cá nhân/học kì,…);

- Hoạt động theo nhóm;

- Kiểm tra - đánh giá giữa kì;

- Kiểm tra - đánh giá cuối kì : Thi viết;

8.2 Trọng số các loại điểm kiểm tra:

- Tham gia học tập trên lớp: 10%

- Tự học, tự nghiên cứu: 10%