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Academic Year/course: 2023/24

60036 - Intelligent Instrumentation


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
60036 - Intelligent Instrumentation
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
538 - Master's in Physics and Physical Technologies
589 - Master's in Physics and Physical Technologies
ECTS:
5.0
Year:
1
Semester:
First semester
Subject type:
Optional
Module:
---

1. General information

Intelligent Instrumentation is recommended for students who wish to pursue their professional or scientific activity in any of the fields of experimental physics, working in laboratories with physical measurements, calibration and characterization of materials and in general those centres where acquisition and measurement systems are used.  In this subject, students will become familiar with modern techniques for the acquisition and processing of physical measurements, especially those that require specific instrumentation or high-performance analogue and digital processing and conditioning techniques, designed for their application to measurements at the physical limit of resolution.

The SDGs developed in the subject are: 4: Quality education; 8: Decent work and economic growth; and 9: Industry, innovation and infrastructure.

2. Learning results

Upon completion of the subject, students will be able to:

Analyse specific precision electronic interfaces (low noise, high sensitivity, etc.).

Apply analogue signal processing techniques to the design of physical transducer interfaces.

Design an analogue signal conditioning circuit for a given specification.

Program a multi-instrument measurement acquisition environment. 

Select the most suitable digital algorithm to remove electrical noise from the signals. 

Design a simple automatic control system.

The interdisciplinary nature of this subject and the transversal nature of its contents make it especially relevant for any student of the Physics degree, regardless of the curricular itinerary chosen.

3. Syllabus

  1. Electrical modelling of physical sensors.
  2. Specialized electronic interfaces: low current, high resistance, low noise, etc.
  3. Analog signal processing: linear and nonlinear.
  4. Digital and quasi-digital conversion techniques.
  5. Digital signal processing.
  6. High performance electronic instrumentation: SMU, electrometer, etc.
  7. Standard instrumentation buses.
  8. Instrument calibration.
  9. Automatic process control and remote laboratories.

4. Academic activities

Lectures on the main topics of the subject.

Individual and/or small group work of thematic works and problems related to the contents of the subject.

Presentation and discussion in class of thematic works and problems.

Laboratory practices, leading to the design and characterization of a complete measurement acquisition and instrumentation control system.

5. Assessment system

Continuous assessment of the students' learning through the solving of questions, problems and proposed thematic works, their delivery on the established deadlines and the possible presentation in class (50%). Up to 5 points can be obtained with this part. A grade lower than 2.5 points will result in the obligation to do compensatory work or the writing of the single global test.

Laboratory practice (50%): the grade will be based on the continuous assessment of the attitude and skills demonstrated by the student in their development and the grade given to the report of each of the proposed experiences submitted within the deadlines set. The report will describe precisely the proposed objectives, methodology used and results obtained, as well as the answers to the questions posed. Up to 5 points can be obtained with this part. A grade lower than 2.5 points will result in the obligation to do compensatory work or the writing of the single global test.

The student who has not passed the subject by means of the proposed activities may opt for the development of compensatory work of equivalent dedication or the completion of a theoretical test (50%) - practical (50%), on the date established by the official calendar of exams.

 


Curso Académico: 2023/24

60036 - Instrumentación inteligente


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
60036 - Instrumentación inteligente
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
538 - Máster Universitario en Física y Tecnologías Físicas
589 - Máster Universitario en Física y Tecnologías Físicas
Créditos:
5.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

Instrumentación Inteligente se recomienda para el estudiantado que desee proseguir su actividad profesional o científica en cualquiera de los ámbitos de la Física Experimental, desempeñando su actividad laboral en laboratorios con medidas físicas, de calibrado y caracterización de materiales y en general aquellos centros donde se empleen sistemas de adquisición y medida.  En la asignatura el alumnado se familiarizará con las técnicas modernas de adquisición y tratamiento de medidas físicas, especialmente aquellas que requieren de instrumentación específica o técnicas de procesamiento y acondicionado analógicas y digitales de alto rendimiento, diseñadas para su aplicación a medidas en el límite físico de resolución.

Los ODS desarrollados en la asignatura son: 4 Educación de calidad; 8: Trabajo decente y crecimiento económico; y 9: Industria, innovación e infraestructuras

2. Resultados de aprendizaje

A lo largo del curso de la asignatura, el alumnado:

Será capaz de analizar interfaces electrónicos específicos de precisión (bajo ruido, alta sensibilidad, etc.).

Será capaz de aplicar técnicas de procesado analógico de señales al diseño de interfaces de transductores físicos.

Será capaz de diseñar un circuito analógico de acondicionamiento de señal para unas especificaciones determinadas.

Será capaz de programar un entorno multi-instrumento de adquisición de medidas. 

Estará capacitado de seleccionar el algoritmo digital más adecuado eliminar el ruido eléctrico de las señales. 

Estará capacitado de diseñar un sistema automático de control sencillo.

El carácter interdisciplinar de esta materia y la transversalidad de sus contenidos hace a esta asignatura especialmente relevante para cualquier estudiante del grado de Física independientemente del itinerario curricular elegido.

3. Programa de la asignatura

  1. Modelado eléctrico de sensores físicos.
  2. Interfaces electrónicos especializados: baja corriente, alta resistencia, bajo ruido, etc.
  3. Procesado analógico de señal: lineal y no lineal.
  4. Técnicas de conversión digital y cuasi-digital.
  5. Procesado digital de señal.
  6. Instrumentación electrónica de altas prestaciones: SMU, electrómetro, etc.
  7. Buses estándar de instrumentación.
  8. Calibración de instrumentos.
  9. Control automático de procesos y laboratorios remotos.

4. Actividades académicas

Clases magistrales sobre los principales temas de la asignatura.

Realización individual y/o en grupos reducidos de trabajos temáticos y problemas relacionados con los contenidos de la asignatura.

Presentación y discusión en clase de trabajos temáticos y problemas.

Prácticas de laboratorio, conducentes al diseño y caracterización de un sistema completo de adquisición de medida y control de la instrumentación.

5. Sistema de evaluación

Evaluación continua del aprendizaje del alumnado mediante resolución de cuestiones, problemas y trabajos temáticos propuestos, su entrega en las fechas marcadas y la posible presentación en clase (50%). Con esta parte se pueden conseguir hasta 5 puntos. Una calificación inferior a 2,5 puntos supondrá la obligación de realizar trabajos compensatorios o la presentación a la prueba global única.

Prácticas de laboratorio (50%): Su calificación constará de la evaluación continua de la actitud y aptitud que el alumno demuestre en el desarrollo de las mismas y de la calificación otorgada a la memoria de cada una de las experiencias propuestas entregada en los plazos marcados para ello. La memoria describirá de forma precisa los objetivos propuestos, metodología empleada y resultados obtenidos, así como las respuestas a las cuestiones planteadas. Con esta parte se pueden conseguir hasta 5 puntos. Una calificación inferior a 2,5 puntos supondrá la obligación de realizar trabajos compensatorios o la presentación a la prueba global única.

El alumno que no haya superado la asignatura con las actividades propuestas podrá optar por el desarrollo de trabajos compensatorios de dedicación equivalente o por la realización de una prueba teórico (50%)-práctica (50%), en fecha establecida por el calendario oficial de exámenes.