Universidad Pública de Navarra - Nafarroako Univertsitate Publikoa

Módulo/Materia

Módulo: Módulo de Tecnología Específica Eléctrica

Materia: M52 Aplicaciones Industriales

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Descripción/Contenidos

Los sistemas de medida y sus definiciones. Terminología. Transductores. Acondicionamiento de señal. Ejemplos de medición.

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Competencias genéricas

CG3: Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
CG4: Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial en las tres tecnologías específicas, Mecánica, Eléctrica y Electrónica Industrial.
CG10: Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar.

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Competencias específicas

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Resultados aprendizaje

¿ Conocer las distintas tecnologías de sensores y transductores utilizados en aplicaciones de automatización industrial.
¿ Conocer los circuitos utilizados para acondicionar las variables medidas en las aplicaciones de automatización industrial.
¿ Conocer los fundamentos del funcionamiento y problemas relacionados con la adquisición de datos.

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Metodología

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Idiomas

     La docencia se imparte en castellano, aunque la mayoría de las referencias y los textos de lectura están escritos en inglés, ya que los proveedores habituales de sensores e instrumentación funcionan a nivel global. Es responsabilidad del alumnado acostumbrarse y adquirir la nomenclatura usada en este tipo de dispositivos, con independencia de si se ha conseguido la competencia lingüística o no.

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Evaluación

NOTAS ACLARATORIAS

     Para el adecuado seguimiento y aprovechamiento de la asignatura es imprescindible haber cursado la asignatura Fundamentos de Electrónica del 4º semestre del grado. Asimismo, es también recomendable, aunque no imprescindible, haber cursado la asignatura Electrónica Industrial, del 5º semestre.

     Al tratarse de una asignatura de 3 ECTS, la no asistencia supone la pérdida de información valiosa para su seguimiento. Por ello, la asistencia a las sesiones de prácticas y su entrega, así como la asistencia a las sesiones de presentación de los trabajos finales es preceptiva. En caso de no poder asistir por asunto urgente, será necesario presentar justificación oficial de la no asistencia, sea cual sea la razón que la sustente. Sin dicha justificación, no se tendrá derecho a evaluación.

1. El examen teórico consistirá en una combinación de preguntas de tipo test y de respuesta corta sobre las temáticas de la asignatura. Se podrán incluir cuestiones acerca de las prácticas, así como análisis de hojas de especificaciones y ejercicios relacionados con el diseño de sistemas de adquisición de datos.
2. Se prevé la entrega de un informe de prácticas final que, además, podrá ser evaluado parcialmente tras cada sesión de laboratorio.
3. Se prevé la elaboración de un trabajo escrito relacionado con el diseño de sistemas de adquisición, así como su presentación en el aula durante un tiempo limitado.

     La realización de cualquier actividad de las anteriores contabiliza como convocatoria presentada.

     Para promediar con el resto de calificaciones de la asignatura en cualquiera de sus convocatorias, es necesario obtener al menos 5 puntos en todas las partes. En caso de no superar la asignatura en cualquiera de los períodos de evaluación, la nota final será promediada hasta un máximo de 4,9.

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Temario

Tema 1: Sensores y caracterización de sistemas de medida

       1.1. Sensores y fenomenología de detección

       1.2. Parámetros de interés

       1.3. Hojas de especificaciones

Tema 2: Acondicionamiento de señal

       2.1. Circuitos de acondicionamiento de señal

       2.2. El puente de Wheatstone

       2.3. El amplificador de instrumentación

Tema 3: Conversión analógico-digital y digital-analógica

       3.1. Conversión de señales analógicas a digitales y viceversa

       3.2. Parámetros y caracterización de un CAD

       3.3. Conversión analógico-digital (CAD): Flash, aproximaciones sucesivas, escalera, doble rampa,  sigma-delta

       3.4. Conversión digital-analógica (CDA): resistencias ponderadas, red R-2R, parámetros de un CDA

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Programa de prácticas experimentales

Práctica 1: Tecnologías de instrumentación.

Objetivo: Refuerzo en el manejo del instrumental de laboratorio para medición de señales.

Resumen: Se trata de una práctica de repaso de lo visto en Fundamentos de Electrónica para nivelar los conocimientos del alumnado en el manejo de la instrumentación básica. Se emplea un osciloscopio con generación de señal y un multímetro para medir las señales de entrada y de salida de circuitos sencillos, como los divisores de tensión o de corriente o las configuraciones básicas del amplificador operacional.

Práctica 2: Puente de Wheatstone. Amplificador de instrumentación.

Objetivo: Revisión de los aspectos más relevantes vistos en la teoría del tema 2.

Resumen: El alumnado construye un puente de Wheatstone y un amplificador de instrumentación y va caracterizando el efecto de modificar los diferentes parámetros modificables en las señales obtenidas en cada una de las etapas. Al final de la práctica, introducen una variación de señal muy pequeña en la parte sensora del puente y ven su efecto a la salida del amplificador de instrumentación.

Práctica 3: Acondicionamiento de sensores de temperatura

Objetivo: Caracterización de un sensor de temperatura analógico y adquisición de los datos obtenidos.

Resumen: El alumnado comienza caracterizando un par de termorresistencias entre 0 y 100¿C. Una vez vistos los rangos de operación y su funcionamiento óptimo, se diseña un sistema de adquisición y acondicionamiento de señal para transducir el valor de temperatura en valor de tensión comprensible por un sistema de procesamiento de señal.

Práctica 4: Conversión analógico-digital. Conversión digital-analógica

Objetivo: Revisión de los aspectos más relevantes vistos en la teoría del tema 3.

Resumen: Para finalizar el curso práctico, el alumnado construye y caracteriza un conversor digital-analógico de tipo R-2R. Asimismo, con las señales proporcionadas por una tarjeta Arduino, introduce señales en dicho conversor y revisa los conceptos de resolución y ruido de cuantificación. Finalmente, a través de la tarjeta Arduino genera una señal digital en paralelo que se introduce en un CDA integrado, obteniendo una señal cuantificada que, más adelante, tendrán que procesar para volverla analógica.

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.

Básica

1. R. Pallàs Areny, "Sensores y acondicionadores de señal". Ed. Marcombo, Barcelona
2. R. Pallàs, O. Casas y R. Bragós, "Sensores y acondicionadores de señal: problemas resueltos". Barcelona: Marcombo, 2008.
3. M. A. Pérez García, "Instrumentación Electrónica. 230 problemas resueltos". Ibergarceta Publicaciones, Madrid 2012.

Complementaria

1. J. Fraden, "Handbook of modern sensors: physics, designs, and applications". New York: Springer.
2. E.O. Doebelin, "Sistemas de medición e instrumentación: diseño y aplicación". McGraw-Hill Interamericana.
3. J. G. Webster, "The Measurement, instrumentation, and sensors handbook". New York: IEEE Press.

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Lugar de impartición

Teoría: Aulas habilitadas en el Aulario

Prácticas: Laboratorios del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

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