Universidad
Nacional Experimental Politécnica
“Antonio José de Sucre”
Vicerrectorado Barquisimeto
Dirección de Investigación y Postgrado
Coordinación de Estudios de Postgrado
1-
Suministrar al estudiante que culmine el Programa de
Postgrado, la base conceptual necesaria y suficiente en el área de Ingeniería
Electrónica, para el desarrollo de habilidades que le capaciten actuar como
agente activo en el despliegue del nivel técnico, tecnológico y científico de
los sistemas de procesos industriales.
2- Preparar profesionales altamente calificados para la investigación,
docencia y desarrollo tecnológico en sus áreas específicas de trabajo.
3- Contribuir a ampliar la formación adquirida durante los estudios de
pregrado y dotar a los participantes de herramientas que les permitan
profundizar y afianzar los conocimientos, habilidades y destrezas específicas
dentro del área del saber.
4- Auspiciar la formación de un profesional sensible a los procesos de
cambio y capaz de actuar y evolucionar con sentido y espíritu crítico.
Justificación
En el área de la tecnología los avances se producen cada vez más rápido,
por lo que el personal que labora en esta área debe hacer un esfuerzo por
mantenerse actualizado. El área de
INSTRUMENTACIÓN
ELECTRÓNICA AVANZADA
La asignatura Instrumentación
Electrónica Avanzada forma parte del bloque de Asignaturas de Formación Básica
del Plan de Estudios de
|
Elementos de un sistema de instrumentación
electrónica, características. Sensores eléctricos: tipos, principios de
funcionamiento, características, circuitos de excitación. Tipos de señales.
Tipos de circuitos de acondicionamiento. Amplificadores operacionales:
características, circuitos con amplificadores. Amplificador de
instrumentación: características, circuito, relación de rechazo de modo
común. Filtros activos: tipos, características. Filtros especiales.
Muestreador-retentor: definición, características.
Multiplexor: definición, características. Conversión analógica-digital.
Características y tipos de convertidores digital-analógicos. Características
y tipos de convertidores analógicos-digitales. Teorema de muestreo, efecto alias.
Interfaces digitales con |
UNIDAD I: ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA.
Objetivos
específicos:
1-
Describir los elementos
de un sistema de instrumentación electrónica.
2-
Analizar las
características estáticas y dinámicas de los elementos de un sistema de
instrumentación electrónica.
Contenido:
1.1
Elementos de un sistema de instrumentación
electrónica.
1.2 Características estáticas de los elementos de
un sistema de instrumentación electrónica.
1.2.1 Alcance
1.2.2 Intervalo
1.2.3 Linealidad
1.2.4 Sensibilidad
1.2.5 Efectos ambientales:
entrada modificadora e interferente
1.2.6 Histéresis
1.2.7 Desgaste y envejecimiento
1.2.8 Precisión
1.2.9 Repetibilidad
1.3
Características
dinámicas de los elementos de un sistema de instrumentación electrónica.
1.3.1
Función de
transferencia de un sistema
1.3.2
Errores dinámicos
1-
Describir los distintos
tipos de sensores.
2-
Describir los
principios de funcionamiento de sensores de temperatura, fuerza, presión,
desplazamiento, velocidad más comunes.
3-
Describir las
características de sensores de temperatura, fuerza, presión, desplazamiento, velocidad más comunes.
4-
Describir la
instrumentación asociada para los diferentes tipos de sensores.
Contenido:
2.1 Clasificación de los
sensores.
2.2 Sensores de temperatura:
principios de funcionamiento, características e instrumentación.
2.2.1
Detector de resistencia
metálica (RTD).
2.2.2
Termistor.
2.2.3
Termocupla.
2.2.4
Sensor de estado
sólido.
2.3 Sensores de fuerza y presión: galgas extensiométricas.
2.3.1
Tensión (strain)
2.3.2
Deformación.
2.3.3
Relación de Poisson.
2.3.4
Factor de galga.
2.3.5
Tipos de galgas:
metálicas y semiconductoras.
2.3.6
Puentes con galgas: un
cuarto de puente, medio puente y puente completo.
2.3.7
Compensación por
temperatura.
2.3.8
Compensación por caída
de voltaje en los conductores.
2.4 Sensores de desplazamiento y velocidad.
2.4.1
Sensores capacitivos:
Principio, características e instrumentación.
2.4.2
Transformador
variable diferencial lineal (LVDT): Principios, características
e instrumentación.
2.4.3
Potenciómetro.
2.4.4
Codificadores digitales: Tipos,
características e instrumentación.
Objetivos
específicos:
1-
Describir los tipos de
acondicionamiento de señal.
2-
Analizar las
características estáticas y dinámicas del amplificador operacional.
3-
Describir los circuitos
básicos con amplificadores operacionales.
4-
Describir el circuito
del amplificador de instrumentación.
