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Academic Year/course: 2021/22

608 -

39627 - Electronic Instruments


Syllabus Information

Academic Year:
2021/22
Subject:
39627 - Electronic Instruments
Faculty / School:
175 - Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia
Degree:
608 -
ECTS:
6.0
Year:
3
Semester:
Second semester
Subject Type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

The main goal of the Electronic Instrumentation course is to train the student in the theoretical and practical concepts of all the blocks that are part of the measurement of a physical variable integrated as part of a measurement system.

The subject and its expected results respond to the following approaches and goals:

  • Know how to develop the essential blocks that make up a measurement system of a certain physical variable, and the classification of the Instrumentation systems, according to the measurement type.
  • Know how to apply mathematical knowledge to calibrate and calculate measurement errors
  • Acquire knowledge about the different types of most frequently used sensors.
  • Distinguish the technological, structural and functional characteristics to be able to choose the sensor type, signal conditioning circuits, acquisition system and the most suitable signal processing, to obtain a certain solution.
  • Learn about the principles of data conversion between the analog and digital domain.
  • Encourage students to develop real application projects.

1.2. Context and importance of this course in the degree

Each subject of the degree, tries to cover a field in the Technological and Scientific formation of the student. Electronic instrumentation creates the base of knowledge in measurement and monitoring systems that make up one of the major parts of the current mechatronic systems and implies a sizeable impact on the acquisition of the competences of the degree. For this reason, it is reinforced in the fourth year with an optional subject called Advanced Instrumentation, in order to provide useful additional training in the performance of the Mechatronic Engineer's functions related to the field of electronic instrumentation and control.

1.3. Recommendations to take this course

There is no prior requirement  to take this subject. Nevertheless, the contents to be studied will  require the abilities and skills acquired, mainly, in the subjects of Basic Physics II, Computer Science, Electrical Engineering and Electronic Technology I.

2. Learning goals

2.1. Competences

As generic and specific competences the student will acquire:

  • 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 and in particular in the field of industrial electronics.
  • 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. Apply the basic principles of measurement.

2. Be able to explain the meaning of terms such as transducer, sensor, actuator, magnitude to measure, sensitivity, linearity, interval of use, precision, error and bandwidth.

3. Know how to design the most relevant applications of instrumentation systems.

4. Be familiar with the operation and features of a wide variety of sensors, with increased focus on those that are frequently used in industrial facilities.

5. Be able to classify this variety of sensors according to the measured magnitude or the variable parameter.

6. Develop possible applications and know how to decide which one the most appropriate for each case would be.

7. Know how to select the appropriate signal conditioning for the different types of sensors.

8. Learn about the different shapes of input and output signals associated with the different transducers, as well as evaluate the need for electronic signal processing that allows it to interface with the measuring equipment.

9. Design different instrumentation systems as part of a programmable embedded system based on microprocessor.

2.3. Importance of learning goals

This course has a clear engineering nature, that is, it offers training with application content and immediate development in the labor and professional market. Through the achievement of the relevant learning outcomes the necessary capacity is obtained for the understanding of the operation of the essential blocks that make up a measurement system of a certain physical variable, which will be absolutely essential for the design and start up of any application, plant, process, etc. included within the scope 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.

-  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

60%

Written assessment tests and posed works

40%

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 oriented towards 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,  focus 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 posssible 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 40 hours, necessary to accomplish the objectives of the subject study, are reached
  • Laboratory Workshop. It will take up 10 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
  • Individual tutorials. Each teacher will publish a schedule of attention to the students throughout the four-month period

4.3. Syllabus

The contents are distributed in seven teaching units (See table below). These units include the contents needed for the acquisition of predetermined learning outcomes.

Unit I

Introduction to instrumentation systems.

Unit II

Signal conditioning circuits.

Unit III

Temperature Measurement.

Unit IV

Position, displacement and velocity Measurement.

Unit V

Strain, strength, weight and torque Measurement

Unit VI

Acceleration, vibration and shock Measurement.

Unit VII

Flow, level and pressure of fluids Measurement

4.4. Course planning and calendar

The dates of the final exams will be those that are officially posted on https://eupla.unizar.es/asuntos-academicos/examenes.

In continuous assessment methodology, the students must deliver several partial works and a final work whose schedule will be defined during the course.

The final dates will be published in the digital platform (Moodle)

The overall test for not continuous evaluation system will be set at the end of the semester and will consist of a written test based on theoretical arguments and problems of all topics covered in class.

