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Academic Year/course: 2020/21

424 - Bachelor's Degree in Mechatronic Engineering

28839 - Advanced Electronic Instrumentation


Syllabus Information

Academic Year:
2020/21
Subject:
28839 - Advanced Electronic Instrumentation
Faculty / School:
175 - Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia
Degree:
424 - Bachelor's Degree in Mechatronic Engineering
ECTS:
6.0
Year:
4
Semester:
Second semester
Subject Type:
Optional
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

The objective of the subject is to train the student in the theoretical and practical concepts of the data acquisition systems, digital processing and virtual instrumentation. The subject and its expected results respond to the following approaches and goals:

  • Acquire knowledge about network instrumentation, card-based instrumentation, programming and Interconnection of Instruments.
  • Differentiate  the technological, structural and functional characteristics to be able to choose the sensor type, signal conditioning circuits, the most suitable signal acquisition and processing system to obtain a certain solution.
  • Introduce the student into the management of advanced instruments.
  • Set up the basics about the interference problem, and its treatment.
  • Know how to develop the essential blocks that make up an intelligent  instrumentation system.
  • Encourage students to develop real application projects.

1.2. Context and importance of this course in the degree

The course of Advanced Instrumentation is part of the group of subjects that belong to the module called Electricity and Electronics. This optional subject complements the 3rd year subject Electronic Instrumentation, extending the contents in data acquisition, signal digital processing, communications between digital instruments and intelligent instrumentation.

1.3. Recommendations to take this course

There are no prior requirements to take this subject. Nevertheless, it is recommended that the student is in possession of the abilities and skills acquired, mainly, in the following subjects: Electronic Instrumentation, Electrical Engineering, Programmable Electronic Instrumentation, Electronic Technology I and Electronic Technology II.

2. Learning goals

2.1. Competences

  • GI03: Knowledge of basic and technological subjects, enabling them to learn new methods and theories, and provide them with versatility to adapt to new situations.
  • GI04: Ability to solve problems with initiative, decision making, creativity, critical thinking and to communicate and transmit knowledge, abilities and skills in the field of Industrial Engineering.
  • GC02: Interpret experimental data, contrast them with the theoretical ones and draw conclusions.
  • GC03: Ability for abstraction and logical thinking.
  • GC08: Ability to locate technical information, as well as its understanding and evaluation.
  • GC14: Ability to understand the operation and develop maintenance of mechanical, electrical and electronic equipment and installations.
  • GC16: Ability to set up, simulate, build and test prototypes of electronic and mechanical systems.
  • EI05: Knowledge of the basics of electronics.
  • EE02: Knowledge of the basics and applications of analog electronics.
  • EE04: Ability to design analog and digital electronic systems.
  • EE08: Applied knowledge of electronic instrumentation.

2.2. Learning goals

1. Know different types of sensors and transducers.

2. Understand and interpret commercial equipment documentation.

3. Preparation and interpretation of plans and diagrams according to the regulations and appropriate symbols.

4. Understand the blocks and circuits that make up the data acquisition cards.

5. Know how to choose the right card for each application.

6. Integrate different measurement systems.

7. Simulate, analyze, design and apply the elements with virtual instrumentation.

8. Use industrial communication protocols.

9. Understand the problems associated with electromagnetic noise and know how to deal with it.

2.3. Importance of learning goals

The aspects studied in this course enable the student to deal with electronic instrumentation projects, intelligent instrumentation and virtual instrumentation, widely used in the industrial world. In other words, it offers training with contents of application and immediate development in the labor and professional market. The skills acquired are essential for the design and start-up of any applications, plants, processes, systems, mechanisms etc. included within the field of Mechatronic Engineering.

3. Assessment (1st and 2nd call)

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

Continuous assessment.

The student must demonstrate that they have achieved the expected learning outcomes by the assessment of the following activities:

- Laboratory Practice Activities: In each of the practice activities the results obtained and the process followed will be evaluated. Once the practice tasks have been completed, a report must be produced. This activity is valued from 0 to 10 points and students must get a minimum score of 4 points in each one to make an average. This activity will be carried out individually.

