แผนการสอน

วิชา

Electronics in Digital Measuring System (240-234)

อิเล็กทรอนิกส์ในระบบการวัดทางดิจิตอล

 

 

จำนวนหน่วยกิต 3 หน่วย สอนโดยการบรรยาย สัปดาห์ละ 3 ชั่วโมง

รวมทั้งสิ้น 15 สัปดาห์ 45 ชั่วโมง

อาจารย์ผู้สอน ดำรงค์ เคล้าดี

คำอธิบายรายวิชา (ตามที่ระบุไว้ในหลักสูตร)

ระบบการวัดทางดิจิตอล วงจรเปรียบเทียบและอนาลอกสวิทช์ ตัวแปลงดิจิตอลเป็นอนาลอก และอนาลอกเป็นดิจิตอล ตัวขยายและแยกของแซมเปิลแอนด์โฮลด์ ตัวตรวจวัดข้อมูล ระบบของตัวตรวจวัดข้อมูล และการออกแบบ การประมวลผลข้อมูลทางดิจิตอล การติดต่อกับเครื่องมือที่โปรแกรมได้

วัตถุประสงค์ของวิชา

1. เพื่อให้เข้าใจถึงระบบการวัดทางอิเล็กทรอนิกส์ และระบบการวัดทางดิจิตอล

2. เพื่อให้เห็นถึงความสำคัญของเทคโนโลยีระบบการวัดทางดิจิตอล

3. เพื่อให้นักศึกษาสามารถออกแบบระบบทางอิเล็กทรอนิกส์ที่เกี่ยวข้องกับการวัดและการควบคุมทางดิจิตอลในแบบต่างๆ

4. เพื่อให้มีความเข้าใจในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานที่เกี่ยวข้องในระบบการวัดทางดิจิตอลและสามารถออกแบบนำไปใช้งานได้อย่างเหมาะสม

5. ให้นักศึกษามีความสามารถในการประยุกต์ระบบการวัดทางดิจิตอล มาใช้กับระบบต่างๆที่ใช้พื้นฐานเดียวกัน

6. เพื่อให้สามารถเข้าใจพื้นฐานของการเชื่อมต่อระบบการวัดกับดิจิตอลคอมพิวเตอร์

7. ให้นักศึกษาสามารถนำความรู้ไปใช้ในการพัฒนาระบบการวัดรวมทั้งระบบอื่นๆที่ใช้พื้นฐานเดียวกัน ใน อุตสาหกรรม

 

เนื้อหาวิชา (Course Content) และการจัดประสบการณ์การเรียน (Learning Experience)

แนะนำรายวิชา

1. ระยะเวลา

1 ชั่วโมง

2. เนื้อหา

แนะนำการเรียนการสอน การคิดคะแนน เนื้อหาโดยรวม และหนังสืออ้างอิง

บทที่ 1 การวัดและความผิดพลาด

1. ระยะเวลา

4 ชั่วโมง

2. แนวความคิดหลักที่สำคัญของบท

ในบทนี้ให้นักศึกษาเข้าใจถึงระบบการวัดแบบต่างๆ ชนิดของความผิดพลาดและการป้องกันความผิดพลาดในการวัด การเพิ่มความเชื่อถือได้ของข้อมูล และหลักการทางสถิติที่สำคัญในระบบการวัด

3. เนื้อหาวิชา

ความแม่นและความเที่ยง

เลขนัยสำคัญ

ชนิดของความผิดพลาด

การวิเคราะห์ทางสถิติ

ความน่าจะเป็นของความผิดพลาด

ขีดจำกัดความผิดพลาด

ผลกระทบของการโหลด

4. อุปกรณ์สื่อการสอน

ชุดคอมพิวเตอร์ Slide Presentation

กระดานดำ

เอกสารประกอบการสอน ตำรา : อิเล็กทรอนิกส์ในระบบการวัดทางดิจิตอล

บทที่ 2 ระบบการวัดทางอิเล็กทรอนิกส์

1. ระยะเวลา

3 ชั่วโมง

2. แนวความคิดหลักที่สำคัญของบท

เพื่อให้เข้าใจถึงระบบการวัดทางอิเล็กทรอนิกส์ ทั้งแบบอนาลอกและดิจิตอล การส่งผ่านข้อมูล และรูปแบบของการแปลงข้อมูล โครงสร้างและองค์ประกอบของระบบการวัดทางดิจิตอล

