La competencia específica a adquirir con la asignatura es: "Conocimiento aplicado de instrumentación electrónica"



SUBCOMPETENCIAS ESPECIFICAS



I1. Identificar y emplear con rigor de conceptos como: Magnitud, variable, señal, ruido, relación señal-ruido, etc. y los relacionados con las propiedades de una medida: error, exactitud, precisión, veracidad, incertidumbre,…

I2. Demostrar conocimiento de los amplificadores de instrumentación aplicables en la amplificación de señales derivadas de sensores a nivel de análisis, especificación y diseño de estos circuitos.

I3. Demostrar capacidad de diseño de circuitos de filtro activo aplicables en el acondicionamiento de señales derivadas de sensores e instrumentación

I4. Diferenciar y explicar los procesos fundamentales (muestreo, discretización, …) involucrados en la conversión de señales analógicas en variables digitales, las imperfecciones y errores que se pueden generar en esos procesos y las técnicas aplicables para mantener limitados esos errores.

I5. Demostrar conocimiento de las técnicas de conversión analógico-digital y las características a tener en cuenta en la elección de un determinado dispositivo o circuito de conversión analógico-digital

I6. Definir y desarrollar aplicaciones de instrumentación virtual con el entorno Labview (con un nivel cercano al homologable como desarrollador asociado de Labview)

I7. Demostrar conocimiento de las arquitecturas de adquisición de datos más habituales y la programación en Labview para acceso a instrumentos a través de buses de instrumentación, utilizando interfaces SCPI y VISA.

I8. Diferenciar y explicar los principios y técnicas de proceso digital y de comunicación de datos aplicables en sistemas de instrumentación.

I9. Diferenciar y explicar los tipos interferencias que pueden afectar a un sistema de instrumentación, origen, caminos de acoplamiento y efectos sobre el sistema y las técnicas aplicables para mitigar esos efectos negativos sobre el sistema.



Se trabajan también las siguientes COMPETENCIAS TRANSVERSALES



FB7 Aplicar las estrategias propias de la metodología científica para resolver problemas: realizar observaciones con conciencia del marco teórico e interpretativo que las dirige; analizar la situación problemática cualitativa y cuantitativamente, plantear hipótesis y soluciones utilizando los modelos adecuados

FB8 Comunicar adecuadamente los conocimientos, procedimientos, resultados, destrezas y aspectos inherentes a las materias básicas de la ingeniería, utilizando el vocabulario, la terminología y los medios apropiados.

FB9 Trabajar eficazmente en grupo integrando capacidades y conocimientos para adoptar decisiones en el desarrollo de las tareas propuestas.

FB10 Adoptar una actitud responsable, ordenada en el trabajo y dispuesta al aprendizaje, desarrollando recursos para el trabajo autónomo.



OBJETIVOS FUNDAMENTALES DE APRENDIZAJE



O1. Capacidad para especificar un sistema de instrumentación para captación y proceso de variables asociadas a una magnitud física, estableciendo propiedades de la medida, parámetros de calidad, robustez y prestaciones.



02. Capacidad para discutir, defender y contrastar esa especificación



03. Capacidad para diseñar, desarrollar y poner en marcha un circuito amplificador, condicionamiento y filtrado para sensores de magnitudes física



O4. Documentar, validar, presentar y defender un proyecto de instrumentación

1. Introducción Qué es la instrumentación electrónica, procesos, tecnologías

2. Introducción Magnitudes, variables, señal, ruido, relación señal-ruido

3. Introducción Propiedades de una medida, errores

4. Amplificación (A.I.) Señales en modo común y modo diferencial.

5. Amplificación (A.I.) Amplificador diferencial. Amplificadores de instrumentación. Modelos y características

6. Amplificación (A.I.) Implementación de amplificadores diferenciales. Circuitos monolíticos. Diseño con amplificadores diferenciales y de instrumentación

7. Filtrado Analógico Filtros activos: parámetros de diseño

8. Filtrado Analógico Filtros activos: tipos

9. Filtrado Analógico Filtros activos: diseño e implementación

10. AD- Muestreo Teorema del muestreo e implicaciones. Solape, filtros antisolape

11. AD- Cuantificación Cuantificación en conversión AD y DA. Errores y parámetros

12. AD- Técnicas de conversión analógico-digital Muestreo y retención. Técnicas de conversión. Características de los convertidores AD. Multiplexación

13. Adquisición de datos (ADQ) Tarjetas y sistemas de adquisición de datos. Especificación de sistemas, programación y puesta en marcha.

14. Proceso y filtrado digital Introducción a las técnicas de proceso y fitrado digital

15. Comunicaciones Comunicaciones en instrumentación

16. Interferencias Interferencias y ruido en sistemas de instrumentación

17. Labview Técnicas básicas de programación en Labview

18. Buses de instrumentación GPIB, VXI. Programación bajo SCPI y VISA. Intrumentación virtual y control de instrumentos desde Labview

En la asignatura se aplica la metodología de enseñanza Aprendizaje Basado en Proyectos, con trabajo colaborativo para diseño, ejecución y seguimiento de un trabajo completo de instrumentación electrónica.



