UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS Escola de Engenharia

Curso de Graduao em Engenharia de Controle e Automao

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PROGRAMA DE DISCIPLINA

DISCIPLINA: CDIGO: Instrumentao Industrial ELT010

DEPARTAMENTO RESPONSVEL: UNIDADE: Departamento de Engenharia Eletrnica Escola de Engenharia

CARGA HORRIA: CRDITOS: PERODO: CLASSIFICAO: PR-REQUISITOS: Terica: 45 Prtica: 0 3 6 OB / OP

(ambas)

Total: 45 horas-aula

PR-REQUISITOS DE CONHECIMENTO: CARGA HORRIA ESTIMADA EXTRA-CLASSE: Eletrnica Analgica Bsica e Sistemas Dinmicos Lineares ou Anlise de Sistemas Lineares

3h por semana

EMENTA: Introduo; Sistemas de medio para aplicao em malha aberta; Modos de operao de instrumentos; Anlise funcional de instrumentos; Tcnicas de correo de erros; Caracterizao esttica de instrumentos; Caracterizao dinmica de instrumentos; Anlise de sinais em instrumentao; Sistemas eletrnicos para instrumentao; Acoplamento eltrico; Sensores de posio; Sensores de deformao; Sensores de Presso; Medio de Vazo; Medio de Temperatura; Medio de Nvel.

OBJETIVOS: Objetiva-se que ao final do curso o aluno: 1) esteja familiarizado com conceitos bsicos da rea; 2) seja capaz de descrever as principais classes de sensores para as grandezas estudadas; 3) seja capaz de ler folhas de especificao de instrumentos e literatura tcnica sobre o assunto; 4) entender os principais pontos e requisitos na especificao de sensores para aplicaes industriais.

METODOLOGIA DE ENSINO: ( x ) Aulas Expositivas em Quadro-Negro ( x ) Utilizao de Transparncias ou Slides ( ) Aulas Prticas Demonstrativas ( ) Aulas Prticas de Montagem ( x ) Trabalho Terico Extra-Classe

( ) Trabalho Prtico Extra-Classe ( ) Estudo Dirigido / Listas de Exerccios ( ) Aulas em Salas de Microcomputadores ( ) Outros - Especificar:

CRITRIOS DE AVALIAO: Provas e eventualmente um trabalho. Todas as avaliaes so individuais.

PROGRAMA:

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1) Introduo a. Sistemas de medio para aplicao em malha aberta b. Sistemas de medio para aplicao em malha fechada c. Elementos principais de um lao de controle

2) Modos de operao de instrumentos a. Operao por deflexo b. Operao por deteco de nulo c. Caractersticas

3) Anlise funcional de instrumentos a. Conceitos b. Anlise entrada-sada de instrumentos c. Exemplos

4) Tcnicas de correo de erros a. Mtodo da insensibilidade inerente b. Filtragem de entrada c. Filtragem de sada d. Mtodo dos erros calculados e. Mtodo das entradas em oposio f. Realimentao de ganho elevado g. Exemplos

5) Caracterizao esttica de instrumentos a. Conceito de erro e distribuio de probabilidade de erros b. Erros sistemticos c. Erros com caractersticas aleatrias d. Incerteza e incerteza padro e. Funo de propagao de incerteza f. Calibrao esttica g. Caractersticas estticas (e.g. linearidade, repetibilidade, sensibilidade, resoluo, limiar etc.) h. Exemplos

6) Caracterizao dinmica de instrumentos a. Instrumentos no lineares: determinao de condies de equilbrio e linearizao. b. Resposta temporal de sistemas de ordem zero, um e dois c. Resposta em freqncia de sistemas de ordem zero, um e dois d. Modelagem no domnio do tempo e no domnio da freqncia e. Representaes para retardo puro de tempo

7) Anlise de sinais em instrumentao a. Modulao em amplitude b. Demodulao sensvel fase c. Caracterizao de sinais aleatrios d. Funes de correlao cruzada e auto-correlao e. Carregamento

8) Sistemas eletrnicos para instrumentao a. A ponte de Wheatstone b. Amplificadores operacionais em configurao inversora, no-inversora e diferencial c. Amplificador de instrumentao d. Amplificador sncrono

9) Acoplamento eltrico a. Acoplamento resistivo: o problema da aterragem b. Acoplamento capacitivo: a soluo por blindagem c. Acoplamento indutivo: blindagem, disposio de circuitos e trancamento de fios

10) Sensores de posio a. Potencimetros b. Extensmetros (strain-gages) c. LVDTs (linear variable differential transformers) d. Encoders e. Sensores capacitivos e a cristal f. Sensores de proximidade (Hall, indutivos, capacitivos) g. Acelermetros h. Ultrassnicos i. Tacmetros

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11) Sensores de deformao a. Sensores de fora 1D e 3D b. Sensores de conjugado

12) Sensores de Presso a. Manmetros em U b. Tubos de Bourdon c. Foles (Bellows) d. Diafragmas e. Sensores absolutos (piezoresistivos, capacitivos etc.) f. Sensores com referncia atmosfera (piezoresistivos, capacitivos etc.) g. Sensores diferenciais (piezoresistivos, capacitivos etc.)

13) Medio de Vazo a. Tubo de Pitot b. Tubo de Venturi c. Placa de Orifcio d. Anemmetro de fio (ou filme) quente e. Anemmetro de LASER Doppler f. Rotmetros g. Turbinas h. Ultrassnicos i. Eletromagnticos j. Medidor baseado em vrtices k. Medidores de vazo mssica l. Tubo de Coriolis

14) Medio de Temperatura a. Lquido ou gs em bulbo (e.g. termmetros de mercrio) b. Termopares c. RTDs (resistance temperature detectors) d. Termistores semicondutores e. Termistores de juno f. Pirmetros g. Medidores sensveis radiao infra-vermelho

15) Medio de Nvel a. Ultrassnicos b. Resistivos c. Capacitivos

BIBLIOGRAFIA: Measurement Systems: Applications and Design, 5th Edition, E. O. Doebelin, McGraw Hill,

PROFESSOR RESPONSVEL: DATA DA APROVAO: Luis Antonio Aguirre e Leonardo Antnio Borges Trres