INSTRUMENTACIÓN Y ADQUISICIÓN DE DATOS

Curso: 4º (2º cuatrimestre)
Naturaleza: Optativa
Créditos: 6

BREVE DESCRIPCIÓN

Objetivos
Estudiar los sensores que permiten a un ordenador obtener información física del entorno. Estudiar los mecanismos para adaptar la información proporcionada por los sensores a los medios informáticos.
Estudiar instrumentos para la medida automática por ordenador utilizando buses estándar.

TEMARIO

Primera Parte
1. Características de los sensores y sistemas de medida
1.1. Definiciones
1.2. Clasificación de sensores
    1.3. Características estáticas de los sistemas de medida
1.4. Características dinámicas de los sistemas de medida
    1.5. Características de entrada
2. Sensores resistivos
    2.1. Potenciómetros
    2.2. Galgas extensiométricas
    2.3. Detectores de temperatura resistivos (RTD)
    2.4. Termistores
    2.5. Magnetoresistencias
    2.6. Fotorresistencias (LDR)
    2.7. Higrómetros resistivos
    2.8. Resistencias semiconductoras para la detección de gases
3. Sensores capacitivos
    3.1. Efecto capacitivo
    3.2. Sensores de desplazamiento y rotación
    3.3. Otros sensores capacitivos
4. Sensores inductivos
    4.1. Campo magnético
        4.1.1. Materiales magnéticos
        4.1.2. Fuerza electromotriz inducida
        4.1.3. Circuitos magnéticos
    4.2. Sensores de reluctancia variable
    4.3. Sensores basados en efecto Hall
    4.4. Otros sensores magnéticos
5. Sensores generadores
    5.1. Sensores fotovoltáicos
        5.1.1. Efecto fotovoltáico
        5.1.2. El fotodiodo
        5.1.3. Diodos PIN
        5.1.4. Fotodiodos de barrera Schottky
        5.1.5. Fototransistores
    5.2. Termopares
    5.3. Sensores Piezoeléctricos
6. Amplificadores, acondicionadores de señal y conversores A/D y D/A
    6.1. Amplificadores
        6.1.1. Características de un amplificador
        6.1.2. Amplificador diferencial
        6.1.3. Amplificador operacional
            6.1.3.1. Circuitos básicos con amplificadores operacionales
        6.1.4. El comparador analógico
    6.2. Sistemas de medida y acondicionamiento de señal
        6.2.1. Medida mediante divisor de tensión
        6.2.2. Medida de sensores resistivos con ajuste de tensión
        6.2.3. Puentes de medida
        6.2.4. Amplificadores de instrumentación
    6.3. Conversores de analógico a digital (A/D)
        6.3.1. Conversor de rampa
        6.3.2. Conversor de doble rampa
        6.3.3. Conversor de escalera
        6.3.4. Conversor de seguimiento
        6.3.5. Conversor por aproximaciones sucesivas
        6.3.6. Conversor en paralelo (FLASH)
        6.3.7. Asociación de conversores para aumentar la resolución
    6.4. Conversores de digital a analógico (D/A)
        6.4.1. Conversor D/A por suma ponderada
        6.4.2. Conversor D/A en escalera
7. Sensores inteligentes
    7.1. Fundamentos de los sensores inteligentes
    7.2. Arquitecturas para sensores inteligentes
    7.3. Utilización de los microcontroladores para incrementar las prestaciones de los sensores
    7.4. Comunicaciones entre sensores. Redes de sensores
Segunda Parte
8. Instrumentos de medida e interfaces de computador
    8.1. Instrumentos de medida, tipos y características
        8.1.1. Osciloscopios
        8.1.2. Multímetros
        8.1.3. Frecuencímetros y contadores
        8.1.4. Generadores de funciones
        8.1.5. Analizadores de espectros
        8.1.6. Analizadores lógicos
    8.2. Instrumentación programable
    8.3. Interfaces con la instrumentación programable
        8.3.1. Buses estándar internos de los computadores
        8.3.2. Las interfaces serie RS-232, RS-485, USB, IEEE 1394
        8.3.3. Interfaces estándar con la instrumentación – Buses GPIB y VXI
        8.3.4. Organización de las comunicaciones
    8.4. Control de la instrumentación programable
    8.5. Tarjetas de adquisición de datos
9. Sistemas de instrumentación
    9.1. Sistemas programables de adquisición y procesado de datos
    9.2. Niveles de abstracción Sw/Hw
    9.3. Test asistido por computador (CAT)
    9.4. Lenguajes textuales de Instrumentación de alto nivel. Lenguaje SCPI
    9.5. Lenguajes visuales. LabVIEW y VEE
    9.6. Instrumentos virtuales
    9.7. Bancos de prueba
    9.8. Sistemas de telemedida y telecontrol
    9.9. Centrales de medida y control
    9.10. Nuevas tendencias

NORMAS PARA LA EVALUACIÓN DE LA ASIGNATURA

Prácticas
Diseño y construcción de la instrumentación electrónica necesaria en una Estación Meteorológica

EXÁMENES
Al comenzar el curso se entregará la ficha estándar con datos personales y fotografía. Para superar la asignatura se deben aprobar por separado teoría y prácticas, en cuyo caso la nota final será la media ponderada de ambas. El examen teórico consistirá en una serie de preguntas cortas.
Teoría (2/3) + Práctica (1/3). Se realiza un examen parcial liberatorio por cada una de las dos partes en que se divide la asignatura. No se guardará ninguna nota de un curso al siguiente, salvo la nota de prácticas completas.

PROFESORADO

Felipe Fernández Hernández
Julio Gutiérrez Ríos (Coordinador)
Noemi del Toro Ayllón