Horas de prácticas de laboratorio 15

Horas de prácticas de aula 15

Horas de clase magistral 30

Horas de trabajo autónomo totales 90



En laboratorio se practica la programación en Labview en sesiones orientadas y se trabaja de forma autónoma en tareas de proyecto. En función esta parte práctica puede ser trabajada de forma autónoma y con acceso remoto a laboratorio de la escuela.



El trabajo se realiza en equipos de dos (solo excepcionalmente se admite proyecto individual o en equipo de tres), consiste en un trabajo completo de instrumentación con medida y registro de una magnitud determinada y especificaciones distintas para cada equipo y se han de desarrollar tres entregables:



EP1 Especificación y diseño previo

EP2 Montaje, puesta en marcha y calibración de circuito amplificador

EP3 Desarrollo y puesta en marcha de aplicación Labview y sistema completo



A principios de curso se publica en Moodle una guía docente en la que se amplía información sobre competencias y objetivos, planificación, evaluación y metodología.



En función de la situación sanitaria el proyecto puede pasar a ser realizado en parte o totalmente de forma autónoma con simulación en Labview y acceso remoto a laboratorio de la escuela.

EXAMENES ESCRITOS (50%)



Durante el cuatrimestre se puede realizar algún examen parcial cubriendo partes concretas de la asignatura, en el examen ordinario se diferenciarán los ejercicios correspondientes a esas partes evaluadas en exámenes parciales y se puede optar por subir nota o no realizar la parte que haya sido liberada en examen parcial. En el examen ordinario se puede incluir, además de ejercicios que cubren partes concretas de la asignatura, un ejercicio de diseño de sistema de instrumentación que cubra diversos aspectos de la asignatura.



Según las circunstancias pueden ser sustituidos por exámenes online basados en formularios en eGela que pueden ser combinados con entregas escritas.





EVALUACIÓN DE TRABAJOS (50%)



Durante el cuatrimestre se desarrolla un proyecto de instrumentación completo, con desarrollo y puesta en marcha de circuito amplificador y de acondicionamiento y desarrollo de una aplicación de adquisición de datos en Labview. Se realizan hasta tres evaluaciones parciales del proyecto desde el diseño previo a la puesta en marcha de circuito y validación final con aplicación Labview. La calificación final de proyecto se basa en esas evaluaciones. También se evalúan ejercicios de programación en Labview.



Se ha de aprobar con nota mínima de 5 sobre 10 cada uno de los apartados (exámenes escritros y evaluación de trabajos, respectivamente). En el caso de que no se realice el trabajo o la parte de laboratorio durante el cuatrimestre, se ha de presentar y defender en las fechas de examen extraordinario un trabajo equivalente.





Se deberá comunicar la renuncia expresa a evaluación continua antes de la semana 10 del cuatrimestre. En ese caso en la evaluación ordinaria se aplicarán los mismos criterios que se indican para la extraordinaria (examen integral de toda la asignatura y, si se aprueba dicho examen, se ha de realizar examen de programación en Labview e instrumentación virtual y presentar y defender trabajo de instrumentación)

-Entorno de programación Labview en la versión instalada en los ordenadores de laboratorio

-Instrumentación de puesto de trabajo en laboratorio: fuentes de alimentación, generador de funciones, multímetro, osciloscopio y tarjeta de adquisición de datos instalada en ordenador, con control desde Labview

-Programas de diseño de filtros activos (FilterPro de Texas Instruments)

-Hojas de datos y notas de aplicación de fabricantes que se recomienden en clases y con enlaces en el entorno Moodle

Bibliografía básica

1. M. A. Pérez García y otros. "Instrumentación Electrónica“ .Editorial Thomson-Paraninfo.

2. Lajara Vizcaino y otros ."LABVIEW. Entorno gráfico de programación". Editorial Marcombo

3. Balcells y otros. “Interferencias electromagnéticas en sistemas electrónicos”. Editorial Marcombo.

4. Notas de aplicación y tutoriales de fabricantes: National Instruments (www.ni.com), National Semiconductor (www.national.com), Analog Devices (www.analog.com), Linear Technology (www.linear.com), Texas Instruments (www.ti.com), Maxim Semiconductor (www.maxim-ic.com)

Bibliografía de profundización

1. Ramón Pallas Areny. "Transductores y acondicionadores de señal". Editorial Marcombo
2. Ramón Pallas Areny ."Adquisición y distribución de señales“. Editorial Marcombo

Revistas

1. Instrumentation Newsletter. National Instruments
2. IEEE instrumentation & measurement magazine
3. Automática e Instrumentación . Cetisa / Boixareu Editores. Barcelona.