Thực hiện Module mở rộng cho các loại cảm biến Logic thuộc xưởng thực hành đo lường & cảm biến nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy học phần đo lường & cảm biến tại khoa Công nghệ tự động

ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THỦ ĐỨC

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Tên đề tài:

THỰC HIỆN MODULE MỞ RỘNG

CHO CÁC LOẠI CẢM BIẾN LOGIC

THUỘC XƯỞNG THỰC HÀNH ĐO LƯỜNG & CẢM BIẾN

NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG GIẢNG DẠY

HỌC PHẦN ĐO LƯỜNG & CẢM BIẾN

TẠI KHOA CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG

Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Ngô Thanh Tân

Tp. Hồ Chí Minh, năm 2016

ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THỦ ĐỨC

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Tên đề tài:

THỰC HIỆN MODULE MỞ RỘNG

CHO CÁC LOẠI CẢM BIẾN LOGIC

THUỘC XƯỞNG THỰC HÀNH ĐO LƯỜNG & CẢM BIẾN NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG

GIẢNG DẠY

HỌC PHẦN ĐO LƯỜNG & CẢM BIẾN

TẠI KHOA CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG

Chủ nhiệm đề tài: NGUYỄN NGÔ THANH TÂN

Cán bộ phối hợp nghiên cứu

Tp. Hồ Chí Minh, ngày ... tháng 08 năm 2016

Khoa Công nghệ Tự động

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THỦ ĐỨC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI

Thực hiện: Ks Nguyễn Ngô Thanh Tân

1. Tên đề tài: "THỰC HIỆN MODULE MỞ RỘNG CHO CÁC LOẠI CẢM BIẾN

LOGIC THUỘC XƯỞNG THỰC HÀNH ĐO LƯỜNG & CẢM BIẾN NHẰM NÂNG

CAO CHẤT LƯỢNG GIẢNG DẠY HỌC PHẦN ĐO LƯỜNG & CẢM BIẾN TẠI

KHOA CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG".

2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:

- Thông số kỹ thuật các thiết bị trong phòng thực hành Đo lường và Cảm

biến.

- Tài liệu thực hành thiết bị cảm biến.

3. Nội dung chính của đề tài:

Thi công module mở rộng cho các loại cảm biến logic thuộc xưởng Thực hành đo

lường & Cảm biến nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy học phần Đo lường & Cảm biến tại khoa

Công nghệ tự động.

Nội dung chính thực hiện:

 Thiết kế và thi công module mở rộng cho các loại cảm biến logic.

 Tiến hành thực nghiệm và đánh giá kết quả nâng cao chất lượng giảng

dạy.

4. Ngày thực hiện đề tài: 01/03/2016

5. Ngày hoàn thành: 30/06/2016

6. Ngày hoàn thành đánh giá thử nghiệm: 18/08/2016

NGƯỜI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

i

Khoa Công nghệ Tự động

TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN

Thời gian thực hiện

TT Các hoạt động nghiên cứu

Từ tháng Đến tháng

1. Tìm hiểu về bộ đếm (counter) đa 03/2016 04/2016

chức năng H7CX

2. Thiết kê và thi công module mở rộng 04/2016 05/2016

3. Thực nghiệm và kiểm tra các chức 01/05/2016 15/05/2016

năng

4. Thực nghiêm nâng cao chất lượng 15/05/2016 30/07/2016

dạy học

5. Đánh giá kết quả 01/08/2016 18/08/2016

6. Nộp báo cáo và sản phẩm 18/08/2016 25/08/2016

ii

Khoa Công nghệ Tự động

LỜI CAM KẾT

- Tên đề tài: "THỰC HIỆN MODULE MỞ RỘNG CHO CÁC LOẠI CẢM BIẾN

LOGIC THUỘC XƯỞNG THỰC HÀNH ĐO LƯỜNG & CẢM BIẾN NHẰM

NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG GIẢNG DẠY HỌC PHẦN ĐO LƯỜNG & CẢM

BIẾN TẠI KHOA CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG".

- Họ tên giảng viên: Nguyễn Ngô Thanh Tân

Số điện thoại liên lạc: 0908490228 Email: [email protected]

- Lời cam kết: "Tôi xin cam đoan đề tài này là công trình do chính bản thân nghiên

cứu và thực hiện. Không sao chép từ bất kỳ bài viết nào đã được công bố mà không

trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịu hoàn toàn trách

nhiệm".

TP Hồ Chí Minh, Ngày…. tháng 08 năm 2016

Ký tên

iii

Khoa Công nghệ Tự động

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG NGHIỆM THU

TP.HCM, Ngày…..tháng 08 năm 2016

Chữ ký HĐNT

iv

Khoa Công nghệ Tự động

LỜI CẢM ƠN

Xin chân thành cảm ơn tới ban lãnh đạo trường Cao Đẳng Công Nghệ Thủ Đức, đặc biệt

cảm ơn tới phòng Khoa học Công nghệ, khoa Công nghệ Tự Động đã tạo điều kiện tốt nhất để

nghiên cứu và hoàn thành đề tài.