-  Written assessment tests and posed works: The assessment test may include theoretical questions, problems to be solved and theoretical-practical questions. The posed works may replace the examination of part of the course in the continuous assessment method. These activities will be valued from 0 to 10 points and a minimum score of 4 points in each of them to make an average.

Assessment activity

Weighting

Laboratory practice activities

50%

Written assessment tests and posed works

50%

 

To opt for the Continuous Assessment system, at least 80% of the classroom classes (practical, technical visits, classes, etc.) must be attended

Global assessment test.

Following the regulations of the University of Zaragoza in this regard, in courses that offer continuous assessment, a global evaluation test will be scheduled for those students who decide to opt for this second system.

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The methodology followed in this course is focus on the achievement of the learning objectives. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as:

1. Lectures: The theoretical concepts of the subject are explained and illustrative examples are developed as a support to the theory when necessary,  focused on calculation, design and development of a mechatronic system

2. Laboratory Workshop. These classes are highly recommended for a better understanding of the concepts because those items whose calculation is done in theory classes are shown in working mode.

3. Tutorials related to any concept of the subject. This activity is developed in an on-site mode with a defined schedule or through the messaging and forum of the Moodle virtual classroom.

 If classroom teaching were not possible due to health reasons, it would be carried out on-line.

4.2. Learning tasks

The course includes the following learning tasks: 

Lectures. They will take up 2 hours per week till the 30 hours, necessary to accomplish the objectives of the subject study, are reached

Laboratory Workshop. It will take up 15 sessions of 2 hours duration. The group is divided up into various groups, according to the laboratory capacity.

Autonomous work and study. This off-site part is equivalent to 90 hours, necessary for the study of theory, problem solving and revision of documents

Tutorials. Each teacher will announce a Student Tutorial Timetable throughout the four-month period.

4.3. Syllabus

The theoretical contents are distributed based on five teaching units (See the table below). The units include the necessary contents for the acquisition of the expected learning outcomes.

 

Advanced instrumentation.

Unit 1

Data acquisition systems

Unit 2

Signal digital processing.

Unit 3

Instrumentation software.

Unit 4

Communication and instrumentation buses

Unit 5

Smart instrumentation

 

4.4. Course planning and calendar

Calendar of classroom sessions and presentation of works

The dates of the two final exams will be those officially posted on

https://eupla.unizar.es/asuntos-academicos/examenes

In the continuous assessment mode, the delivery of several partial works and a final course work whose delivery dates will be defined during the course is mandatory:

* the final dates will be published in the digital teaching network (Moodle)

The global assessment test will be held at the end of the semester and will consist of a written test on theoretical arguments and problems of all the topics explained in class.

The class timetable will be found on the EUPLA website http://www.eupla.unizar.es/

In addition, students will have, at the beginning of the course, the dates and places of the exams necessary to pass this subject.

4.5. Bibliography and recommended resources

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=28839&year=2020

Material

Medium

Syllabus theory notes

Additional syllabus information

Paper/repository

Syllabus theory notes

Syllabus  presentations

Useful  links

Digital/Moodle

E-Mail

technical information

 

Paper/repository

Digital/Moodle

Acquisition system NI USB-6008

Laboratory

LabView 2012  Software

Computer Lab

Matlab Simulink Software

Computer Lab

 

 


Curso Académico: 2020/21

424 - Graduado en Ingeniería Mecatrónica

28839 - Instrumentación avanzada


Información del Plan Docente

Año académico:
2020/21
Asignatura:
28839 - Instrumentación avanzada
Centro académico:
175 - Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia
Titulación:
424 - Graduado en Ingeniería Mecatrónica
Créditos:
6.0
Curso:
4
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

El objetivo de la asignatura es formar al estudiante en los conceptos teórico práctico de los sistemas de adquisición de datos, procesado digital e Instrumentación virtual.

