Instrumentação e Sensores

Conhecimentos de Base Recomendados

Introdução aos circuitos elétricos e eletrônicos; Eletromagnetismo.

Métodos de Ensino

A disciplina funciona com três tipos de aulas: aulas teórico-práticas, com apresentação e discussão dos diversos itens do programa, incluindo a resolução de problemas, aulas de práticas laboratoriais, que permitirão a implementação de trabalhos experimentais para aplicação e estudo dos conceitos apresentados nas aulas teórico-práticas, e um conjunto de horas tutoriais que servirão de suporte ao desenvolvimento de um pequeno projeto pelos alunos.

Resultados de Aprendizagem

Após a frequência bem-sucedida da disciplina, os alunos deverão ter assimilado diversos conceitos relacionados com sensores e medição de grandezas, bem como da composição dos sistemas de medida/aquisição de dados. Estarão também capacitados para identificar os princípios e condicionalismos associados a instrumentação para recolha de dados e à sua conceção/desenvolvimento. Por último, pretende-se que os alunos fiquem com capacidade de conceção de sistemas de medição/aquisição de dados para satisfazer necessidades específicas.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Instrumentação/Sistemas de aquisição de dados: constituição típica. Fontes de ruído em instrumentação e métodos de eliminação do mesmo.

2. Transdutores/sensores: classificação e característica. Alguns tipos de tradutores/sensores. Calibração e compensação.

3. Condicionamento de sinal: Pontes de medida; Amplificadores operacionais e suas aplicações. Amplificadores de instrumentação e de isolamento.

5. Instrumentação digital: Amostragem de sinais. Resolução dos sistemas de conversão. Teorema da amostragem de Nyquist. Principais tipos de conversores A/D e D/A.

6. Análise e filtragem. Propriedades dos sinais analógicos e digitais. Análise do espectro de frequência. Sistemas lineares. Auto correlação, correlação cruzada e convolução. Filtros digitais FIR e IIR.

7. Instrumentação aeronáutica e espacial mais relevante: conceção e funcionamento.

Métodos de Avaliação

Avaliação
Mini Testes: 10.0%
Exame: 45.0%
Frequência: 45.0%

Bibliografia

R. B. Northop - Introduction to instrumentation and measurements, 3rd. Ed., Taylor & Francis, 2014.

Alan S. Morris and Reza Langari - Measurement and Instrumentation: Theory and Application, Elsevier, 2012.

Joseph Bentsman - Introduction to Signal Processing, Instrumentation, and Control, An Integrative Approach, World Scientific, 2016.

John G. Webster and Halit Eren - Measurement, Instrumentation, and Sensors Handbook, 2nd. Ed, CRC Press, 2014.

Gordon Boyd and Leslie Jackson - Reeds Vol 10: Instrumentation and Control Systems, Reeds Marine Engineering and Technology Series, Bloomsbury USA, 2020.
Rathakrishnan, Ethirajan. Instrumentation, measurements, and experiments in fluids. CRC press, 2020.