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Instrumentação I

Código: EACI21114    Sigla: I1
Áreas Científicas: Instrumentação e Medida

Ocorrência: 2009/2010 - 1S

Secção: Instrumentação e Medida

Cursos

Sigla Nº de Alunos Plano de Estudos Anos Curriculares Créditos Horas Contacto Horas Totais
EACI 27 Plano de Estudos Alternativo 6 ECTS 75 172
Plano de Estudos _ Bolonha 2006 6 ECTS 75 172

Docência - Horas

Teórico-Práticas: 3
Laboratórios: 2

Tipo Docente Turmas Horas
Teórico-Práticas Totais 1 3,00
Dias Pereira   3,00
Laboratórios Totais 2 4,00
Carlos Banha   4,00

Docência - Responsabilidades

DocenteResponsabilidade
José Miguel Costa Dias PereiraResponsável

Língua de Ensino

Português

Objectivos

Fazer com que os alunos do 2º ano da Licenciatura em Engenharia de Automação Controlo e Instrumentação da EST Setúbal aprendam os princípios fundamentais da Instrumentação de Medida e iniciem o estudo detalhado de alguns dos sensores mais correntes.

Programa

1. Introdução à Instrumentação.
Conceitos de medição, grandezas, unidades e erros. Sistema Internacional de Unidades. Normas, simbologia e diagrama de fluxo.
2. Posição, velocidade e deformação.
Conceito de posição, sistemas de coordenadas. Unidades. Sensores de posição: Potenciómetro, transdutor indutivo, LVDT e resolver, transdutor capacitivo e LVDC, transdutor óptico e encoder. Transdutor por efeito de Hall. Sensores de ultra-sons, de microondas e com laser. O sistema GPS.
Conceito de velocidade, linear e angular. Unidades. Gerador taquimétrico e taquímetro digital. Medição de velocidades de fluidos: anemómetro de conchas e de fio quente, tubo de Pitot.
Conceitos de tensão mecânica e de deformação. Lei de Hooke e módulo de elasticidade. Extensómetros. Princípio de funcionamento e constituição. Coeficiente de Poisson e sensibilidade. Pontes de Wheatstone para uso com extensómetros. Compensação de temperatura.
3. Força, binário, peso, aceleração e massa
Conceitos de aceleração, de força, de peso e de binário. Unidades. Lei de Newton. Medição de força e do peso através da deformação: dinamómetros, células de carga, células em anel e barra encastrada. Medidas volumétricas. Medição de binário. Acelerómetros
Conceito de massa. Unidades. Balanças de alavancas. Medição da massa através do peso: balanças de mola, hidráulicas, pneumáticas, com células de deformação. Balanças radioactivas.
4. Sensores de pressão
Conceito de pressão. Unidades. Barómetros, manómetros, pressóstatos. Pressão absoluta, relativa e diferencial; Pressão estática, dinâmica e total. Manómetro de coluna líquida de Bourdon e de diafragma. Distribuição das tensões mecânicas num diafragma. O diafragma como selante.
Manómetros de fole, de cápsulas e de cilindro. Sensores capacitivos, indutivos, resistivos e piezoeléctricos. Protecção dos sensores de pressão. Sifão, selagem, traçagem. Blocos de válvulas.
Transmissores de pressão. Calibração. Balança de pesos mortos. Especificação e selecção e instalação.
5. Princípios de Instrumentação pneumática:
Conceito, justificação, campos de medida. O sistema tubeira/palheta e o relé pneumático.
A balança de forças, transmissores e controladores pneumáticos. Conversores I/P, P/I e extractores de raiz quadrada. Compressores.

Bibliografia Principal

Dally Riley McConnell;Engineering Measurements, Wiley, 1993. ISBN: 0-471-60004-0
C.Gerthsen Kneser H.Vogel;Física, Fundação Caloustre Gulbenkian, 1993. ISBN: 972-31-0705-8
Gustavo da Silva; Instrumentação Industrial, EST Setúbal, 2004. ISBN: 972-31-0705-8

Les Capteurs en Instrumentation Industrielle Georges Asch, Dunod, 1991 Instrumentacion Industrial Antonio Creus, Marcombo SA, 1981 Sistema Internacional de Unidades (SI) Guilherme de Almeida, Plátano Editora, 1988

Métodos de Ensino

O método de ensino é baseado em exposição da matéria pelo docente, resolução de problemas pelo docente e pelos alunos e discussão de alguns dos tópicos, sendo complementada com trabalhos experimentais. Os trabalhos experimentais são realizados no laboratório de Instrumentação e Medida. Utilizam-se alguns “kits” didácticos, bem como aparelhagem de medida real, igual à utilizada na indústria.

Palavras Chave

Ciências tecnológicas > Tecnologia > Tecnologia da medição

Ciências tecnológicas > Tecnologia > Tecnologia da instrumentação > Sensores


Modo de Avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação e Ocupação registadas

Descrição Tipo Tempo (horas) Data de Conclusão
Aulas da disciplina (estimativa)  Aulas  85
  Total: 85

Obtenção de Frequência

A avaliação é efectuada por meio de testes ou de exames (TE) e de trabalhos de laboratório (TL).
Os testes e exames são escritos e individuais. Sempre que necessário, as fórmulas serão fornecidas pelo docente. Não é permitido obter informações por quaisquer outros meios. Os alunos com a média das notas dos testes inferior a 9,5 valores, qualquer dos testes com menos do que 7,5 valores, ou falta a pelo menos um teste, devem efectuar exame escrito. Os restantes alunos podem efectuar exame escrito, sendo a nota TE, neste caso, a maior de entre a média dos testes e a classificação da prova de exame. Para poder haver aprovação a nota final dos testes ou exame escrito deverá ser >= 9,5 valores.
Os trabalhos de laboratório são feitos em grupo, com o número recomendado de dois alunos por grupo. A execução dos trabalhos de laboratório é obrigatória, bem como a apresentação do respectivo relatório. A nota do Laboratório é a média de todos os trabalhos de laboratório. Haverá pelo menos uma aula para a execução de trabalhos em falta ou para eventual melhoria. Para poder haver aprovação a média dos trabalhos de laboratório deverá ser >= 9,5 valores.

Cálculo da Classificação Final

A nota da cadeira será, calculada por:
Nota = 0,7 x TE + 0,3 x TL.
Para haver aprovação na disciplina esta nota deverá ser >=9,5 valores. Notas superiores a 17 valores são defendidas em prova oral pública.

Provas e Trabalhos Especiais

Trabalhos de Laboratório:
0. Familiarização com a instrumentação, no laboratório de Instrumentação
1. Medida de posição com o auxílio de um Potenciómetro
2. Medida de posição com o auxílio de um LVDT
3. Medida de posição angular com o auxílio de um Resolver
4. Ponte de Wheatstone para Instrumentação
5. Cadeia de medida electrónica, 4-20 mA
6. Medida de uma força, com o auxílio de extensómetros
7. Cadeia de medida pneumática, 3-15 PSI
8. Ajuste de um transmissor de pressão
9. Calibração de um transmissor de pressão

Observações

A frequência das aulas de Laboratório é obrigatória.

A frequência das aulas TP é essencial para o acompanhamento e compreensão da disciplina.

Opções
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