Mục tiêu của môn học: - Trình bày đợc cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các bộ chuyển đổi: chuyển đổi điện trở, chuyển đổi điện từ, chuyển đổi tĩnh điện, chuyển đổi nhiệt điện.. Phân loại
Trang 1chơng trình môN Học hệ thống thông tin đo lờng
Mã số của môn học: MH 20
Thời gian của môn học: 120h; ` (Lý thuyết: 95h; Thực hành, Bài tập: 25h)
I Vị trí, tính chất của môn học:
- Vị trí: Môn học đợc bố trí sau khi sinh viên đã học xong các môn học chung, Vẽ
kỹ thuật điện, Cơ sở kỹ thuật điện, Cơ ứng dụng, thực hành điện cơ bản, Vật liệu
điện, Khí cụ điện, Máy điện, cùng các môn học/môđun chuyên môn nghề
- Tính chất của môn học: Môn học chuyên môn nghề bắt buộc
II Mục tiêu của môn học:
- Trình bày đợc cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các bộ chuyển đổi: chuyển đổi
điện trở, chuyển đổi điện từ, chuyển đổi tĩnh điện, chuyển đổi nhiệt điện
- Phân loại đợc các đối tợng đo
- Sử dụng thành thạo các bộ chuyển đổi chuyển đổi điện trở, chuyển đổi điện từ, chuyển đổi tĩnh điện, chuyển đổi nhiệt điện, kiểm tra, phát hiện h hỏng của thiết bị/
hệ thống chuyển đổi điện trở, chuyển đổi điện từ, chuyển đổi tĩnh điện, chuyển đổi nhiệt điện
- Trình bày đợc cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các hệ thống thông tin đo lờng
- Lựa chọn và lắp đặt các loại sensơ/thiết bị đo thích hợp cho từng trờng hợp đo cụ thể
- Phân tích chính xác các khối của các hệ thống thông tin đo lờng
- Chọn đợc phép biến đổi tín hiệu và sử dụng kênh liên lạc cho phù hợp với hệ thống
- Trình bày một số cấu trúc, dạng tín hiệu, chọn thông số tín hiệu trực tiếp của một
số hệ thống đo xa
III Nội dung môn học:
1 Nội dung và phân phối thời gian:
Số
Thời gian Tổng
số thuyết Lý hành, Thực
Bài tập
Kiểm tra *
(LT hoặc TH)
1 Những kiến thức chung về chuyển
1.2 Các đặc tính của chuyển đổi sơ
Trang 23.1 Chuyển đổi điện cảm 03 02 01
6 Phân loại hệ thống thông tin đo
6.1 Phân loại hệ thống thông tin đo
6.2 Phân loại hệ thống thông tin đo
6.3 Phân loại hệ thống thông tin đo
l-ờng theo sơ đồ cấu trúc
6.4 Tổ chức làm việc của hệ thống
7 Tín hiệu đo - Các phép biến đổi tín
7.2 Mã hóa và một số phơng pháp mã
7.3 Nhiễu - Một số phơng pháp
7.4 Sự d thừa thông tin và phơng pháp
8.1 Định nghĩa - Đặc tính của kênh
9.1 Yêu cầu đối với chuyển đổi
9.2 Bộ tạo mẫu và cách thể hiện
9.3 Tuyến tính hóa trong chuyển đổi 02 02 00
Trang 3chuẩn hóa
9.4 Cấu tạo của chuyển đổi chuẩn
10.2 Các đặc tính đặc biệt của hệ
10.3 Tính toán các đặc tính thống kê
của sai số một hệ thống đo xa liên
tục và tuyến tính
10.4 Lựa chọn tối u chu kỳ rời rạc hóa
11 Tính toán các thông số của hệ đo
11.3 Các phơng pháp đo tần số ở phía
11.4 Lựa chọn thông số tín hiệu đối
với hệ thống đo tần số bằng
ph-ơng pháp đếm trực tiếp
11.5 Lựa chọn tối u thông số của tín
hiệu với hệ thống đo tần số bằng
phơng pháp đếm trực tiếp
11.6 Lựa chọn thông số của tín hiệu
12 Tính toán thông số của hệ thống
12.1 Sơ đồ khối của hệ thống đo xa
13.4 Chọn dẫy mã từ điều kiện tối u 04 02 02
14.2 Nguyên lý phơng pháp xấp xỉ hóa
14.3 Hệ thống đo lờng xa với sự rời
14.4 Hệ thống đo lờng xa với sự đổi
nối thích nghi
Trang 4Tổng cộng 120 95 25 8
* Ghi chú: Thời gian kiểm tra lý thuyết đợc tính vào giờ lý thuyết, kiểm tra thực hành đợc tính vào giờ thực hành.
2 Nội dung chi tiết:
I Phần I : Các phần tử thu nhận thông tin
Chơng 1: Những kiến thức chung về chuyển đổi sơ cấp
Mục tiêu:
- Trình bày đợc định nghĩa, khái niệm chung về chuyển đổi sơ cấp
- Trình bày đợc các cách phân loại chuyển đổi sơ cấp
Nội dung: Thời gian thực hiện: 03h (LT: 03h; TH, BT: 0h)
1.1 Khái niệm và định nghĩa
1.1.1 Khái niệm chung
1.1.2 Định nghĩa
Thời gian: 01h
1.2 Các đặc tính của chuyển đổi sơ cấp
1.2.1 Đại lợng chủ
1.2.2 Đặc tính của chuyển đổi
Thời gian: 01h
1.3 Phân loại chuyển đổi sơ cấp
1.3.1 Phân loại theo phơng pháp đo
1.3.2 Phân loại theo nguồn điện
1.3.3 Phân loại theo nguyên lý của chuyển đổi
Thời gian: 01h
Chơng 2: Chuyển đổi điện trở
Mục tiêu:
- Trình bày đợc cấu tạo, nguyên lý làm việc và mạch đo của các bộ chuyển đổi
điện trở, chuyển đổi tenzo
- Trình bày đợc tính năng, sai số và ứng dụng của các bộ chuyển đổi điện trở chuyển đổi tenzo
Nội dung: Thời gian thực hiện: 07h (LT: 05h; TH, BT: 02h)
2.1 Chuyển đổi điện trở
2.1.1 Nguyên lý cơ bản
2.1.2 Độ nhạy và độ chính xác
2.1.3 Mạch đo của chuyển đổi
Thời gian: 03h
2.2 Chuyển đổi tenzo
2.2.1 Nguyên lý - Cấu tạo
2.2.2.: Sai số và ứng dụng
2.2.3 Mạch đo của chuyển đổi tenzo
Thời gian: 04h
Chơng 3: Chuyển đổi điện từ
Mục tiêu:
- Trình bày đợc cấu tạo, nguyên lý làm việc và mạch đo của các bộ chuyển đổi
điện từ
- Trình bày đợc tính năng, sai số và ứng dụng của các bộ chuyển đổi điện từ
Trang 5Nội dung: Thời gian thực hiện: 12h (LT: 08h; TH, BT: 04h)
3.1 Chuyển đổi điện cảm
3.1.1 Một số loại chuyển đổi thờng gặp
3.1.2 Tính năng của chuyển đổi điện cảm
3.1.3 Mạch đo của chuyển đổi điện cảm
Thời gian: 03h
3.2 Chuyển đổi hỗ cảm
3.2.1 Các loại chuyển đổi
3.2.2 Tính năng của chuyển đổi hỗ cảm
3.2.3 Mạch đo của chuyển đổi hỗ cảm
Thời gian: 03h
3.3 Chuyển đổi áp từ
3.3.1 Sai số, ứng dụng
3.3.2 Tính năng của chuyển đổi áp từ
3.3.3 Mạch đo, sai số, ứng dụng
Thời gian: 03h
3.4 Chuyển đổi cảm ứng
3.4.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc
3.4.2 Tính năng của chuyển đổi cảm ứng
3.4.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc
Thời gian: 03h
Chơng 4: Chuyển đổi tĩnh điện
Mục tiêu:
- Trình bày đợc cấu tạo, nguyên lý làm việc và mạch đo của các bộ chuyển đổi điện dung, chuyển đổi áp điện, chuyển đổi electric
- Trình bày đợc tính năng, sai số và ứng dụng của các bộ chuyển đổi điện dung, chuyển đổi áp điện, chuyển đổi electric
Nội dung: Thời gian thực hiện: 10h (LT: 07h; TH, BT: 03h)
4.1 Chuyển đổi điện dung
4.1.1 Nguyên lý làm việc
4.1.2 Tính năng của chuyển đổi điện dung
4.1.3 Mạch đo và ứng dụng
Thời gian: 03h
4.2 Chuyển đổi áp điện
4.2.1 Nguyên lý làm việc
4.2.2 Mạch đo và đặc tính động của chuyển đổi áp điện
4.2.3 Sai số và ứng dụng
Thời gian: 03h
4.3 Chuyển đổi electric
4.3.1 Nguyên lý làm việc
4.3.2 Phơng hớng chuyển đổi của electric hiện nay
Thời gian: 04h
Chơng 5: Chuyển đổi nhiệt điện
Mục tiêu:
- Trình bày đợc cấu tạo, nguyên lý làm việc và mạch đo của các bộ chuyển đổi nhiệt ngẫu, chuyển đổi nhiệt điện trở
- Trình bày đợc tính năng, sai số và ứng dụng của các bộ chuyển đổi nhiệt
Trang 6ngẫu, chuyển đổi nhiệt điện trở.
Nội dung: Thời gian thực hiện: 06h (LT: 04h; TH, BT: 02h)
5.1 Chuyển đổi nhiệt ngẫu
5.1.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc
5.1.2 Các đặc tính vận hành
5.1.3 ứng dụng
Thời gian: 03h
5.2 Chuyển đổi nhiệt điện trở
5.2.1 Nguyên lý hoạt động
5.2.2 Các loại nhiệt điện trở
5.2.3 Mạch đo của chuyển đổi
Thời gian: 03h
II Phần II : Hệ thống thông tin đo lờng
Chơng 6: Phân loại hệ thống thông tin đo lờng.
Mục tiêu:
- Trình bày đợc Tổ chức làm việc của hệ thống thông tin đo lờng
- Trình bày đợc Phân loại hệ thống thông tin đo lờng theo tín hiệu vào, ra, theo sơ
đồ cấu trúc
Nội dung: Thời gian thực hiện: 08h (LT: 08h; TH, BT: 0h)
6.1 Phân loại hệ thống thông tin đo lờng theo tín hiệu vào Thời gian: 02h
6.2 Phân loại hệ thống thông tin đo lờng theo tín hiệu ra Thời gian: 02h
6.3 Phân loại hệ thống thông tin đo lờng theo sơ đồ cấu trúc
6.3.1 Hệ thống có các kênh song song
6.3.2 Hệ thống có các kênh nối tiếp
6.3.3 Hệ thống có các kênh nối tiếp và song song
Thời gian: 02h
6.4 Tổ chức làm việc của hệ thống thông tin đo lờng Thời gian: 02h
Chơng 7: Tín hiệu đo - các phép biến đổi tín hiệu
Mục tiêu:
- Phân loại tín hiệu đo
- Trình bày đợc khái niệm về mã hóa, nhiễu và sợ d thừa thông tin của tín hiệu đo
- Trình bày đợc phơng pháp mã hóa, nhiễu và phơng pháp chống nhiễu của tín hiệu đo
Nội dung: Thời gian thực hiện: 06h (LT: 06h; TH, BT: 0h)
7.1 Phân loại tín hiệu đo
7.1.1: Rời rạc hóa tín hiệu đo
7.1.2: Lợng tử hóa theo mức
Thời gian: 01h
7.2 Mã hóa và một số phơng pháp mã hóa Thời gian: 02h
7.3 Nhiễu - Một số phơng pháp chống nhiễu
7.3.1 Nhiễu
7.3.2 Các loại nhiễu
7.3.3 Các phơng pháp chống nhiễu
Thời gian: 02h
Trang 77.4 Sự d thừa thông tin và phơng pháp giảm
7.4.1 Hiện tợng d thừa thông tin
7.4.2 Nguyên nhân
7.4.3 Cách đánh giá lợng thông tin d thừa
7.4.4 Cách giảm lợng thông tin thừa
Thời gian: 01h
Chơng 8: Kênh liên lạc
Mục tiêu:
- Trình bày đợc định nghĩa, đặc tính của kênh liên lạc
- Phân loại đợc các bộ đổi nối, các loại dây liên lạc
- Trình bày đợc cấu tạo và các chế độ làm việc của bộ đổi nối
Nội dung: Thời gian thực hiện: 03h (LT: 03h; TH, BT: 0h)
8.1 Định nghĩa - Đặc tính của kênh liên lạc
8.1.1 Định nghĩa
8.1.2 Đặc tính của kênh liên lạc
Thời gian: 01h
8.2 Dây liên lạc
8.2.1 Đờng dây hữu tuyến
8.2.2 Đờng dây vô tuyến
8.2.3 Đờng dây cáp quang
Thời gian: 01h
8.3 Bộ đổi nối
8.3.1 Mục đích
8.3.2 Phân loại
8.3.3 Các chế độ làm việc
8.3.4 Cấu tạo các bộ đổi nối
Thời gian: 01h
Chơng 9: Chuyển đổi chuẩn hóa
Mục tiêu:
- Nêu đợc các yêu cầu đối và tuyến tính hóa trong chuyển đổi chuẩn hóa
- Trình bày đợc cấu tạo của chuyển đổi chuẩn hóa, bộ tạo mẫu và cách thể hiện thông tin
Nội dung: Thời gian thực hiện: 07h (LT: 07h; TH, BT: 0h)
9.1 Yêu cầu đối với chuyển đổi chuẩn hóa Thời gian: 01h
9.2 Cấu tạo của chuyển đổi chuẩn hóa Thời gian: 02h
9.3 Bộ tạo mẫu và cách thể hiện thông tin Thời gian: 02h
9.4 Tuyến tính hóa trong chuyển đổi chuẩn hóa
9.4.1 Mẫu
9.4.2 Cách thể hiện thông tin trong đo lờng
Thời gian: 02h
Chơng 10: Hệ thống đo lờng xa
Mục tiêu:
- Nêu đợc các đặc tính đặc biệt của hệ thống đo lờng xa
Trang 8- Tính toán đợc các đặc tính thống kê của sai số một hệ thống đo xa liên tục và tuyến tính
- Trình bày đợc cách lựa chọn tối u chu kỳ rời rạc hóa trong hệ thống đo xa
Nội dung: Thời gian thực hiện: 10h (LT: 09h; TH, BT: 01h)
10.2 Các đặc tính đặc biệt của hệ thống đo lờng xa
10.2.1 Sai số
10.2.2 Độ tác động nhanh
10.2.3 Sai số động
10.2.4 Cộng tín hiệu
Thời gian: 02h
10.3 Tính toán các đặc tính thống kê của sai số một hệ thống
đo xa liên tục và tuyến tính
10.3.1 Tính sai số động
10.3.2 Tính sai số tĩnh
10.3.3 Tính sai số trong hệ thống đo xa có sự rời rạc hóa
tín hiệu
Thời gian: 06h
10.4 Lựa chọn tối u chu kỳ rời rạc hóa trong hệ thống đo xa Thời gian: 01h
Chơng 11: Tính toán các thông số của hệ đo xa tần số
Mục tiêu:
- Nắm đợc cấu trúc một hệ tần số
- Trình bày đợc các dạng tín hiệu, phơng pháp đo tần số ở phía thu
- Tính toán và lựa chọn thông số tín hiệu với hệ thống
Nội dung: Thời gian thực hiện: 18h (LT: 15h; TH, BT: 03h)
11.2 Các dạng tín hiệu
11.2.1 Tín hiệu là xoay chiều hình sin
11.2.2 Tín hiệu là xung
Thời gian: 01h
11.3 Các phơng pháp đo tần số ở phía thu
11.3.1 Phơng pháp láy vi phân
11.3.2 Phơng pháp đo tần số bằng chỉ thị số
11.3.3 Phơng pháp trung bình
11.3.4 Phơng pháp đo chu kỳ T
Thời gian: 03h
11.4 Lựa chọn thông số tín hiệu đối với hệ thống đo tần số
bằng phơng pháp đếm trực tiếp
Thời gian: 05h
11.5 Lựa chọn tối u thông số của tín hiệu với hệ thống đo tần
số bằng phơng pháp đếm trực tiếp Thời gian: 05h 11.6 Lựa chọn thông số của tín hiệu với hệ thống Thời gian: 03h
Chơng 12: Tính toán thông số của hệ thống đo thời gian xung
Mục tiêu:
- Trình bày đợc sơ đồ khối của hệ thống đo xa thời gian
Trang 9- Trình bày đợc các dạng tín hiệu
Nội dung: Thời gian thực hiện: 04h (LT: 03h; TH, BT: 01h)
12.1 Sơ đồ khối của hệ thống đo xa thời gian xung Thời gian: 01h
Chơng 13: Hệ thống đo xa số Mã xung
-Mục tiêu:
- Trình bày đợc cấu trúc, dạng tín hiệu của hệ thống số
- Lựa chọn đợc thông số của tín hiệu, dẫy mã từ điều kiện tối u
Nội dung: Thời gian thực hiện: 12h (LT: 07h; TH, BT: 05h)
13.4 Chọn dẫy mã từ điều kiện tối u
13.4.1 Sai số tĩnh
13.4.2 Sai số động
13.4.3 Cách giải gần đúng tìm K0 (tối u)
Thời gian: 04h
Chơng 14: Hệ thống đo xa thích nghi
Mục tiêu:
- Trình bày đợc cơ sở chung hệ thống đo xa thích nghi
- Trình bày đợc nguyên lý phơng pháp xấp xỉ hóa từng đoạn
- Trình bày đợc Hệ thống đo lờng xa với sự rời rạc hóa, đổi nối hóa thích nghi
Nội dung: Thời gian thực hiện: 14h (LT: 10h; TH, BT: 04h)
14.2 Nguyên lý phơng pháp xấp xỉ hóa từng đoạn
14.2.1 Trờng hợp dạng ngoại suy
14.2.2.Trờng hợp dạng nội suy
Thời gian: 02h
14.3 Hệ thống đo lờng xa với sự rời rạc hóa thích nghi
14.3.1 Hệ thống đo lờng xa với thích nghi một thông số
14.3.2 Hệ thống đo lờng xa với thích nghi hai thông số
Thời gian: 06h
14.4 Hệ thống đo lờng xa với sự đổi nối thích nghi Thời gian: 05h
IV Điều kiện thực hiện chơng trình:
- Máy móc, dụng cụ và trang thiết bị:
+ Nguồn điện AC 1 pha, 3 pha điều chỉnh đợc
+ Nguồn điện DC điều chỉnh đợc
+ Bộ thí nghiệm về mạch điện DC
+ Bộ thí nghiệm về mạch điện AC 1pha, 3 pha
+ Hệ thống đo xa các loại
+ Bộ biến tần các loại
+ Bộ giải mã các loại
Trang 10+ Project Board.
