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Instrumentação I

Código:

LACI21014

Sigla:

I1

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Instrumentação e Me

Ocorrência: 2023/2024 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	portal.ips.pt/ests/pt/ucurr_geral.ficha_uc_view?pv_ocorrencia_id=555458
Unidade Responsável:	Departamento de Sistemas e Informática
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Engenharia de Automação, Controlo e Instrumentação

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
EACI	16	Plano de Estudos 14	2	-	6	75	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Fazer com que os alunos do 2º ano da Licenciatura em Engenharia de Automação Controlo e Instrumentação da EST Setúbal aprendam os princípios fundamentais de medida e tenham capacidade para compreender o funcionamento dos sensores mais utilizados na medição de posição, deslocamento, velocidade, deformação, pressão e nível.

Resultados de aprendizagem e competências

Completando com sucesso o programa de aprendizagem da unidade curricular, os estudantes estarão aptos a:
•Compreender o funcionamento de sistemas de controlo automático
•Contextualizar a instrumentação num sistema de controlo automático;
•Descrever o funcionamento dos componentes de um instrumento de medida: transdutor, circuito
condicionador de sinal, indicadores;
•Especificar instrumentos de medida em função das suas características.
•Compreender o funcionamento dos transdutores utilizados para medir posição, deformação, velocidade,
aceleração, força e pressão;
•Dimensionar sistemas de instrumentação;
•Montar experiências com o objetivo de medir grandezas físicas e calibrar transdutores;
•Interpretar e tratar resultados experimentais considerando as características dos instrumentos de medida.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

A frequência e aprovação nesta disciplina pressupõe que os alunos têm conhecimentos básicos sobre electrotecnia e electrónica.
(questões omissas respeitam a legislação legal em vigor e as normas e regulamentos internos dos órgãos de gestão da ESTSetúbal/IPS).

Programa

1. Unidades e sistemas de instrumentação e medida
Sistema Internacional de Unidades (SI)
Conceito de sensor, transdutor e actuador
Características estáticas e dinâmicas de um sensor de medida Cadeia de medida
Sinais normalizados de corrente e pressão
Erros de medida: linearidade, histerese, "offset" e ganho.
2. Transdutores de medida de grandezas físicas
Posição, velocidade e aceleração (potenciómetro, LVDT, LVDC, acelerómetro e resolver)
Força (extensómetros, lei de Hooke, módulo de Young e piezo-resistências)
Campo mágnetico (efeito de Hall)
Ópticos (fotoresistência, fotodíodo e fototransístor)
Gerador taquimétrico e taquímetro digital
Encoder (incremental e absoluto)
3. Circuitos condicionadores de sinal
Ponte Wheatstone (c.c. e c.a.)
Condição de equilíbrio da ponte de Wheatstone (c.c. e c.a.)
Amplificação e atenuação
Amplificadores de instrumentação
Transmissores (cadeia de medida)
Conversores (tensão-corrente)
4. Medida de pressão
Definição de pressão
Unidades de pressão e conversões
Pressão absoluta, relativa e diferencial
Pressão estática, dinâmica e total
Barómetros, manómetros, pressóstatos
Manómetro de coluna líquida e de Bourdon
Manómetros de diafragma (deformação de uma membrana)
Células de carga (anel e encastradas)
Protecção dos sensores de pressão: diafragma, sifão, selagem
Calibração (balança de pesos mortos)
Especificação, selecção e instalação de sensores de pressão
5. Medida de Nível
Métodos de medida:
Nível de vasos comunicantes
Flutuadores e medida de nível por torção
Pressão hidrostática
Resistência
Capacidade
Ultra-sons
RADAR
Radioactividade
Gravimétrico
Medida de nível de interfaces líquidas
Medida de densidade (nível constante)
Especificação, selecção e instalação de sensores de nível
6. Instrumentação pneumática
Sistema tubeira-palheta
Relé ou amplificador pneumático
Balança de forças e transmissores
Conversores P/I e I/P
Controlador PID (princípio de funcionamento)
Compressores

Bibliografia Obrigatória

Dias Pereira; Theoretical Notes, D.Pereira, 2016
Dias Pereira; Problems Guide, D.Pereira, 2017
Dias Pereira; Laboratory Guide, D.Pereira, 2017

Bibliografia Complementar

daily Reley McConnel; Engineering Measurements, Wiley
William C. Dunn; Fundamental of Industrial Measurements and Process Control, McGraw-Hill
Bela Liptak; Instrument Engineers' Handbook, CRC Press
Douglas M. Considine; Process/Industrial Measurements and Control Handbook, McGraw-Hill

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

O método de ensino é baseado na exposição da matéria pelo docente, na resolução de problemas e fichas de problemas.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Teste	70,00
Exame	0,00
Participação presencial	10,00
Trabalho escrito	20,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	86,00
Frequência das aulas	75,00
Total:	161,00

Obtenção de frequência

A nota mínima na avaliação contínua por testes é de 8 valores em qualquer dos testes.
Em situações em que o corpo docente considere necessário, as classificações finais superiores a 16 valores poderão ser defendidas em provas orais. Caso o aluno não compareça a estas provas orais a sua classificação final será de 16 valores.

(Na avaliação por exame final ou testes estão previstas questões relacionadas com a componente laboratorial da UC)
Uma vez aprovado em avaliação contínua, o estudante só poderá fazer melhoria de nota em época de recurso. A frequência e aprovação na componente de laboratório (execução de todos os trabalhos, entrega de resultados e relatórios) é obrigatória para aprovação na UC.

Normas para a realização de provas:
• Quando solicitado, é obrigatória a apresentação de um documento de identificação durante as provas.
• Só se aceitam provas escritas em cadernos de teste/exame da EST Setúbal.
• O abandono da sala só pode efetuar-se 30 minutos depois do início do teste/exame e implica a entrega definitiva da prova, não podendo o atraso na entrada, em circunstância alguma, exceder 15 minutos.
• Durante as provas só poderão ser utilizadas máquinas de calcular com capacidades gráficas ou alfanuméricas se o docente o autorizar.
• Durante as provas não é permitido o manuseamento ou exibição de telemóveis (os quais deverão estar desligados) e de outros equipamentos eletrónicos, constituindo a utilização de qualquer um deste tipo de equipamentos motivo de anulação da prova.

 

Fórmula de cálculo da classificação final

A nota final é calculada de acordo com a seguinte fórmula:
NF=0,7*EF+0,2*LAB+0,1*DSA;
EF- classificação média dos 2 testes ou da classificação no exame final;

LAB- classificação de laboratório (mínimo 10 valores);

DSA- desempenho em sala de aula (inclui laboratório).

No caso da avaliação por exame, a nota da componente EF corresponde à classificação obtida nesta prova, sendo, conforme referido, a frequência e aprovação na componente de laboratório obrigatória para aprovação na UC.

Melhoria da classificação final distribuída
O aluno pode melhorar a sua nota final obtida por avaliação contínua realizando o exame