Xin chân thành cảm ơn bạn bè và đồng nghiệp đã luôn chia sẽ, động viên và đóng góp ý kiến

để đề tài hoàn thành tốt hơn.

Trong quá trình thực hiện đề tài, do những hạn chế về thời gian, kiến thức cũng như kinh

nghiệm nên không tránh khỏi nhiều sai sót. Rất mong sự đóng góp của quý thầy cô và các bạn

đồng nghiệp để ngày càng hoàn thiện hơn.

TP.HCM ngày tháng 08 năm 2016.

v

Khoa Công nghệ Tự động

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

THỰC HIỆN MODULE MỞ RỘNG CHO CÁC LOẠI CẢM BIẾN LOGIC

THUỘC XƯỞNG THỰC HÀNH ĐO LƯỜNG & CẢM BIẾN NHẰM NÂNG

CAO CHẤT LƯỢNG GIẢNG DẠY HỌC PHẦN ĐO LƯỜNG & CẢM BIẾN TẠI

KHOA CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG.

Trong thời đại ngày nay, giáo dục là vấn đề được quan tâm hàng đầu ở tất cả các

quốc gia. Chính vì vậy, môi trường giáo dục sẽ góp phần ảnh hưởng trực tiếp đến việc

tiếp thu các kiến thức, cụ thể là phòng học. Xuất phát từ nhu cầu đó, khoa công nghệ

tự động đã được trang bị phòng thực hành Đo lường & cảm biến với sự đa dạng của

các chủng loại cảm biến khác nhau, tuy nhiên, hầu hết các mô hình thí nghiệm chỉ dùng

lại ở mức độ khảo sát sự hoạt động, khộng có khả năng kết nối với các thiết bị thực tế

nên tạo ra sự nhàm chán trong học tập và khó khăn cho giáo viên khi muốn xây dụng

hệ thống bài tập thực hành minh chứng cho sinh viên thấy khả năng ứng dụng của các

loại cảm biến. Đề tài này được nghiên cứu nhằm mụch đích mở rộng ứng dụng của các

loại cảm biến logic, tận dụng tối đa các trang thiết bị hiện có tại khoa, từ đó nâng cao

chất lượng dạy học cho sinh viên thông qua kết quả điểm số kiểm tra.

vi

Khoa Công nghệ Tự động

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI ............................................................................................................ . i

LỜI CAM KẾT .................................................................................................................. .iii

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG NGHIỆM THU ............................................................... . iv

LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................... .. v

TÓM TẮT ĐỀ TÀI ........................................................................................................... . vi

MỤC LỤC ........................................................................................................................ vii

DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ ..................................................................................... xiii

DANH MỤC BẢNG BIỂU ... ........................................................................................... xv

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................................... xvi

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ................................................................................................ . 1

1.1 Tổng quan ................................................................................................................ 1

1.1.1 Đánh giá tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài ... .............. . 1

1.1.1.1. Ngoài nước .................................................................................................... . 1

1.1.1.2 Trong nước ... ................................................................................................ .. 3

1.1.2 Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................ . 4

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................... .. 4

1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài ...................................................................................... .. 4

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ... ...................................................................... ... 4

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................ . 4

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu .......................................................................................... . 4

1.5 Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................... .. 5

1.6 Kết cấu của đề tài ..................................................................................................... . 5

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN ............................................ .. 7

2.1 Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng là gì? ... ..................................................... 7

2.2 Vì sao cần nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng? ............................................ .. 8

2.3 Chu trình NCKHSPƯD .............................................................................................. . 8

vii

Khoa Công nghệ Tự động

2.4 Khung nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng ................................................................. 9

2.5 Phương pháp NCKHSPƯD ................................................................................................ 10

2.6 Cách tiến hành NCKHSPƯD .............................................................................................. 11

2.6.1 Xác định đề tài nghiên cứu ... ......................................................................................... 11

2.6.1.1 Tìm hiểu hiện trạng ................................................................................................. 11

2.6.1.2 Đưa ra các giải pháp thay thế.................................................................................. 12

2.7 Xác định vấn đề nghiên cứu ................................................................................................. 13

2.8 Xây dựng giả thuyết nghiên cứu .......................................................................................... 14

2.9 Lựa chọn thiết kế nghiên cứu ............................................................................................... 15

2.9.1 Thiết kế kiểm tra trước tác động và sau tác động đối với nhóm duy nhất ..... 16

2.9.2 Thiết kế kiểm tra trước tác động và sau tác động đối với các nhóm tương

đương ....................................................................................................................................... 18

2.9.3 Thiết kế kiểm tra trước tác động và sau tác động đối với các nhóm ngẫu

nhiên ......................................................................................................................................... 19

2.9.4 Thiết kế kiểm tra sau tác động với các nhóm ngẫu nhiên ... ........................................ 19

2.9.5 Thiết kế cơ sở AB hoặc thiết kế đa cơ sở AB ... .......................................................... . 20

2.10 Đo lường - thu thập dữ liệu ................................................................................................ 21

