APLIC EE 1 - Aplicaciones de la Ingeniería Electrónica I

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1 Unidad responsable: ETSETB - Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación de Barcelona Unidad que imparte: EEL - Departamento de Ingeniería Electrónica Curso: Créditos: Idiomas docencia: Catalán, Castellano Profesorado Responsable: Ramon Bragós: Quadrimestre de primavera Miguel Angel García González: Quadrimestre de tardor Otros: Ramon Bragós Miguel Angel García Juan Ramos Albert Orpella Capacidades previas Propiedades físicas de los materiales usados en electrónica. Electromagnetismo y circuitos magnéticos. Análisis de circuitos electrónicos. Tipos de circuitos integrados analógicos, sus posibilidades y limitaciones, e interpretación de sus especificaciones. Adquisición de la señal. Análisis de errores en circuitos electrónicos. Uso de los instrumentos de medida básicos. Requisitos Metodologías docentes Objetivos de aprendizaje de la asignatura Estudio de sensores: funcionamiento, propiedades y limitaciones. Diseño de interfaces específicas. Aplicaciones de alta frecuencia, potencia, comunicaciones y control. 1 / 6

2 Contenidos 1. Introducción a los sistemas de medida basados en sensores (2 horas) 2. Sensores de resistencia variable y sus acondicionadores (7 horas) 2.1. Detectores de temperatura resistivos (RTD) 2.2. Termistores. Modelos. Tipos y Aplicaciones. Linealización 2.3. Sensores piezorresistivos 2.4. Magnetorresistencias. Fotorresistencias. Sensores resistivos de gases 2.5. Puente de Wheatstone: Linealización analógica. Calibrado. Medidas diferenciales y medianas. Compensaciones. Alimentación. Detección. Derivas en amplificadores y en componentes pasivos 3. Sensores de reactancia variable y electromagnéticos, y sus acondicionadores (7 horas) 3.1. Sensores capacitivos. Condensador variable. Condensadores diferenciales 2 / 6

3 3.2. Puentes y pseudopuentes de alterna. Sensibilidad y linealidad. Desacoplamiento de amplificadores de alterna. Guardas activas 3.3. Sensores inductivos. Sensores de reluctancia variable. Sensores de corrientes de Foucault. LVDT. Transformadores variables 3.4. Sensores magnetoelásticos. Sensores basados en la ley de Faraday. Sensores basados en el efecto Hall 3.5. Amplificadores de portadora y detectores coherentes. Detectores de fase 3.6. Acondicionadores específicos para microsensores capacitivos 4. Sensores generadores y sus acondicionadores (6 horas) 4.1. Sensores termoeléctricos. Efectos termoeléctricos. Normas de aplicación práctica. Compensación de la unión de referencia 4.2. Sensores piezoeléctricos. El efecto piezoeléctrico. Materiales piezoeléctricos. Aplicaciones 3 / 6

4 4.3. Sensores piroeléctricos. Efecto piroeléctrico. Materiales piroeléctricos. Radiación: leyes de Planck, Wien y Stefan-Boltzmann. Aplicaciones 4.4. Amplificadores de bajas derivas. Amplificadores con autocorrección de derivas 4.5. Amplificadores electrométricos y de transimpedancia 4.6. Amplificadores de carga 4.7. Ruido en amplificadores operacionales y de instrumentación. Ruido en componentes pasivos 5. Sensores digitales. Sensores inteligentes (4 horas) 5.1. Codificadores de posición incrementales y absolutos 5.2. Sensores autorresonantes. Termómetros digitales de cuarzo. Galgas acústicas. Sensores basados en dispositivos de ondas superficiales. Caudalímetros de vórtices 5.3. Interfaces directas sensor-microcontrolador. Osciladores senosoidales y de relajación. Osciladores variables CMOS. Linealidad en osciladores variables. Medidas 4 / 6

5 de frecuencia y tiempos con contador. Medidas de periodo y de intervalos de tiempo con microcontrolador. