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Guía docente de la asignatura Instrumentación Electrónica | Sensor | Electrónica
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materias que me hacen falta ver
Instrumentacion 1 Lab No 3 2015
Lu16-Quintin Huarachi-DENSIDAD.pptx
Codigos de Diagnostico Para El Moduo de Control de Potencia de La Transmision.
Ficha 6532934
Titulación: Grado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática Curso 2012/13
INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA ELECTRONIC INSTRUMENTATION
Específica de la especialidad
Obligatoria específica
Horario clases teoría
Dr. Francisco José Ortiz Zaragoza
1ª planta, Antiguo Hospital de Marina, D. Tecnología Electrónica
968 325352
968325345
francisco.ortiz@upct.es
http://www.dsie.upct.es/personal/fjortiz
Dr. Joaquín Roca González
968 325466
http://www.dte.upct.es
En todos los procesos industriales es absolutamente necesario controlar y mantener constantes algunas magnitudes, tales como la presión, caudal, nivel, temperatura, pH, conductividad, humedad, etc. Los instrumentos de medición y control permiten el mantenimiento y la regulación de estas constantes en condiciones más idóneas que las que el propio operador podría realizar. No sólo en la industria, sino en cualquier control electrónico es imprescindible la adquisición de información a través de los sensores y su acondicionamiento. La adquisición de competencias relacionadas con la instrumentación electrónica son por tanto fundamentales para cubrir todos los aspectos de la automatización y el control que debe adquirir el graduado en automática y electrónica industrial.
La asignatura “Instrumentación Electrónica” se imparte en el primer cuatrimestre de cuarto curso. Al tratarse de una asignatura de último curso del grado, los alumnos habrán adquirido previamente las competencias necesarias para comprender la asignatura, tanto en Electrónica Analógica como Digital. También tendrán experiencia suficiente en análisis y diseño de circuitos analógicos y digitales, así como en su diseño y simulación. La instrumentación electrónica está fuertemente ligada con la automatización y control automático de procesos. Las asignaturas relacionadas con estos conocimientos que se imparten en tercer curso, sobre todo Automatización Industrial, ayudarán a los alumnos a situar a la instrumentación en su contexto más adecuado. A su vez sirve de base y complemento para varias asignaturas optativas que utilizan sensores y su acondicionamiento como entradas de señal para autómatas programables, robots móviles, microrobots e ingeniería biomédica.
El nombre de la asignatura cubre un amplio espectro de temas, desde los principios físicos de funcionamiento de los sensores, hasta la instrumentación virtual con sistemas de adquisición de datos, pasando por el acondicionamiento electrónico de señal, incluyendo filtrado de señales, amplificación, consideraciones sobre ruido, y un largo etcétera. Todos estos aspectos son básico para el desempeño de la profesión de un Graduado IEIA tanto en el diseño de nuevos sistemas de medición como la importante integración con cualquier sistema de automatización industrial o de control automático, donde la sensorización y la captación de señales eléctricas que representan la realidad a controlar es uno de los pilares básicos de la materia.
Para comprender la “Instrumentación Electrónica” se necesitan las competencia adquiridas en las asignaturas “Análisis de Circuitos”, de 1º y “Fundamentos de Electrónica Industrial” de segundo y sobre todo “Electrónica Analógica” de tercer curso, imprescindibles para comprender los circuitos de acondicionamiento de señal analógicos que se presentan en la asignatura. El diseño de circuitos y su simulación por computador se fundamenta en los conocimientos adquiridos en segundo en la asignatura de “Diseño y Simulación Electrónica”. Finalmente, las competencias necesarias para comprender el funcionamiento de los modernos sistemas de procesado digital de señal e instrumentación inteligente se habrán adquirido en las asignaturas de tercero “Electrónica Digital” y “Sistemas basados en microprocesadores”.
Dada la estrecha relación entre la instrumentación y el control de procesos, esta asignatura permite terminar de comprender el proceso completo de “Automatización Industrial” presentado en tercer curso en la asignatura del mismo nombre, puesto que se aborda con detalle cómo funcionan los sensores y el acondicionamiento de las señales electrónicas que ofrecen información del entorno a un sistema de control automático. Al finalizar la asignatura, el alumno tendrá los conocimientos necesarios para las asignaturas optativas del segundo cuatrimestre que necesitan captar señales eléctricas que representen información del entorno a controlar, como “Programación y Aplicación con Autómatas Programables”, “Robótica Móvil”, “Ingeniería Biomédica” y “Microrobótica”.
El alumno que, por sus circunstancias, pueda necesitar de medidas especiales deberá comunicarlo al profesor responsable al inicio del cuatrimestre.
4.1. Competencias específicas de la asignatura (según el plan de estudios)
Familiarizar a los alumnos con una visión moderna del estado de la cuestión de la instrumentación electrónica en instalaciones industriales y centros de investigación, sus posibilidades y campos de aplicación. Comprender el funcionamiento de los diferentes sensores y su acondicionamiento y saber cuales utilizar en un proceso de medición o de control automático.
4.2. Competencias genéricas / transversales (según el plan de estudios)
 Capacidad de análisis y síntesis
 Capacidad de organizacón y planificación
 Comuniación oral y escrita en lengua propia
 Comprensión oral y escrita de lengua extranjera
 Conocimientos de informática relativos al ámbito de estudio
 Capacidad de gestión de la información
 Resolución de problemas
T1.7.
 Toma de decisiónes
T1.8.
 Razonamiento crítico
 Trabajo en equipo
 Trabajo en equipo de carácter interdisciplinar
 Trabajo en un contexto internacional
 Habilidades en las relaciones interpersonales
 Reconocimiento de la diversidad y multiculturalidad
 Compromiso ético
 Aprendizaje autónomo
 Adaptación anuevas situaciones
 Tratamiento de conflictos y negaciación
 T2.10. Sensibilidad hacia temas medioambientales
 T3.1.
 T3.2. Liderazgo
 Iniciativa y espíritu emprendedor
 Motivación por la calidad
Objetivos generales / competencias específicas del título (según el plan
Comprender los conceptos básicos de medición y la utilización de sensores y su acondicionamiento de señal en el contexto general de la automatización industrial y el control automático de procesos.
1. Comprender los principios básicos de la medición, los elementos que intervienen en ella y los parámetros que la caracterizan.
2. Conocer las aplicaciones más significativas de los sistemas de instrumentación.
3. Comprender el funcionamiento y las características de una amplia variedad de sensores que se usan con frecuencia en las instalaciones industriales.
4. Poder clasificar esa variedad de sensores según la magnitud medida o el parámetro variable.
5. Conocer sus aplicaciones posibles y saber discernir cual sería el más adecuado para cada caso.
6. Comprender la utilización del acondicionamiento de señal para diferentes tipos de sensores.
7. Ser consciente de las distintas formas de señales de entrada y salida asociadas con los diversos transductores, así como valorar la necesidad de un procesamiento electrónico de la señal que permita su interconexión con los equipos de medida.
8. Conocer distintos sistemas de instrumentación programable y virtual.
5.1. Contenidos (según el plan de estudios)
1. Introducción a los sistemas electrónicos de medida.
2. Sensores basados en efecto resistivo.
3. Sensores de reactancia variable y electromagnéticos.
4. Sensores generadores.
5. Sensores ópticos.
6. Sensores industriales.
7. Circuitos de acondicionamiento.
8. Amplificadores de instrumentación.
9. Protección frente a interferencias y descargas electrostáticas.
10. Conversión A/D.
5.2. Programa de teoría
1.3. Características, especificaciones y parámetros de los sistemas de medida.
2. Sensores Resistivos. Aplicaciones y acondicionamiento
2.1. Potenciómetros.
2.2. Termistores
2.3. LDR
2.4. Galgas extensiométricas
2.5. Detectores de temperatura resistivos RTD
2.6. Acondicionamiento de sensores resistivos. Amplificadores de Instrumentación.
3. Sensores de reactancia variable. Aplicaciones y acondicionamiento
3.1. Sensores capacitivos
3.2. Sensores inductivos
3.3. Sensores electromagnéticos
3.4. Aplicaciones y acondicionamiento
4. Sensores generadores. Acondicionamiento.
4.2. Sensores optoelectrónicos
4.3. Piezoeléctricos y ultrasonidos
4.4. Termopares
4.5. Sensores electroquímicos
4.6. Acondicionamiento de sensores generadores
5. Otros circuitos de acondicionamiento. Transmisión de señal.
5.1. Conversión V/I ‐ I/V. Transmisión 4‐20 mA
5.2. Conversión V/F ‐ F/V
5.3. Protección contra interferencias en circuitos de instrumentación.
6. Instrumentación inteligente. Sensores industriales
6.1. Buses de comunicaciones industriales
6.2. Instrumentación inteligente.
6.3. Sensores industriales. Aplicación y configuración.
7. Conversión A/D. Sistemas de Adquisición de Datos. Instrumentación virtual
9.1. El proceso de conversión A/D
9.2. Convertidores D/A
9.3. Convertidores A/D
9.4. Arquitectura de los Sistemas de Adquisición de Datos
9.5. Tarjetas de adquisición de datos
9.6. Instrumentación virtual
5.3. Programa de prácticas
1. Introducción a la medición
2. Medida de posición y distancia
3. Detección de proximidad con sensores de reactancia variable
4. Medida de fuerza y presión
5. Medida de velocidad angular.
7. Automatización de un proceso industrial
8. Instrumentación Inteligente
9. Tarjetas de adquisición de datos. Sistemas de instrumentación con LabVIEW
5.4. Programa resumido en inglés (opcional)
5.5. Objetivos de aprendizaje detallados por Unidades Didácticas (opcional)
Clase expositiva. Resolución de dudas planteadas por los estudiantes. Se tratarán los temas fundamentales y los aspectos más relevantes.
Presencial: Comprensión de la materia y planteamiento de dudas.
No presencial: Estudio de la materia
Resolución de ejercicios y casos prácticos de dificultad graduada. Se facilitará al alumno una lista de problemas resueltos y se plantearán nuevos. Se plantearán casos prácticos de selección e instalación de sensores.
Presencial: Participación activa en la resolución de los problemas proponiendo soluciones y planteando dudas. Comparación con los problemas resueltos de forma no presencial.
No presencial: Resolución de los problemas y casos prácticos planteados.
Realización de prácticas de laboratorio con sensores e instrumentos reales.
Presencial: Realizar las prácticas propuestas y contrastar con los conocimientos teóricos. Anotar resultados.
No presencial: Estudio previo de las prácticas, realizando las cuestiones previas y simulaciones necesarias que se entregarán al profesor. Revisión del informe de resultados.
Impartición de seminarios por profesionales del sector con el objetivo de acercar al alumnado conocimientos muy específicos de la aplicación de la materia en la vida profesional.
Presencial: Participación activa. Resolución de casos prácticos. Planteamiento de dudas. Mesas redondas.
Presencial: Planteamiento y resolución de dudas en horario de tutorías
Resolución de dudas sobre teoría, ejercicios, problemas y prácticas.
No presencial: Planteamiento de dudas por correo electrónico y en los foros del aula virtual.
Autoevaluaciones y trabajo cooperativo
Resolución de cuestionarios de cada unidad didáctica y de pruebas cortas planteadas por el profesor en el aula o en el aula virtual.
Presencial: Resolución de los cuestionarios y autocorrección. En algunos casos las autoevaluaciones serán en clase y se puntuarán.
Realización de trabajos de diseño tanto individuales como en grupo
No presencial: Preparación de diseños o informes detallados sobre casos particulares.
Presencial: Realización del examen
Evaluación escrita (examen oficial)
7.1. Técnicas de evaluación
Realización / criterios
(4.2)evaluadas
(4.4) evaluados
Evaluación continua de ejercicios planteados
Evaluación de trabajos individuales y en grupo
Realización de trabajos de diseño tanto individuales como en grupo.
Preguntas cortas que demuestren un conocimiento global de la asignatura: Tipos de convertidores, funcionamiento, aplicaciones y hojas de características.
Ejercicios similares a los planteados en clase. Diseño de casos prácticos, contando con el material necesario para ello (hojas de características, etc).
Revisión del trabajo realizado durante las prácticas y realización de una prueba sobre las competencias adquiridas en las prácticas de laboratorio.
Para superar la asignatura, los alumnos deben obtener más de un 40% en las prácticas y en el examen más de un 45%. La evaluación de ejercicios planteados en clase y trabajos individuales y en grupo sólo se sumará en ese caso.
La asistencia a las clases prácticas es obligatoria. La presentación de informes de prácticas se evaluará junto con la prueba práctica.
El seguimiento del aprendizaje se realizará mediante las siguientes actividades:
 Cuestiones planteadas en clase
 Cuestionarios al finalizar cada tema
 Revisión de trabajos individuales y por grupos
 Tutorías grupales
7.3. Resultados esperados / actividades formativas / evaluación de los resultados (opcional)
Prueba ejercicios
Distribución de la carga de trabajo del alumno
actividades (visita,
 M.A. Pérez García et alter, “Instrumentación Electrónica”, 1ª Ed. Thomson ‐ Paraninfo, 2004, ISBN 84‐9732‐ 166 ‐ 9.
 Ramón Pallás Areny, “Sensores y acondicionadores de señal”, 3ª Ed. Marcombo, 1998, ISBN 84‐267‐ 1171‐5.
 Antoni Mànuel et al, “Instrumentación virtual. Adquisición, procesado y análisis de señales”, 1ª Ed. Edicions UPC, 2001, ISBN 84‐ 8301‐473‐4.
 Antonio M. Lázaro et al, “Problemas resueltos de Instrumentación y Medidas Electrónicas”. 1ª Ed. Paraninfo, 1994, ISBN 84‐283‐2141‐ 8.
 Francisco J. Ortiz et al, “Prácticas de Instrumentación Electrónica”. Ed. Servicio de publicaciones de la UPCT, 2011.
 Antonio Creus, “Instrumentación Industrial”, 7ª Ed. Marcombo, 2005, ISBN 84‐267‐
 Héctor P. Polenta, “ Instrumentación de procesos industriales”, 1ª Ed. Online ‐ Engineers, 2002, ISBN 950‐43‐5762 ‐ 8.
 Antonio M. Lázaro, LabVIEW 6i. “Programación Gráfica para el Control de la Instrumentación”. Ed. Paraninfo ‐Thomson Learning, 2001. ISBN 84‐283‐ 2339‐ 9.
 W. Bolton,”Instrumentación y control industrial”, 1ª Ed. Paraninfo, 1996, ISBN 84‐ 283‐ 2279‐1.
Recursos multimedia, enlaces a videos, enlaces a fabricantes, etc., disponibles en el aula virtual de la asignatura accesible para todos los alumnos matriculados a traves de la siguiente dirección: http://www.moodle.upct.es/
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