Sistema de Medición15 Semanas/4Hrs

Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica (INCE)

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Presentación

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• Maestro:• Nombre• Estudios• Experiencia laboral• Áreas de interés

• Alumno:• Nombre• Preparatoria de procedencia• Área de interés• Trabajo

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Requisitos de curso• Hardware• Arduino• Multímetro• Fuente bipolar (+5, +12, -5, -12)• Elementos electrónicos varios• Computadora

• Software• Multisim y/o Proteus• Scilab ( http://www.scilab.org/ )

• Bibliografía• Measurement and data analysis for engineering and science,

Patrick F. Dunn.• Guia para mediciones electrónicas y prácticas de laboratorio, Wolf

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EvaluaciónN° Criterio Puntaje Observaciones

1 Examen 15 15 Puntos Máximo

14 Actividades 30 14 Prácticas con cuestionarios y reporte40 Puntos Máximo

N Tareas 15 Número de tareas que el profesor crea conveniente

N Exámenes 10 Exámenes de seguimiento (Recomendado 2, Máximo 4)

1 Proyecto final 30 Equipos integrados por máximo 2 estudiantes.

N Asistencias 0 80% Ordinario60% Extraordinario

Total 100

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Propósito general

• La materia de Sistemas de Mediciones tiene como fin:

• Que el alumno estudie y utilice diferentes sistemas de medición electrónica.

• Que conozca las diferentes técnicas para manejo y adquisición de datos.

• Que identifique posibles soluciones para la medición de variables físicas

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Objetivo final

• Formar en los estudiantes la capacidad para diseñar y utilizar sistemas de medición en el campo de la electrónica, que les permita su interacción y la medición de variables físicas.

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Conocimientos a adquirir

• Este curso se ofrece a los estudiantes que se encuentran en los primeros ciclos de su carrera, por lo que es conveniente, motivarlos a ampliar sus conocimiento en diferentes disciplinas así como a la utilización, diseño y construcción de sistemas de medición, enfatizando la importancia de estudiar a mayor profundidad temas como el análisis de Señales, Sistemas Lineales, Transductores, Acondicionadores de Señales, Sistemas Digitales, Micro-controladores, Instrumentación y Sistemas de Control.

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Conocimientos a adquirir

• Además, el estudiante deberá comprender la importancia de entender y conocer conceptos básicos sobre cálculo, física general, electrónica básica y teoría de Fourier. Así como nociones de algún lenguaje de programación como seudo C, MatLab (Scilab) , Matcad y simuladores como Multisim y/o Proteus.

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Habilidades y destrezas a desarrollar

• Los estudiantes adquirirán la habilidad para utilizar instrumentos electrónicos tales como: multímetros, osciloscopios y generadores de señales entre otros.

• Diseñar sistemas que realicen mediciones directas, indirectas y diferenciales (métodos nulos).

• Además, los estudiantes serán capaces de generar principalmente las siguientes competencias en integración: Identificación, análisis y aplicación de sistemas de medición. 9

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Actitudes y valores a fomentar• Se fomentará en el alumno las actitudes de auto-gestión del

conocimiento, disposición a la investigación y a la aplicación del conocimiento adquirido para su aplicación a la búsqueda de soluciones útiles a problemas de ingeniería.

• Además, se fomentarán en el alumno:• Los valores del trabajo y colaboración en equipo• El respeto y cuidado del entorno • Su disposición por los procesos de mejora continua • El sentido de responsabilidad social• El orden y la disciplina en las tareas que deba ejecutar dentro y

fuera de la clase • Su compromiso con la honestidad, la asistencia, la puntualidad

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Conocimientos previos• ---------------------------------------• ---------------------------------------

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Contenido

• Módulo 1.-Conceptos básicos

• Conceptualización de la medición• Carga, Voltaje, Corriente (Ley de Ohm)• Sistema de Unidades, patrones y calibración• Concepto de Medida• Formas de Onda• Valor promedio, Valor máximo, Valor pico a pico, Valor

eficaz

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Contenido

• Módulo 2.-Datos y Errores

• Registro de datos• Presentación gráfica de datos• Errores• Error absoluto• Error Relativo y Relativo porcentual• Errores de Medición• Precisión• Exactitud

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Contenido

• Calibración y respuesta de un sistema de medición• Sistemas de orden cero (Ganancia)• Sistemas de primer orden (Constante temporal)• Sistemas de segundo orden (Amortiguamiento )

• Resolución, resolución infinita.• Zona muerta• Offset• Sensibilidad• Cifras significativas• Ajuste de curvas

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Contenido• Módulo 3.-Sistemas de Medición Directos• Medidores analógicos y digitales• Voltímetro CD/AC• Amperímetro CD/AC• Óhmetro• Medidor de capacitancia e inductancia• Efecto de carga de los instrumentos en las mediciones• Prueba de dispositivos semiconductores• Normas de Seguridad• Osciloscopio• Generador de Funciones 15

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Contenido

• Módulo 3.- Sistemas de Medición Diferenciales

• Amplificador Diferencial• Amplificador Operacional • Amplificador de Instrumentación• Sistemas de medición por métodos nulos• Puentes

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Contenido

• Módulo 4.- Medición de variables físicas y mediciones indirectas (Arduino)

• Voltaje, Resistencia y Corriente• Temperatura• Presión• Aceleración• Etc.

