2025

Instrumentação

Nome: Instrumentação
Cód.: EME00511L
6 ECTS
Duração: 15 semanas/156 horas
Área Científica: Engenharia Eletrotécnica

Língua(s) de lecionação: Português
Língua(s) de apoio tutorial: Português, Inglês
Regime de Frequência: Presencial

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

Objetivos de Aprendizagem

Perceber os conceitos básicos e a terminologia da metrologia. Conhecer o funcionamento, aplicações e limitações dos vários instrumentos de medida analógicos e digitais. Ter noção do elevado número de transdutores existentes no mercado e do condicionamento de sinal necessário para se poder utilizar esses transdutores. Obter capacidades em sistemas automáticos de medida.

Conteúdos Programáticos

1. Introdução à Metrologia
Medição e Erro. Definições e Análise Estatística.
Sistemas de Unidades de Medida.

2. Instrumentos de Medida
Electromecânicos. Galvanómetro, voltímetro, amperímetro; ohmímetro, etc.
Electrónicos (Analógicos/Digitais). Voltímetro, multímetro, etc.
Osciloscópio.

3. Transdutores
Introdução. Temperatura. Força. Posição. Pressão, Vácuo e Som. Humidade. Intensidade Luminosa. Sensores térmicos, mecânicos, ópticos, etc.

4. Condicionamento de Sinal
Geração e Análise de Sinais.
Sistemas Analógicos.
Princípios. Circuitos Passivos. Circuitos com Pontes: Ponte de Wheatstone; Pontes AC.


5- Amplificador Operacional: Revisão de conceitos. Amplificador de Instrumentação.
Sistemas Digitais. Princípios. Conversores D/A e A/D. Sistemas de Aquisição de Dados.

6- Analise espectral, DFT, FFT, Filtros

Métodos de Ensino

As metodologias de ensino e aprendizagem desta unidade curricular de Metrologia e Instrumentação são articuladas para proporcionar uma compreensão abrangente tanto teórica quanto prática. As aulas teóricas focam-se na exposição dos princípios fundamentais da metrologia, funcionamento de instrumentos e teoria de sistemas de aquisição de dados. Estas sessões utilizam apresentações, discussões e exemplos para solidificar conceitos.
As aulas laboratoriais complementam a teoria, oferecendo experiência hands-on com instrumentos como osciloscópios, medidores RLC e multímetros. Os alunos praticam aquisição de dados usando placas comerciais e software LabView, aplicando conceitos como o teorema da amostragem e evitando o espalhamento espectral.
O modelo pedagógico enfatiza a aprendizagem ativa e autônoma. Os alunos são encorajados a explorar instrumentos, realizar medições e analisar dados independentemente. Trabalhos práticos e relatórios de laboratório reforçam a compreensão da matéria.

Avaliação

Componentes da Avaliação
Componente Teórica:
Opção A: Exame (Nota E)
Opção B: Frequências (Notas F1 e F2)
Componente Laboratorial:
6 relatórios (Notas R1, R2, R3, R4, R5, R6)
Cálculo da Nota Final
Avaliação Contínua (Frequências)
Condição: F1 e F2 devem ser maiores que 8
Fórmula: Nota Final = (0.3 * Média dos Relatórios + 0.7 * Média das Frequências) / 2
Detalhado: Nota Final = (0.3 * (R1+R2+R3+R4+R5+R6)/6 + 0.7 * (F1+F2)/2) / 2
Avaliação por Exame
Condição: Nota mínima do exame (E) deve ser maior que 10
Fórmula: Nota Final = (0.3 * Média dos Relatórios + 0.7 * Nota do Exame) / 2
Detalhado: Nota Final = (0.3 * (R1+R2+R3+R4+R5+R6)/6 + 0.7 * E) / 2
Este sistema permite aos alunos escolherem entre avaliação contínua (através de frequências) ou avaliação por exame final, mantendo em ambos os casos uma componente de avaliação laboratorial baseada nos relatórios.

Bibliografia

1. "Principles of Electronic Instrumentation" - Diefenderfer, Holton - Saunders College Publishing - 1994
2. "Modern Electronic Instrumentation and Measurement Techniques" - A.D.Helfrick, W.D.Cooper - Prentice Hall International Editions - 1990
3. "Process Control Instrumentation Technology" - C.D.Johnson - Prentice Hall - 1997
4. "Handbook of Modern Sensors - Physics, Designs and Applications" - Jacob Fraden - American Institute of Physics - 1997
5. "Électronique des Systèmes de Mesures" - T.T.Lang - Masson - 1983
6. "PC-Based Instrumentation and Control" - Mike Tooley

Equipa Docente

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