2.10.1 Thu thập dữ liệu ........................................................................................................... 21

2.10.2 Đo kiến thức ................................................................................................................. 22

2.10.3 Đo kĩ năng hoặc hành vi ............................................................................................. 23

a. Đo kỹ năng ... ................................................................................................................... 23

b. Đo hành vi ........................................................................................................................ 23

c. Quan sát công khai và không công khai ..................................................................... . 24

2.10.4 Đo thái độ ..................................................................................................................... 24

2.11 Độ tin cậy và độ giá trị ... ..................................................................................................... 27

1. Độ tin cậy ............................................................................................................................. 27

2. Độ giá trị ............................................................................................................................... 27

3. Mối quan hệ giữa độ tin cậy và độ giá trị ........................................................................... . 27

4. Kiểm chứng độ tin cậy của dữ liệu ... .................................................................................. 27

a, Kiểm tra nhiều lần ............................................................................................................ 28

viii

Khoa Công nghệ Tự động

b, Sử dụng các dạng đề tương đương ......................................................................................28

c, Chia đôi dữ liệu .......................................................................................................................28

d, Cách tính độ tin cậy Spearman-Brown ..............................................................................29

5. Kiểm chứng độ giá trị của dữ liệu .............................................................................................31

a, Độ giá trị nội dung .................................................................................................................31

b, Độ giá trị đồng quy ... .............................................................................................................31

c, Độ giá trị dự báo......................................................................................................................31

2.12 Phân tích dữ liệu .......................................................................................................................32

1. Tại sao sử dụng thống kê trong NCKHSPƯD? ....................................................................32

2. Mô tả dữ liệu ...............................................................................................................................33

3. So sánh dữ liệu ..........................................................................................................................34

3.1. Phép kiểm chứng t-test độc lập ... .....................................................................................36

3.2 Phép kiểm chứng t-test phụ thuộc ....................................................................................40

2.13 Mức độ ảnh hưởng (ES) ..........................................................................................................41

2.14 Phép kiểm chứng Khi bình phương .......................................................................................44

2.15 Liên hệ dữ liệu (tương quan dữ liệu) ... ....................................................................................46

2.16. Báo cáo NCKHSPƯD ............................................................................................................49

1. Mục đích của báo cáo NCKHSPƯD ......................................................................................49

2. Các nội dung cơ bản của báo cáo nghiên cứu tác động .......................................................50

3. Cấu trúc báo cáo ........................................................................................................................50

3.1. Tên đề tài ..............................................................................................................................50

3.2. Tên tác giả và tổ chức..........................................................................................................50

3.3. Tóm tắt .................................................................................................................................51

3.4. Giới thiệu ... ..........................................................................................................................51

3.5. Phương pháp ......................................................................................................................51

a. Khách thể nghiên cứu ........................................................................................................51

b. Thiết kế ................................................................................................................................51

c. Quy trình nghiên cứu .........................................................................................................52

d. Đo lường .............................................................................................................................52

ix

Khoa Công nghệ Tự động

6. Phân tích dữ liệu và bàn luận kết quả ..............................................................52

7. Kết luận và khuyến nghị...................................................................................53

8. Tài liệu tham khảo ...........................................................................................53

9. Phụ lục ... .........................................................................................................53

3.6 . Ngôn ngữ và trình bày báo cáo ...................................................................54

3.7. Lập kế hoạch nghiên cứu KHSPƯD ...............................................................55

CHƯƠNG 3: .................................................................................................................57

THỰC HIỆN MODULE MỞ RỘNG .............................................................................57

CHO CÁC LOẠI CẢM BIẾN LOGIC ..........................................................................57

THUỘC XƯỞNG THỰC HÀNH ĐO LƯỜNG & CẢM BIẾN .....................................57

3.1 Giới thiệu: ................................................................................................................57

3.2 Một số cảm biến logic tại xưởng thực hành Đo lường và cảm biến: ... ...................57

3.2.1 Cảm biến quang: ..............................................................................................57

A. Lý thuyết: ... ........................................................................................................57

I. Cấu tạo: ............................................................................................................57

II. Cảm biến quang dạng thu phát riêng: .............................................................58

III. Cảm biến quang dạng thu phát chung: ... ......................................................59

B. Thí nghiệm cảm biến quang [7] .........................................................................61

I. Giới thiệu chung về thiết bị: ..............................................................................61

II. Giới thiệu các module sử dụng trong mô hình. .. ............................................62

IV. Nội dung thí nghiệm ......................................................................................68

a. Thí nghiệm cảm biến quang loại phản xạ- khuếch tán. .. ............................68

b. Thí nghiệm cảm biến quang loại gương.......................................................70

c. Thí nghiệm cảm biến quang loại thu phát riêng. .........................................72

3.2.2 Cảm biến tiệm cận: ...........................................................................................73

I. Khái niệm: ...........................................................................................................73

II. Cảm biến tiệm cận loại điện cảm: ..................................................................74

a. Cấu tạo: gồm 4 bộ phận chính: .....................................................................74

x