3. เนื้อหาวิชา

พื้นฐานของระบบการวัดทางอิเล็กทรอนิกส์

ระบบการวัด

หลักการของระบบการวัดทางอิเล็กทรอนิกส์

ระบบการวัดทางอนาลอก

ระบบการวัดทางดิจิตอล

ระบบการวัดแบบหลายข้อมูล

การมัลติเพล็กซ์และดีมัลติเพล็กซ์

ระบบส่งข้อมูลระยะไกล

การแปลงรูปแบบของสัญญาณ

4. อุปกรณ์สื่อการสอน

ชุดคอมพิวเตอร์ Slide Presentation

กระดานดำ

เอกสารประกอบการสอน ตำรา : อิเล็กทรอนิกส์ในระบบการวัดทางดิจิตอล

บทที่ 3 ออปแอมป์และการประยุกต์ออปแอมป์

1. ระยะเวลา

6 ชั่วโมง

2. แนวความคิดหลักที่สำคัญของบท

เพื่อให้รู้จักออปแอมป์ เข้าใจคุณสมบัติและหลักการทำงานของออปแอมป์ และประเภทของออปแอมป์ชนิดต่างๆ และสามารถเข้าใจการนำออปแอมป์ไปใช้งานในแบบต่างๆ รวมถึงการแก้ปัญหาของออปแอมป์ที่ไม่เป็นไปตามอุดมคติ และการนำไปใช้งานในทางปฏิบัติ

3. เนื้อหาวิชา

คุณสมบัติของออปแอมป์

พารามิเตอร์ของออปแอมป์มาตรฐาน

ชนิดของออปแอมป์

วงจรขยายแบบกลับเฟส

วงจรขยายแบบไม่กลับเฟส

วงจรตามแรงดัน

วงจรบวกสัญญาณ

วงจรลบสัญญาณ

วงจรอินทิเกรต

วงจรแปลงกระแสเป็นแรงดัน

การแก้ปัญหาออปเซ็ตของออปแอมป์

ไอซีออปแอมป์ในทางปฏิบัติ

4. อุปกรณ์สื่อการสอน

ชุดคอมพิวเตอร์ Slide Presentation

กระดานดำ

เอกสารประกอบการสอน ตำรา : อิเล็กทรอนิกส์ในระบบการวัดทางดิจิตอล

บทที่ 4 วงจรขยายอุปกรณ์วัด

1. ระยะเวลา

3 ชั่วโมง

2. แนวความคิดหลักที่สำคัญของบท

เพื่อให้รู้จักวงจรขยายอุปกรณ์วัด ความแตกต่างจากวงจรขยายปกติ แบบต่างๆ และการนำไปใช้งานในทางปฏิบัติ

3. เนื้อหาวิชา

การกำจัดสัญญาณรบกวนแบบโหมดผลต่าง

วงจรขยายผลต่างแบบพื้นฐาน

วงจรขยายอุปกรณ์วัดแบบโหมดผลต่าง

วงจรขยายอุปกรณ์วัดแบบปรับอัตราขยายได้

วงจรขยายอุปกรณ์วัดแบบใช้การป้อนกลับ T

ไอซีวงจรขยายอุปกรณ์วัดที่ใช้ในทางปฏิบัติ

4. อุปกรณ์สื่อการสอน

ชุดคอมพิวเตอร์ Slide Presentation

กระดานดำ

เอกสารประกอบการสอน ตำรา : อิเล็กทรอนิกส์ในระบบการวัดทางดิจิตอล

บทที่ 5 วงจรเปรียบเทียบ

1. ระยะเวลา

5 ชั่วโมง

2. แนวความคิดหลักที่สำคัญของบท

แนะนำวงจรเปรียบเทียบ การออกแบบวงจรเปรียบเทียบแบบต่างๆ การออกแบบการเชื่อมต่อเอาท์พุตของวงจรเปรียบเทียบกับอุปกรณ์แบบต่างๆ และการนำไปใช้งานในทางปฏิบัติ

3. เนื้อหาวิชา

วงจรเปรียบเทียบพื้นฐาน

วงจรเปรียบเทียบแบบโหมดกระแส

วงจรเปรียบเทียบที่จำกัดระดับแรงดันเอาท์พุต

ี การป้อนกลับในวงจรเปรียบเทียบ

วงจรตรวจจับผ่านศูนย์

วงจรตรวจจับผ่านศูนย์แบบฮีสเตอริซีส

วงจรเปรียบเทียบแบบหน้าต่าง

วงจรเปรียบเทียบแบบปรับตำแหน่งการฮีสเตอริซีสได้

การเพิ่มกำลังขับเอาท์พุต

วงจรเปรียบเทียบที่เชื่อมต่อกับระบบดิจิตอล

4. อุปกรณ์สื่อการสอน

ชุดคอมพิวเตอร์ Slide Presentation

กระดานดำ

เอกสารประกอบการสอน ตำรา : อิเล็กทรอนิกส์ในระบบการวัดทางดิจิตอล

บทที่ 6 อนาลอกสวิทช์

1. ระยะเวลา

3 ชั่วโมง

2. แนวความคิดหลักที่สำคัญของบท

แนะนำเปรียบเทียบอนาลอกสวิทช์และรีเลย์ การออกแบบอนาลอกสวิทช์แบบต่างๆ และข้อกำหนดคุณสมบัติของอนาลอกสวิทช์

3. เนื้อหาวิชา

การเปรียบเทียบระหว่างอนาลอกสวิทช์และรีเลย์

พื้นฐานของอนาลอกสวิทช์

อนาลอกสวิทช์แบบทรานซิสเตอร์

อนาลอกสวิทช์แบบ JFET

อนาลอกสวิทช์แบบ MOSFET

อนาลอกสวิทช์แบบ CMOS

รูปแบบของการสวิทช์

ความเร็วของการสวิทช์

4. อุปกรณ์สื่อการสอน

ชุดคอมพิวเตอร์ Slide Presentation

กระดานดำ

เอกสารประกอบการสอน ตำรา : อิเล็กทรอนิกส์ในระบบการวัดทางดิจิตอล

บทที่ 7 วงจรมัลติเพล็กซ์

ระยะเวลา 3 ชั่วโมง

แนวความคิดหลักที่สำคัญของบท

เพื่อให้เข้าใจหลักการทำงานของวงจรมัลติเพล็กซ์ ให้สามารถออกแบบวงจรมัลติเพล็กซ์ทั้งแบบอนาลอก และดิจิตอลได้ และสามารถนำไปใช้งานในทางปฏิบัติ

เนื้อหาวิชา

วงจรมัลติเพล็กซ์สัญญาณอนาลอก

การเพิ่มจำนวนช่องสัญญาณของวงจรมัลติเพล็กซ์

การเปลี่ยนแปลงของความต้านทานขณะสวิทช์เปิด

การมัลติเพล็กซ์และการดีมัลติเพล็กซ์

วิธีการซิงโครไนซ์

วงจรมัลติเพล็กซ์สัญญาณดิจิตอล

วงจรมัลติเพล็กซ์แบบอนาลอกในทางปฏิบัติ

4. อุปกรณ์สื่อการสอน

ชุดคอมพิวเตอร์ Slide Presentation

กระดานดำ

เอกสารประกอบการสอน ตำรา : อิเล็กทรอนิกส์ในระบบการวัดทางดิจิตอล

บทที่ 8 วงจรสุ่มและคงค่า (แซมเปิลแอนด์โฮลด์)

1. ระยะเวลา

3 ชั่วโมง

2. แนวความคิดหลักที่สำคัญของบท

ให้รู้จักหลักการของวงจรสุ่มและคงค่า ประโยชน์และความจำเป็นในระบบการวัดทางดิจิตอล ลักษณะสมบัติของวงจรสุ่มและคงค่า และการนำไปใช้งานในทางปฏิบัติ

3. เนื้อหาวิชา

หลักการพื้นฐานของวงจรสุ่มและคงค่า

คุณลักษณะทางเทคนิคของวงจรสุ่มและคงค่า

การออกแบบวงจรสุ่มและคงค่า

ไอซีวงจรสุ่มและคงค่า

4. อุปกรณ์สื่อการสอน

ชุดคอมพิวเตอร์ Slide Presentation

กระดานดำ

เอกสารประกอบการสอน ตำรา : อิเล็กทรอนิกส์ในระบบการวัดทางดิจิตอล

บทที่ 9 วงจรแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นอนาลอก

1. ระยะเวลา

4 ชั่วโมง

2. แนวความคิดหลักที่สำคัญของบท

เพื่อให้เข้าใจทฤษฎีของวงจรแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นอนาลอก การออกแบบวงจรแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นอนาลอกแบบต่างๆ คุณลักษณะที่สำคัญและการนำไปใช้งานในทางปฏิบัติ

3. เนื้อหาวิชา

พื้นฐานการแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นอนาลอก

ชนิดของวงจรแปลงสัญญาณอนาลอกเป็นดิจิตอล

วงจรแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นอนาลอกในทางปฏิบัติ

คุณลักษณะของวงจรแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นอนาลอก

4. อุปกรณ์สื่อการสอน

ชุดคอมพิวเตอร์ Slide Presentation

กระดานดำ

เอกสารประกอบการสอน ตำรา : อิเล็กทรอนิกส์ในระบบการวัดทางดิจิตอล

บทที่ 10 วงจรแปลงสัญญาณอนาลอกเป็นดิจิตอล

1. ระยะเวลา

4 ชั่วโมง

2. แนวความคิดหลักที่สำคัญของบท

เพื่อให้เข้าใจทฤษฎีของวงจรแปลงสัญญาณอนาลอกเป็นดิจิตอลการออกแบบวงจรแปลงสัญญาณอนาลอกเป็นดิจิตอลแบบต่างๆ คุณลักษณะที่สำคัญและการนำไปใช้งานในทางปฏิบัติ

3. เนื้อหาวิชา

พื้นฐานวงจรแปลงสัญญาณอนาลอกเป็นดิจิตอล

วงจรแปลงสัญญาณอนาลอกเป็นดิจิตอลแบบขนาน

วงจรแปลงอนาลอกเป็นดิจิตอลแบบการประมาณสืบเนื่อง

วงจรแปลงสัญญาณอนาลอกเป็นดิจิตอลแบบสโลปเดี่ยว

วงจรแปลงสัญญาณอนาลอกเป็นดิจิตอลแบบสโลปคู่

วงจรแปลงแรงดันเป็นความถี่

วงจรแปลงสัญญาณจากอนาลอกเป็นดิจิตอลในทางปฏิบัติ

คุณลักษณะของวงจรแปลงสัญญาณอนาลอกเป็นดิจิตอล

4. อุปกรณ์สื่อการสอน

ชุดคอมพิวเตอร์ Slide Presentation

กระดานดำ

เอกสารประกอบการสอน ตำรา : อิเล็กทรอนิกส์ในระบบการวัดทางดิจิตอล

บทที่ 11 ตัวตรวจรู้ (ตัวตรวจวัด)

1. ระยะเวลา

3 ชั่วโมง

2. แนวความคิดหลักที่สำคัญของบท

เพื่อให้เข้าใจถึงกลุ่มของตัวตรวจรู้ แบบต่างๆ และหลักการในการเลือกนำไปใช้งานตามวัตถุประสงค์

3. เนื้อหาวิชา

คุณลักษณะที่สำคัญของตัวตรวจรู้

ชนิดของตัวตรวจรู้

ตัวตรวจรู้ตำแหน่ง

ตัวตรวจรู้แรง

ตัวตรวจรู้การเคลื่อนที่

ตัวตรวจรู้ของไหล

4. อุปกรณ์สื่อการสอน

ชุดคอมพิวเตอร์ Slide Presentation

กระดานดำ

เอกสารประกอบการสอน ตำรา : อิเล็กทรอนิกส์ในระบบการวัดทางดิจิตอล

บทที่ 12 ระบบการรวบรวมข้อมูล

1. ระยะเวลา

3 ชั่วโมง

2. แนวความคิดหลักที่สำคัญของบท

รู้จักการนำระบบการวัดไปเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่สามารถโปรแกรมได้เช่น ดิจิตอลคอมพิวเตอร์ การออกแบบระบบการรวบรวมข้อมูลแบบต่างๆ และการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่นๆ