5-
Identificar las
características del amplificador de instrumentación.
6-
Definir Relación de
Rechazo de Modo Común.
7-
Analizar los diferentes
tipos de filtros activos.
8-
Describir las características
de los filtros especiales de Butterworth, Bessel, Shebyshev.
9-
Analizar las
características del amplificador muestreador retentor.
10- Describir las características del
multiplexor analógico.
Contenido:
3.1 Tipos de circuitos de acondicionamiento de señal.
3.2 Características estáticas y dinámicas del amplificador operacional.
3.3 Circuitos amplificadores básicos.
3.4 El amplificador de instrumentación: características y circuito.
3.5 Relación de Rechazo de Modo Común.
3.6 Filtros activos: tipos. filtros especiales: Butterworth, Bessel, Shebyshev.
3.7 El amplificador muestreador-retentor.
3.8 El multiplexor analógico.
Objetivos
específicos:
1-
Describir las
características de un convertidor digital-analógico (D/A).
2-
Describir los tipos de convertidores digital-analógico.
3-
Describir las
características de un convertidor analógico-digital (A/D).
4-
Describir los tipos de convertidores analógicos-digital.
5-
Describir los pasos en
el muestreo de una señal analógica.
6-
Analizar las
limitaciones del ancho de banda del convertidor A/D.
7-
Analizar el efecto
alias de la señal muestreada.
8-
Describir las
interfaces digitales con
9-
Describir las
características del hardware de adquisición de datos con
10- Analizar los elementos de un
hardware de adquisición de datos.
11- Analizar los elementos de un
instrumento virtual en LabVIEW.
12- Analizar la librería de adquisición
de datos de LabVIEW.
13- Describir los elementos de un
sistema de instrumentación electrónica a distancia a través de Internet..
Contenidos:
4.1 Características de un convertidor D/A.
4.2 Tipos de convertidores D/A.
4.3 Características de un convertidor
A/D.
4.4 Tipos de convertidores A/D.
4.5 Muestreo de señales analógicas.
4.6 Limitaciones del ancho de banda del convertidor A/D en el muestreo de
señales analógicas.
4.7 Efecto alias de una señal muestreada.
4.8 Interfaces digitales con
4.8.1
Buses de
4.8.2 Puerto
paralelo
4.8.3 Interface serial RS-232
4.9 Características de un hardware de adquisición de datos con
4.10 Elementos
de un hardware de adquisición de datos.
4.11
Instrumento virtual
(IV).
4.11.1
Definición.
4.11.2
Elementos
4.11.3
Programación en LabVIEW.
4.11.4
Librería de adquisición
de datos de LabVIEW.
4.12 Elementos de un sistema de instrumentación electrónica a distancia a
través de Internet.
4.12.1
Servidor.
4.12.2 Clientes.
4.12.3 Laboratorio virtual a distancia.
Objetivos
específicos:
1-
Conocer las cuales son
las fuentes de ruido e interferencia.
2-
Conocer los tipos de
interferencia en los circuitos de medición.
3-
Analizar la
interferencia producida por efectos inductivos, capacitivos y lazos de tierra.
4-
Estudiar los métodos
para la reducción del ruido y la interferencia.
Contenido:
5.1 Fuentes de ruido e interferencia.
5.2 Tipos de interferencia en los circuitos de medición.
5.3 Interferencia producida por efectos inductivos, capacitivos y lazos de
tierra.
5.4 Métodos para la reducción del ruido y la interferencia.
-
Explicación y discusión teórica de conceptos
-
Realización y discusión
de ejercicios en clase
-
Solución de ejercicios
por parte de los estudiantes en grupo
-
Realización de un
proyecto de instrumentación electrónica por parte de los estudiantes en grupo
-
Laboratorio de
computación
-
Proyector de multimedia
-
Pizarra y marcadores
-
Aula de clase con
computadora
Evaluación:
- Evaluaciones escritas: 30%
- Proyecto: 40%
Sistemas
de Medición: Principios y Aplicaciones. John Bentley. Editorial CECSA, 1993.
Interfacing. A Laboratory Using the Microcomputer for
Instrumentation, Data Analysis, and Control. Stephen E. Derenzo. Editorial Prentice Hall, 1990.
Interfacing Sensors to the IBM PC. Willis Tompkins y John
Webster. Editorial Prentice Hall, 1988.
Application Notes and Tutorials. National Instruments.
http://www.ni.com/devzone/libraries/
Free Literature and Handbooks. Omega. http://www.omega.com/literature/
Application Notes. Texas Instruments. http://www.ti.com/
Instrumentación Electrónica. Universidad de Burgos. http://www2.ubu.es/ingelec/tecelec/inaki/instrumIndex.htm
Medidas e Instrumentación. Universidad Nacional de Colombia.
http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4040003/index.html