Última actualización: 29/04/2022


Curso Académico: 2022/2023

Instrumentación Electrónica I
(14031)
Titulación: Grado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática (223)


Coordinador/a:

Departamento asignado a la asignatura: Departamento de Tecnología Electrónica

Tipo: Obligatoria
Créditos: 6.0 ECTS

Curso:
Cuatrimestre:




Requisitos (Asignaturas o materias cuyo conocimiento se presupone)
Se recomienda que los alumnos hayan superado al menos "Fundamentos de Ingeniería Electrónica" y preferiblemente "Electrónica Analógica"
Objetivos
Al terminar con éxito esta materia, los estudiantes serán capaces de: 1. Tener una comprensión sistemática de los conceptos y aspectos clave de su rama en instrumentación electrónica 2. Tener un conocimiento adecuado de su rama de ingeniería que incluya algún conocimiento a la vanguardia de su campo en instrumentación electrónica 3. Aplicar su conocimiento y comprensión de instrumentación electrónica para identificar, formular y resolver problemas de ingeniería utilizando métodos establecidos. 4. Aplicar sus conocimientos para desarrollar y llevar a cabo diseños que cumplan unos requisitos específicos 5. Tener comprensión de los diferentes métodos y la capacidad para utilizarlos en el diseño de sistemas de instrumentación electrónica. 6. Tener competencias técnicas y de laboratorio. 7. Seleccionar y utilizar equipos, herramientas y métodos adecuados 8. Combinar la teoría y la práctica para resolver problemas de instrumentación electrónica 9. Tener comprensión de métodos y técnicas aplicables en el ámbito de instrumentación electrónica y sus limitaciones.
Competencias y resultados del aprendizaje
Descripción de contenidos: Programa
1.INTRODUCCIÓN 1.1 ¿Para qué se utilizan los sistemas de instrumentación? 1.2 ¿Qué elementos componen una cadena de medida? ¿Qué función tienen cada uno de los elementos de un sistema de medida? 1.3. Descripción de un sistema de instrumentación concreto. 2. SENSORES Y TRANSDUCTORES 2.1 ¿Qué es un transductor? 2.2 Ventajas e inconvenientes de los transductores de tipo eléctrico. 2.3 Sensores activos y pasivos. 2.4 Clasificación según el parámetro eléctrico que se obtiene del transductor. 3. CARACTERÍSTICAS DE UN TRANSDUCTOR 3.1 Introducción: régimen estático y dinámico 3.2. Exactitud y fidelidad. 3.3. Curva de calibración estática. 3.4. Rango y escala total de la medida. 3.5. Sensibilidad. 3.6. Linealidad. 3.7. Resolución y umbral. 3.8. Repetibilidad, histéresis y estabilidad. 3.9. Ancho de banda 4. ACONDICIONAMIENTO DE LA SEÑAL DE SALIDA DE UN TRANSDUCTOR 4.1 ¿Por qué son necesarios y qué características tienen los circuitos acondicionadores de transductores? 4.2 Circuito potenciométrico. 4.3 Circuito puente de Wheastone. 4.4 Amplificación tras el circuito acondicionador del transductor pasivo. 4.5. Modulación y demodulación 4.6. Conversión analógico-digital 4.7. Sistema de instrumentación 5. TRANSDUCTORES PARA LA MEDIDA DE TEMPERATURA 5.1 Campos de aplicación. Definición, escalas de Temperatura y patrones. 5.2. Medidas de temperatura por efectos mecánicos. 5.3. Termometría con circuitos integrados (CI). 5.3.1. Principio de funcionamiento. Características estáticas. 5.3.2. Circuitos acondicionadores y medida. 5.3.3. Hojas de características de CI comerciales para la medida de temperatura. 5.4. Termómetros resistivos. 5.4.1. Principio de funcionamiento. Características estáticas. 5.4.2. Circuitos acondicionadores y de medida. 5.4.3. Termómetros resistivos comerciales, hojas de características. 5.5. Termopares. 5.5.1. Principio de funcionamiento. 5.5.2. Curvas de calibración. 5.5.3. Sistemas de medida. 5.6. Comparativa entre sensores de temperatura 6. SENSORES PARA LA MEDIDA DE DEFORMACIONES 6.1. Interés y campos de aplicación. Conceptos básicos de elasticidad. 6.2. Principio de funcionamiento. 6.3. Tipos de extensómetros. 6.4. Características estáticas y reglas de colocación. 6.5. Circuitos acondicionadores. 7. SENSORES DE POSICIÓN 7.1. Campos de aplicación. Definición, tipos de medida y patrones. 7.2. Potenciómetros resistivos y circuitos de medida 7.3. Sensores de desplazamiento basados en el efecto Hall. 7.4. Sensores de desplazamiento de tipo inductivo y capacitivo y circuitos acondicionadores 8. SENSORES ÓPTICOS 8.1 Propiedades de la luz. Fotometría. Fuentes de luz y parámetros característicos. 8.2. Células fotoconductoras y circuitos acondicionadores 8.3. Fotodiodos y fototransistores, hojas de características y circuitos acondicionadores 8.4. Célula fotovoltaica y transductores fotoemisivos. 8.5. Sensores con fibras ópticas.