3. เนื้อหาวิชา

การเชื่อมต่อกับระบบคอมพิวเตอร์

ระบบการรวบรวมข้อมูลแบบรวมศูนย์

ระบบการรวบรวมข้อมูลแบบกระจาย

ระบบการรวบรวมข้อมูลที่ใช้การเชื่อมต่อแบบอนุกรม

การเพิ่มความเร็วในระบบการรวบรวมข้อมูล

4. อุปกรณ์สื่อการสอน

ชุดคอมพิวเตอร์ Slide Presentation

กระดานดำ

เอกสารประกอบการสอน ตำรา : อิเล็กทรอนิกส์ในระบบการวัดทางดิจิตอล

วิธีการสอน

ใช้การบรรยายหน้าชั้นเรียน และเลือกถามกลับนักศึกษาในชั้นในเรื่องที่คิดว่าสำคัญ เพื่อทดสอบความเข้าใจของนักศึกษา มีการบรรยายโดยยกตัวอย่างกับอุปกรณ์ที่มีใช้จริง ท้ายชั่วโมงจะเปิดโอกาสให้นักศึกษาได้ซักถามในจุดที่ไม่เข้าใจ

การให้การบ้านจะแบ่งเป็น 2 ลักษณะคือ การให้นักศึกษาค้นคว้าเรื่องราวที่เกี่ยวข้องกับเนื้อหาวิชา โดยวิธีการค้นคว้าทางอินเทอร์เนตแล้วเขียนรายงานมาส่ง เพื่อเพิ่มทักษะในการค้นคว้าทางด้านอินเทอร์เนตและให้นักศึกษาได้รับความรู้ใหม่จากแหล่งความรู้ที่จัดว่าใหญ่มาก และให้นักศึกษาออกแบบสร้างชิ้นงานทางอิเล็กทรอนิกส์ที่เกี่ยวข้องกับเนื้อหาวิชา

การประเมินผล

การตัดระดับคะแนน (เกรด) ของนักศึกษาในรายวิชานี้พิจารณาจากคะแนนรวมของนักศึกษาที่ได้จากการวัดผล ซึ่งคะแนนใน 100 เปอร์เซ็นต์ จะแยกออกเป็น 3 ส่วนคือ

การสอบกลางภาคการศึกษา ร้อยละ 35-40

การสอบปลายภาคการศึกษา ร้อยละ 35-40

การทดสอบย่อย ร้อยละ 5 -10

รายงาน และการบ้าน และอื่นๆ ร้อยละ 15-20

วิธีการประเมินจะใช้การกำหนดเกณฑ์ มาตราฐาน ซึ่งจะแจ้งให้นักศึกษาทราบล่วงหน้าก่อนการเรียน โดย มีการแบ่งดังนี้

³ 80 % = A

75 -79 % = B+

70-74 % = B

65-69 % = C+

60-64 % = C

55-59 % = D+

50-54 % = D

<50 % = E

เอกสารอ้างอิงอื่นๆ ที่ใช้ประกอบเพิ่มเติม

1. Anton FP. van Putten. “Electronic Measurement Systems”, Prentice Hall, 1988.

2. Charles A. Chuler and William L. McNamee. “Modern Industrial Electronics”, McGraw-Hill, 1993.

3. Daniel H. Sheingold. “Analog-Digital Conversion Handbook', Analog Devices Inc., 1986

4. Daniel H. Sheingold. “Transducer Interfacing Handbook”, Analog Devices Inc., 1980

5. J. Micheal Jacob, “Industrial Control Electronics” Prentice-Hall, 1995.

6. Peter H. Beards. “Analog and Digital Electronics”, 2nd, Prentice Hall, UK, 1985.

7. Ramon Pallas-Areny and John G. Webster. “Sensor Signal Conditioning”, John Wiley & Son, 1991.

8. W. D. Cooper and A. D. Helfrick. “Electronic Instrumentation and Measurement Techniques" 3rd Edition, Prentice-Hall, 1985.

นักศึกษา

นักศึกษาที่เรียนวิชานี้ เป็นนักศึกษาคณะวิศวกรรมศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์