Conhecimentos de Base Recomendados

Os estudantes devem ter conhecimentos prévios de fisica dando especial enfase às áreas de eletrotécnia e eletrónica básica.

Objetivos

Fornecer aos alunos competências para:
1) ter conhecimentos gerais de fisica diretamente envolvida nos principios e tecnicas de instrumentação
2) ter conhecimentos básicos de metrologia, nomeadamente os conceitos de exactidão, sensibilidade, resolução e incerteza, e da sua aplicação nas áreas de instrumentação e medida;
3) compreender os principios de funcionamento dos instrumentos de medida analógicos e digitais assim como, identificar as principais características e limitações da medida;
4) conhecer o princípio de funcionamento de transdutores de medida e ter capacidade de projectar circuitos de medida de grandezas industriais.

Competências nas seguintes áreas: metrologia (geral), instrumentação analógica e digital, utilização de transdutores para aplicações de medida industriais.

Métodos de Ensino

A metodologia de ensino está baseada em aulas teórico-práticas de carácter expositivo e de prática em sala de aula. 

Estágio(s)

Não

Programa

1 - Unidades e sistemas de instrumentação e medida

Sistema Internacional de Unidades (SI); Conceito de sensor, transdutor e atuador; Características estáticas e dinâmicas de um sensor de medida e de Cadeia de medida; Sinais normalizados de corrente e pressão; Erros de medida: linearidade, histerese, "offset" e ganho.  Conceito de densidade;  massa e peso volumico. 

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 magnético (efeito de Hall); Ópticos (fotoresistência, fotodíodo e fototransístor); Gerador taquimétrico e taquímetro digital; Encoder (incremental e absoluto)

 3- Circuitos condicionadores de sinal

Ponte Wheatstone; Condição de equilíbrio da ponte de Wheatstone (c.c. e c.a.); conceitos de Amplificação e atenuação; Amplificadores de instrumentação; Transmissores (cadeia de medida)

 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); Proteção dos sensores de pressão: diafragma, sifão, selagem; Conceitos de Calibração (balança de pesos mortos); Especificação, seleção 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 pricipios de medida por Resistência (piezoresistivos) Capacidade. Ultrassons; Radar (livre e de onda guiada); Radioatividade; Gravimétrico.
Medida de nível de interfaces líquidas; Medida de densidade (nível constante). Especificação, seleção 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

Demonstração de conteúdos

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Demonstração da metodologia

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Docente(s) responsável(eis)

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Bibliografia

Daily Rley McConnel; Engineering Measurements, Wiley; Enginneerng Measurements. ISBN: 972-8431-22-8