Introdução à Instrumentação

Código:

FIS1010

Sigla:

FIS1010

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Física

Ocorrência: 2019/2020 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Física e Astronomia
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Engenharia Geoespacial

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
L:EG	24	Plano estudos a partir do ano letivo 2019	1	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Esta unidade curricular pretende desenvolver no estudante a capacidade de conceção e implementação de sistemas de medição e instrumentação que possibilitem a aquisição de competências para o exercício de atividade profissional num ambiente de ciência experimental ou industrial, ou o prosseguimento de estudos mais avançados.

Resultados de aprendizagem e competências

Resultados de aprendizagem e competências:

apreender conceitos gerais de Medida e técnicas fundamentais de instrumentação;

adquirir conhecimento operacional dos principais tipos de elementos sensores (tran sdutores) atualmente disponíveis e dos respetivos princípios de funcionamento e características;

apreender conhecimentos sobre elementos condicionadores de sinal;

apreender conhecimentos sobre a origem e características das principais fontes de ruído eletrónico que afetam os sistemas de medição e instrumentação, e das técnicas normalmente utilizadas na minimização dos seus efeitos;

princípios de funcionamento de instrumentação avançada e princípios de medida.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

Introdução ao ruído eletrónico. Ruído térmico, quântico e de "flicker" (1/f). Ruídos ambientais ou extrínsecos

Realimentação. Realimentação positiva e negativa. Breve introdução aos amplificadores operacionais.

Circuitos temporizadores e sua importância na instrumentação. Transdutores e Sensores. O sensor num a cadeia de medida. Características estáticas e dinâmicas dos sensores. Conversão digital-analógica e analógico-digital. Tipos principais de conversores.

Filtros passivos e ativos sim ples. Tipos de filtros. Resposta em frequência e resposta em fase.

Princípios de controlo. Sistema em malha aberta e com realimentação. Sistemas de controlo proporcionais e com resposta integral e diferencial. Correlação e autocorrelação. Princípio de funcionamento do “Phase Sensitive Detector”.

Em todos o s tópicos haverá uma atenção especial em dar exemplos relevantes para a área de Eng. Geoespacial.

Nas aulas PL serão montados alguns circuitos ilustrativos dos tópicos lecionados nas aulas teóricas.

Bibliografia Obrigatória

John P. Bentley; Principles of measurement systems. ISBN: 0-582-30543-8
Jacob Fraden; Handbook of modern sensors. ISBN: 1-56396-538-0
E. R. Davies; Electronics, noise and signal recovery. ISBN: 0-12-206131-4
F. R. Connor; Noise. ISBN: 0-7131-3306-6

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas expositivas com apresentação de problemas ilustrativos e discussão. Aulas laboratoriais com trabalhos práticos que ilustram os tópicos ensinados.
A UC propõe o estudo de um conjunto alargado de elementos de transdução de sinais que devem fazer parte da formação de base de profissionais que desenvolvem o seu trabalho com forte componente de instrumentação, em ambientes industriais ou de investigação científica. São introduzidos de forma consistente, aspetos fundamentais de ruído em sistemas eletrónicos não cobertos nas UC do curso. Por outro lado, os conteúdos programáticos visitam conhecimentos em eletrónica, sinais e sistemas, numa perspetiva integradora, dirigida ao desenvolvimento, caracterização e otimização de soluções de medida e instrumentação eletrónica. Os sistemas de medida são estudados desde a transdução primária de sinal até à geração de uma resposta final, incluindo a estimativa de erros derivados quer de interferências quer de ruídos intrínsecos aos sistemas.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	70,00
Trabalho laboratorial	30,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	114,00
Frequência das aulas	48,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Frequência: participar em pelo menos 3/4 das aulas T e PL

Fórmula de cálculo da classificação final

A unidade curricular será avaliada com base em duas componentes: uma avaliação contínua, baseada nas aulas PL, e uma avaliação escrita.

Fórmula de avaliação: para o cálculo da classificação final serão tidos em consideração a avaliação contínua (com peso de 30 %) e um exame final escrito (peso 70%)

Classificação mínima de 7,0 em cada item.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Como uma das componentes de avaliação exige a realização de trabalho laboratorial, recomenda-se a todos os alunos nesta situação que contactem com os docentes de forma a possibilitar a realização da componente prática num horário flexível, utilizando o tempo de atendimento de alunos dos docentes.

Melhoria de classificação

Dada a natureza laboratorial de parte da Unidade Curricular, só é considerada para obtenção de melhoria da classificação a componente correspondente ao exame.

As outras componentes de avaliação só poderão ser objeto de melhoria no ano letivo seguinte, nos termos do “Regulamento de avaliação do aproveitamento dos estudantes” da FCUP, através de nova frequência à Unidade Curricular. Esta inscrição é feita no início do ano letivo e contabilizada no máximo de créditos em que o estudante se pode inscrever.

Observações

Juri: Manuel Joaquim Bastos Marques e Pedro Alberto da Silva Jorge

Alteração na avaliação: Devido à pandemia Covid 19, deixou de ser obrigatório obter mais de 7,0 valores em cada componente de avaliação.