Actividades formativas, metodología a utilizar y régimen de tutorías
- Clases magistrales a desarrollar en formato online síncrono en la plataforma que la universidad habilite para ello (inicialmente Black Board Collaborate), clases de resolución de dudas y desarrollo de ejercicios de demostración de los conceptos presentados de apoyo a la adquisición y uso de conocimientos teóricos. Se incluyen los conceptos teóricos y características clave de sensores en aplicaciones industriales, a través del diseño en contextos específicos con el uso de hojas de características de componentes comerciales. Se potencia la capacidad de escritura de informes técnicos en base a resultados prácticos. -Actividades en grupos reducidos: *Desarrollo de ejercicios en el aula. *Desarrollo de cuestionarios teóricos acerca de montajes de laboratorio y conceptos clave para su elaboración individual, debate en el aula. *Cuestionarios de evaluación para identificar la adquisición de algunas competencias. *Entrega de cálculos teóricos habitualmente en grupo previos a las prácticas para facilitar el desarrollo de las mismas -Actividades relacionadas con prácticas de laboratorio para el manejo de instrumental y montaje de sistemas de medida de las magnitudes descritas en teoría: 4 sesiones. Se potencia el diseño con el cumplimiento de especificaciones y el análisis de los resultados de forma crítica. Cada estudiante prepara un informe habitualmente con su grupo (2-3 alumnos) previo a la práctica que luego completa con las medidas prácticas para elaborar un informe final. Excepcionalmente se puede desarrollar un trabajo individual con el consentimiento del profesor responsable. -Tutorías colectivas a petición en la última semana del curso, -Tutorías individuales en horario fijado en Aula Global 2 y trabajo personal del alumno
Sistema de evaluación
  • Peso porcentual del Examen Final 60
  • Peso porcentual del resto de la evaluación 40
Bibliografía básica
  • Clyde F.Coombs Jr.. Electronic Instrument Handbook. McGraw-Hill Professional. 2000
  • García M. A. Pérez. Instrumentación Electrónica. Online. 2014
  • H S Kalsi. Electronics Instrumentation. Online. 2018
  • R. Pallás Areny O. Casas. Sensores y acondicionadores de señal. Mancorbo 2005.
  • U.A.Bakshi, A.V.Bakshi. Electronic Instrumentation. Technical Publications. 2009
Bibliografía complementaria
  • Bannister B. R. Whitehead D.G. Instrumentación Transductores e Interfaz. Addison-Wesley Iberoamericana, 1994..
  • C. Vázquez D. Izquierdo, P. Devora. Vídeo montaje sistema medida temperatura. https://arcamm.uc3m.es/arcamm_3/item/show/e0015b2129fa6aa4e09aa80c164240f4.
  • C. Vázquez E. García, J.R.López, Guarnizo. Vídeo manejo de instrumental básico en laboratorio de instrumentación electrónica. https://arcamm.uc3m.es/arcamm_3/item/show/871d5cd159869dad199e7fdd6a3d4c73.
  • Eric Udd. Fiber Optic Sensors: An Introduction for Engineers and Scientists. Wiley.
  • Lázaro A.M. Problemas resueltos de instrumentación y medidas eléctricas. Marcombo, 1998..
  • Pallás Areny R.. Sensores y acondicionadores de señal: Problemas Resueltos. Marcombo, 2008..
  • Vázquez C et al. Manual de prácticas de Instrumentación Electrónica I. .
  • Vázquez C. Ares, E. C. Curso OpenCourseWare Instrumentación Electrónica I. http://ocw.uc3m.es/tecnologia-electronica/instrumentacion-electronica-i.

El programa de la asignatura podría sufrir alguna variación por causa de fuerza mayor debidamente justificada o por eventos académicos comunicados con antelación.