Adicionalmente se establecen los siguientes objetivos específicos de la asignatura:

  • Establecer los conocimientos sobre la instrumentación en red, instrumentación basada en tarjetas, programación e Interconexión de Instrumentos.
  • Distinguir las características tecnológicas, estructurales y funcionales para la elección del tipo de sensor, circuitos de acondicionamiento de señal, sistema de adquisición y procesado de la señal más adecuados para obtener una determinada solución.
  • Introducir al estudiante en el manejo Instrumentos avanzados.
  • Establecer los fundamentos sobre el problema de las interferencias, y su tratamiento.
  • Saber desarrollar los bloques esenciales que componen un sistema de instrumentación inteligente.
  • Motivar a los estudiantes a que desarrollo proyectos de aplicación real.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura de Instrumentación Avanzada forma parte del grupo de asignaturas que conforman el módulo denominado Electricidad y Electrónica. Dicha asignatura de carácter optativo complementa a la asignatura Instrumentación Electrónica de 3º curso ampliando los contenidos en adquisición de datos, tratamiento digital de la señal, comunicaciones entre instrumentos digitales e instrumentación inteligente.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

No hay ningún requisito previo para cursar esta asignatura. No obstante, los contenidos a cursar van a requerir del concurso de las habilidades y destrezas adquiridas, principalmente, en las asignaturas de: Instrumentación electrónica, Tecnología electrónica I y II, Ingeniería eléctrica y Sistemas electrónicos programables.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Como competencias genéricas y específicas el alumno adquirirá:

  • GI03: Conocimientos en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
  • GI04: Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento critico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial.
  • GC02: Interpretar datos experimentales, contrastarlos con los teóricos y extraer conclusiones.
  • GC03: Capacidad para la abstracción y el razonamiento lógico.
  • GC08: Capacidad para localizar información técnica, así como su comprensión y valoración.
  • GC14: Capacidad para comprender el funcionamiento y desarrollar el mantenimiento de equipos e instalaciones mecánicas, eléctricas y electrónicas.
  • GC16: Capacidad para configurar, simular, construir y comprobar prototipos de sistemas electrónicos y mecánicos.
  • EI05: Conocimientos de los fundamentos de la electrónica.
  • EE02: Conocimiento de los fundamentos y aplicaciones de la electrónica analógica.
  • EE04: Capacidad para diseñar sistemas electrónicos analógicos y digitales.
  • EE08: Conocimiento aplicado de instrumentación electrónica.

2.2. Resultados de aprendizaje

  1. Conocer diferentes tipologías de sensores y transductores.
  2. Comprender e interpretar la documentación de equipos comerciales.
  3. Realización e interpretación de planos y esquemas en función de la normativa y simbología apropiada.
  4. Entender los bloques y circuitos que componen las tarjetas de adquisición de datos.
  5. Saber elegir la tarjeta adecuada para cada aplicación.
  6. Integrar diferentes sistemas de medida.
  7. Simular, analizar, diseñar y aplicar los elementos con instrumentación virtual.
  8. Utilizar los protocolos de comunicación industrial.
  9. Entender la problemática asociada al ruido electromagnético y sabe cómo abordarlo.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Los aspectos tratados en esta asignatura capacitan al estudiante para abordar proyectos de instrumentación electrónica, instrumentación inteligente e instrumentación virtual, muy difundidos en el entorno industrial. Es decir, ofrecer una formación con contenidos de aplicación y desarrollo inmediato en el mercado laboral y profesional. Las competencias adquiridas a través de ella son imprescindibles para el diseño y puesta en marcha de cualquier aplicación, planta, proceso, sistema, mecanismo, etc. incluidas dentro del ámbito de la Ingeniería Mecatrónica.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

Evaluación continua.

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante: 

—Prácticas de laboratorio: En cada una de las prácticas se valorarán los resultados obtenidos y el proceso seguido. Una vez realizadas las prácticas se entrega una memoria de las mismas. Esta actividad se valora de 0 a 10 puntos y se debe alcanzar una puntuación mínima de 4 puntos para promediar. Esta actividad se realizará de forma individual.