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Contenido

• Módulo 5.-Técnicas básicas de diseño y fabricación de circuitos impresos

• Eagle• Proteus• Utilboard

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Actividades

• Actividad 1.- Simuladores electrónicos• Actividad 2.- Seguridad en el laboratorio• Actividad 3.-Ley de Ohm (Multímetro)• Actividad 4.- Voltímetro, Óhmetro (Arduino)• Actividad 5.- Errores y gráficas• Actividad 6.-Sistemas de primer orden (Carga y

descarga de capacitor)• Actividad 7.-Osciloscopio y Generador de funciones

(Acoplamiento de impedancias) 19

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Actividades

• Actividad 8.- Amplificadores operacionales (Sumador, restador, comparador, amplificador)• Actividad 9.- Amplificadores operacionales con

osciloscopio y generador de funciones• Actividad 10.- Sistemas nulos (Puentes)• Actividad 11.- Variables físicas• Actividad 12.- Diseño de un PCB básico• Actividad 13.- *Propuesta de proyecto• Actividad 14.- *Diseño PCB para proyecto

(Avances de Proyecto)20

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Actividad 15.- *Proyecto Final

• Total: 30 puntos • * Equipos de máximo dos personas. • Cada equipo deberá entregar obligatoriamente :• Un informe técnico por escrito. • Un prototipo funcionando en PCB.

TODO LO ANTERIOR DE ACUERDO AL FORMATO ESTANDAR PROPUESTO PARA LA MATERIA

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Código ético•ACUERDO DE HONESTIDAD EN LA MATERIA

SISTEMA DE MEDICIÓN

• El propósito de este documento es explicar y aclarar la política de honestidad del curso que se aplicará en la realización y presentación de informes de los ejercicios de laboratorio y los cuestionarios en línea. Es muy importante que lean y comprendan estas circunstancias específicas. Si se tiene alguna duda referente a esto, es su responsabilidad a aclarar cualquier ambigüedad con el profesor.

Si al terminar de leer el código están de acuerdo, por favor fírmenla y devuélvanla en la siguiente clase.

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Bibliografía recomendada

Consultas sugeridasTitulo: Sistemas de Medición (Principio y aplicaciones) 2da Ed.Autor: Bentley Editorial: CECSA (2000)

Texto: Mechanical Engineers’ Handbook 3rd Ed.Autor: Myer KutzEditorial: Wiley (2006)

Titulo: Instrumentación Industrial 4ta Ed.Autor: Antonio Creus. Editorial: Alfaomega. (1992)

Título: Process Control Instrumentation Technology 8th Ed.Autor: Curtis D. JhonsonEditorial: Prentice Hall (2006)

Titulo: Mediciones Mecánicas 3ra Ed.Autor: R. S. Figliola y D. E. Beasley Editorial: Alfaomega. (2003)

Titulo: Handbook of Modern Sensors 3rd Ed.Autor: Jacob FradenEditorial: AIP Press (2004)

Titulo: Instrumentación Electrónica Moderna 1ra Ed.Autor: W. D. Cooper y A. D. Helfrick Editorial: Prentice Hall. (1991)

Titulo: Electronic Circuit Guidebook (VOL I)Autor: Joseph J. Carr Editorial: PROMPT Publications (1997)

Titulo: Sistemas de Medición e Instrumentación –Diseño y aplicación- 5ta Ed.Autor: E. DoebelinEditorial: Mc Graw Hill (2005)

Titulo: Principles of Engineering Instrumentation Autor: D. C. RamsayEditorial: Arnold (1996)

Titulo: Electronic Measurement and Instrumentation 1stEd.Autor: K. B. KlaassenEditorial: Cambridge. (1996)

Titulo: Data Acquisition and Signal Processing for Smart Sensors 1stEd. Autor: N. V. Kirianaki y S. Y. YurishEditorial: Wiley. (2002)

Titulo: Instrumentation and Measurement for Electronics Technicians 2ndEd.Autor: R. B. GilliesEditorial: Macmillan. (1993)

Titulo: Instrumentation for Engineering Measurements 2ndEd. Autor: J. W. Dally, W. F. Riley and K. G. McConnellEditorial: Wiley. (1993) 23

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Biblioteca virtual de UdeG

• Biblioteca virtual de UdeG • http://wdg.biblio.udg.mx/• Usuario: Código de estudiante• Contraseña: Contraseña de siiau

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Examen diagnóstico (30 min)

• Que el alumno realice un Examen Diagnóstico que le de información general de su situación académica actual respecto a los conocimientos que se requerirán durante el curso.

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