4.5. Bibliography and recommended resources

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=28827

 

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

 


Curso Académico: 2021/22

608 - Programa conjunto en Ingeniería Mecatrónica-Ingeniería de Organización Industrial

39627 - Instrumentación electrónica


Información del Plan Docente

Año académico:
2021/22
Asignatura:
39627 - Instrumentación electrónica
Centro académico:
175 - Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia
Titulación:
608 - Programa conjunto en Ingeniería Mecatrónica-Ingeniería de Organización Industrial
Créditos:
6.0
Curso:
3
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

El objetivo de la asignatura Instrumentación Electrónica es formar al estudiante en los conceptos teórico práctico de todos los bloques que componen la cadena de medida de una variable física, integrada como parte de un sistema de medida. 

Adicionalmente se establecen los siguientes objetivos generales de la asignatura: 

  • Saber desarrollar los bloques esenciales que componen un sistema de medida de una determinada variable física, así como la clasificación de los sistemas de Instrumentación existentes en función del tipo de medición realizada.
  • Saber aplicar el conocimiento matemáticos para calibrar y calcular los errores de la medida.
  • Adquirir el conocimiento sobre los diferentes tipos de sensores más frecuentemente empleados.
  • 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.
  • Conocer los principios de conversión de datos entre el domino analógico y digital.
  • Animar a los estudiantes a que desarrollo proyectos de aplicación real.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Cada asignatura de la que se compone la carrera trata de cubrir un campo en la formación Tecnológica y Científica del alumno. La instrumentación electrónica crea la base de los conocimientos en los sistemas de medida y monitorización que constituyen una parte fundamental de los sistemas mecatrónicos actuales e implica un impacto más que discreto en la adquisición de las competencias de la titulación, por ello se ve reforzada en cuarto curso con una asignatura optativa denominada Instrumentación Avanzada, con objeto de aportar una formación adicional útil en el desempeño de las funciones del Ingeniero/a Mecatrónico relacionadas con el campo de la instrumentación electrónica y control.

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 Fundamentos de Física II, Informática, Ingeniería eléctrica y Tecnología Electrónica I.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Como competencias genéricas y específicas el alumno adquirirá: 

  • GI04: Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la  Ingeniería Industrial y en particular en el ámbito de la electrónica 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. Aplicar los principios básicos de la medición.
  2. Poder explicar el significado de términos tales como transductor, sensor, actuador, magnitud a medir, sensibilidad, linealidad, intervalo de utilización, precisión, error y ancho de banda.
  3. Saber diseñar las aplicaciones más significativas de los sistemas de instrumentación.
  4. Estar familiarizado con el funcionamiento y las características de una amplia variedad de sensores, con un mayor foco en aquellos que se usan con frecuencia en las instalaciones industriales.
  5. Poder clasificar esa variedad de sensores según la magnitud medida o el parámetro variable.
  6. Desarrollar las aplicaciones posibles y saber discernir cual sería el más adecuado para cada caso.
  7. Saber seleccionar el acondicionamiento de señal adecuado para los diferentes tipos de sensores.
  8. Conocer las distintas formas de señales de entrada y salida asociadas con los diversos transductores, así como valorar la necesidad de un procesamiento electrónico de la señal que permita su interconexión con los equipos de medida.
  9. Diseñar distintos sistemas de instrumentación como parte de un sistema embebido programable basado en microprocesador.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Esta asignatura tiene un marcado carácter ingenieril, es decir, ofrece una formación con contenidos de aplicación y desarrollo inmediato en el mercado laboral y profesional. A través de la consecución de los pertinentes resultados de aprendizaje se obtiene la capacidad necesaria para el entendimiento del funcionamiento de los bloques esenciales que componen un sistema de medida de una determinada variable física, los cuales serán absolutamente imprescindibles para el diseño y puesta en marcha de cualquier aplicación, planta, proceso, 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

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.

—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

60%

Pruebas evaluatorias escritas y trabajos propuestos

40%

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.

2. Prácticas de laboratorio. Estas prácticas son altísimamente recomendables para una mejor comprensión de la asignatura.

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 40 horas necesarias para cubrir el temario.
  2. Prácticas de laboratorio. Se realizarán 10 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 siete unidades didácticas, véase la tabla adjunta. Los temas recogen los contenidos necesarios para la adquisición de los resultados de aprendizaje predeterminados.

Tema I

Introducción a los sistemas de instrumentación

Tema II

Circuitos acondicionadores de señal

Tema III

Medida de Temperatura

Tema IV

Medida de posición, desplazamiento y velocidad

Tema V

Medida de deformaciones, fuerza, peso y par

Tema VI

Medida de aceleración, vibración y choque

Tema VII

Medida de flujo, nivel y presión de fluidos

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

En la metodología de evaluación continua se establece la entrega de múltiples informes de laboratorio 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 de los dos exámenes finales serán las publicadas de forma oficial en https://eupla.unizar.es/asuntos-academicos/examenes

Las fechas y horarios 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://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=28827

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