—Pruebas de evaluación escritas y trabajos propuestos: La prueba de evaluación podrá constar de cuestiones teóricas, problemas a resolver y cuestiones teórico-prácticas. Los trabajos propuestos podrán sustituir al examen de una parte de la asignatura en el método de evaluación continua. Estas actividades se valorarán de 0 a 10 puntos y se debe alcanzar una puntuación mínima de 4 puntos en cada una de ellas para promediar.

Actividad de evaluación

Ponderación

Prácticas de laboratorio

50%

Pruebas evaluatorias escritas y trabajos propuestos

50%

Para optar al sistema de Evaluación Continua se deberá asistir al menos al 80% de las clases presenciales (prácticas, visitas técnicas, clases, etc.)

Prueba global de evaluación.

Siguiendo la normativa de la Universidad de Zaragoza al respecto, en las asignaturas que disponen de sistemas de evaluación continua o gradual, se programará una prueba de evaluación global para aquellos estudiantes que decidan optar por este segundo sistema.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

1. Clases magistrales, impartidas al grupo completo, en las que el profesor explicará la teoría de la asignatura y resolverá problemas relevantes para el cálculo de instalaciones y la determinación de las características de bombas/ventiladores/turbinas y el cálculo y desarrollo de aplicaciones industriales basadas en sistemas hidráulicos y neumáticos

2. Prácticas de laboratorio. Estas prácticas son altísimamente recomendables para una mejor comprensión de la asignatura porque se ven en funcionamiento real elementos cuyo cálculo se realiza en clase magistral.

3. Tutorías relacionadas con cualquier tema de la asignatura de forma presencial en el horario establecido o a través de la mensajería y foro del aula virtual Moodle.

 

Si esta docencia no pudiera realizarse de forma presencial por causas sanitarias, se realizaría de forma telemática.

4.2. Actividades de aprendizaje

  1. Clases magistrales. Se desarrollarán a razón de dos horas semanales, hasta completar las 30 horas necesarias para cubrir el temario.
  2. Prácticas de laboratorio. Se realizarán quince sesiones a razón de dos horas por sesión con subgrupos adaptados a la capacidad del laboratorio.
  3. Estudio y trabajo personal. Esta parte no presencial se valora en unas 90 horas, necesarias para el estudio de teoría, resolución de problemas y revisión de guiones
  4. Tutorías. Cada profesor publicará un horario de atención a los estudiantes a lo largo del cuatrimestre.

4.3. Programa

Los contenidos teóricos se articulan en base a cinco unidades didácticas, véase la tabla adjunta. Los temas recogen los contenidos necesarios para la adquisición de los resultados de aprendizaje predeterminados.

 

 

Instrumentación Avanzada.

Tema 1

Sistemas de adquisición de datos.

Tema 2

Procesado digital de la señal.

Tema 3

Software de Instrumentación.

Tema 4

Comunicaciones y Buses de instrumentación.

Tema 5

Instrumentación inteligente.

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

Las fechas de los dos exámenes finales serán las publicadas de forma oficial en https://eupla.unizar.es/asuntos-academicos/examenes

En la metodología de evaluación continua se establece la entrega de varios trabajos parciales y un trabajo final de asignatura cuyas fechas de entrega se definirán durante el curso.

 *las fechas definitivas se publicarán en el anillo digital docente (moodle)

La prueba global de evaluación no continua se realizará al final del semestre y consistirá en una prueba escrita sobre argumentos teóricos y problemas de todos los temas tratados en clase.

 

Las fechas y horario de impartición de clases se encontrarán en la página web de EUPLA http://www.eupla.unizar.es/

Además, los alumnos dispondrán, al principio del curso, de las fechas y lugares de los exámenes necesarios para superar esta materia.

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=28839&year=2020

                        Material

Soporte

Apuntes de teoría del temario

Transparencias temario tradicionales

Papel/repositorio

Apuntes de teoría del temario

Presentaciones temario

Enlaces de interés

Digital/Moodle

Correo electrónico

Manuales técnicos

Papel/repositorio

Digital/Moodle

Sistema de adquisición NI USB-6008

laboratorio

Software LabView 2012

Pc’s laboratorio

Software Matlab Simulink

Pc’s laboratorio