+ Ampemét các loại
+ Vôn mét các loại
+ Đồng hồ vạn năng các loại
+ Máy biến dòng điện các loại
+ Máy biến điện áp các loại
+ Mêgômmét các loại
+ Terômét các loại
+ Ampe kìm các loại
+ Mỏ hàn xung công xuất nhỏ
+ Nỉa các loại, Kính lúp
+ Bàn, giá thực hành ( Mặt bàn đợc làm bằng kính hoặc Mêca)
+ Kìm điện các loại (Kìm răng, kìm nhọn, kìm cắt, kìm tuốt dây, kìm ép đầu cốt) + Tuốc-nơ-vít đa năng
+ Sensơr các loại
- Nguyên vật liệu:
+ Điện trở các loại
+ Tụ điện các loại
+ Cuộn cảm các loại
+ IC các loại
+ Dây dẫn điện các loại
+ Dây buộc/rút bằng nhựa các loại
+ Đầu cốt các cỡ
+ Thiếc dây
+ giẻ lau bằng vải trắng
+ Cồn hoặc xăng A95
V Phuơng pháp và nội dung đánh giá:
- Về kiến thức:
+ Đánh giá mức độ tiếp thu của học sinh về khái niệm, phơng pháp chuyển đổi chuẩn hóa
+ Đánh giá mức độ tiếp thu của học sinh về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các
bộ chuyển đổi; chuyển đổi điện trở, chuyển đổi điện từ, chuyển đổi tĩnh điện,
chuyển đổi nhiệt điện
+ Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các hệ thống thông tin đo lờng + Lựa chọn và lắp đặt các loại sensơ/thiết bị đo thích hợp cho từng trờng hợp đo
cụ thể
+ Phân tích chính xác các khối của các hệ thống thông tin đo lờng
+ Nêu đợc các đặc tính đặc biệt của hệ thống đo lờng xa
+ Nắm đợc cách lựa chọn tối u chu kỳ rời rạc hóa trong hệ thống đo xa
- Về kỹ năng:
Trang 11+ Kỹ năng lắp ráp các mạch theo yêu cầu thiết kế, tính toán.
+ Phân tích sự cố h hỏng, xử lý thay thế các linh kiện mới hoặc linh kiện tơng
đ-ơng
+ Chọn đợc kênh liên lạc phù hợp với hệ thống thông tin đo lờng
+ Tính toán đợc các đặc tính thống kê của sai số một hệ thống đo xa liên tục và tuyến tính
+ Tính toán và lựa chọn đợc cấu trúc một hệ thống tối u
+ Tính toán và lựa chọn đợc các thông số của các loại tín hiệu hệ thống đo lờng xa
VI Hớng dẫn chơng trình :
1 Phạm vi áp dụng chơng trình :
Chơng trình môn học đợc sử dụng để giảng dạy cho trình độ Cao đẳng nghề Đo lờng điện, làm tài liệu tham khảo cho các cấp trình độ và các ngành nghề liên quan
2 Hớng dẫn một số điểm chính về phơng pháp giảng dạy môn học :
Giáo viên trớc khi giảng dạy cần phải căn cứ vào nội dung của từng bài học, chuẩn bị đầy đủ các điều kiện thực hiện bài học để đảm bảo chất lợng giảng dạy
3 Những trọng tâm chơng trình cần chú ý :
- Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các bộ chuyển đổi: chuyển đổi điện trở,
chuyển đổi điện từ, chuyển đổi tĩnh điện, chuyển đổi nhiệt điện
- Phân loại đợc các đối tợng đo
- Độ chính xác các khối của các hệ thống thông tin đo lờng
- Trình bày phép biến đổi tín hiệu và sử dụng kênh liên lạc cho phù hợp với hệ thống
4 Tài liệu cần tham khảo:
- Hớng dẫn môn học Hệ thống thông tin đo lờng
- Giáo trình lý thuyết
- Phiếu thực hành
- Bộ ngân hàng câu hỏi thi, kiểm tra
- Giáo trình đo lờng các đại lợng điện và không điện - Nguyễn Văn Hòa - NXB GD
- Kỹ thuật đo lờng các đại lợng vật lý - Phạm Thợng Hàn - NXB GD
- Đo lờng và điều khiển bằng máy tính - Ngô Diên Tập - NXB KHKT
- Cơ sở kỹ tuật đo lờng - Phạm Thợng Hàn - NXB KHKT
- Kỹ thuật đo - Nguyễn Ngọc Tân- NXB KHKT
- Kỹ thuật số - Nguyễn Bính - NXB KHKT
- Dụng cụ và hệ thống thông tin đo lờng điện - David A.Bell - NXB KHKT
- Cảm biến và ứng dụng - Dơng Minh Trí - NXB KHKT