Instrumentação e Monitorização
Código
8849
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Engenharia Electrotécnica
Créditos
6.0
Professor responsável
Stanimir Stoyanov Valtchev
Horas semanais
5
Total de horas
65
Língua de ensino
Português
Objectivos
Compreender os conceitos das grandezas electricas e não electricas, cuja medição corecta é necessaria especialmente para um funcionamento optimal das instalações de energia renovavel, compreender os conceitos de sensor, transdutor e condicionador do sinal, compreender tambem os equipamentos electronicos que fornecem os sinais de referencia e transmitem o valor medido para o respectivo utilizador da informação obtida.
Conteúdo
Introdução às medidas, classificação dos instrumentos de medição, padrões, características básicas dos instrumentos, calibração, escolha do instrumento de medida. Erros das medições: erros sistemáticos, erros aleatórios, propagação dos erros.
Medição das grandezas eléctricas: tensão, corrente, resistência, capacidade, indutância, potência, frequência, fase, energia.
Medições das grandezas não eléctricas e eléctricas aplicando sensores e transdutores: potenciómetros, pontes de medição, transformadores diferenciais, extensómetros (medição de força mecânica, binário, pressão), sensores capacitivos, sensores piezoelectricos, sensores de temperatura (termo resistências, termístores, termo pares, infravermelhos), sensores ópticos, sensores de deslocação, velocidade, aceleração, sensores discretos (de posição absoluta e incrementais), sensor de fluxo de fluidos, sensor de velocidade e direçao do vento, sensor de intensidade da radiação solar e sensor de Hall.
Tipos e características dos detectores da radiação, operação e aplicação: detector de câmara de gás, câmaras de iões, contador Giger‐Muller, detectores de semicondutor (Si, Ge, etc.), detector de cintilação, etc.
Condicionamento dos sinais, amplificação, atenuação, linearização, filtragem, amplificadores operacionais (aplicações como amplificador logarítmico, amplificador diferencial, conversor corrente ‐ tensão, amplificador de carga, etc.), amplificador de instrumentação, amplificador de isolamento, amplificador com correcção do desvio, amplificador de ganho programável, amplificador S/H, conversor tensão/frequência (VCO), detector de fase, circuitos PLL e a sua aplicação.
Geradores de sinais de referência, oscilador de Viena, Hartley, Colpitts, gerador de onda quadrada, temporizador (LM555), estabilizadores de tensão e corrente, osciloscópio e analisador de espectro.
Sensores e sistemas de aquisição, processamento e transmissão do sinal em forma electrónica (analógica e digital): conversão D/A e A/D dos sinais, multiplexor e de-multiplexor, radiotransmissão, transmissão óptica, sensores alimentados pela energia transferida sem contacto.
Fontes de ruído e a sua influência nas medidas. Interferência electromagnética. Protecção e isolamento, blindagem, planos de terra. Construção de equipamentos de instrumentação.
Bibliografia
Electronic instrumentation, P.P.L. Regtien, VSSD, 2005
Measurements Science for engineers, P.P.L. Regtien, Kogan Page Science, 2004
Outros livros:
1. Electrical Measurements in Engineering, A. Boros, Editora: ELSEVIER, 1985.
2. Electronic Instruments and Measurements, L. Jones, A. F. Chin, Editora: Prentice Hall, 1994.
3. Measurement Systems –Application and Design, E. O. Doebelin, Editora: Mc Graw‐Hill, 1994.
4. Technology of Electrical Measurements, Edited by L. Schnell, Editora: John Wiley & Sons, 1993.
5. Electronic Instrumentation and Measurements, D. A. Bell, Editora: Prentice Hall, 1994.
6. Principles of Electronic Instrumentation and Measurement, H. Berlin, F. Getz, Editora: MerillPublishing Co., 1991.
7. Electronics of Measuring Systems (Practical Implementation of Analogue and Digital Techniques), T. T. Lang, Editora: John Wiley & Sons, 1991.
8. Microelectronica, Jacob Millmane Arvin Grabel, Editora: McGraw‐HillPortugal, 1996.
9. The Art of Electronics, Paul Horowitz, Winfield Hill, Editora: Cambridge University Press, 1993.
10. Instrumentação, Electrónica Moderna e Técnicas de Medição, A. Helfrick, W. Cooper, Editora: PrenticeHall do Brasil, 1994
11. The measurement, instrumentation and sensors handbook, Editor J. Webster, Springer Verl., CRC, IEEE Press, 1999.
12. Instrumentation for Engineering measurements, J.Dally, W.Riley, K.McConnell, JohnWiley& Sons, 1993.
13. Sensors and actuators, C.W.deSilva, CRC Press, 2007.
14.A.C. Fischer‐Cripps, Newnes Interfacing Companion, Elsevier, 2002.
Método de ensino
Método de avaliação
A obrigatoriedade dos exercícios laboratoriais tem como consequência a avaliação da frequência. Essa frequência será obtida depois de entrega dos quatro relatórios dos exercícios.
A nota final é calculada como soma da nota do exame teórico (multiplicada por 0.75) e da nota dos trabalhos práticos no laboratório (multiplicada por 0.25).