Disciplina detalhes

Detalhes do curso

Conhecimentos de Base Recomendados

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).
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.
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.
Métodos de Ensino

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

Não
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
Demonstração de conteúdos

-
Demonstração da metodologia

-
Docente(s) responsável(eis)

Rui Nuno de Gouveia Amorim Vilela Dionisio - 1.º Semestre
Bibliografia

daily Reley McConnel; Engineering Measurements, Wiley
Dias Pereira; Theoretical Notes, D.Pereira, 2016
Dias Pereira; Problems Guide, D.Pereira, 2017
William C. Dunn; Fundamental of Industrial Measurements and Process Control, McGraw-Hill
Dias Pereira; Laboratory Guide, D.Pereira, 2017
Bela Liptak; Instrument Engineers' Handbook, CRC Press
Douglas M. Considine; Process/Industrial Measurements and Control Handbook, McGraw-Hill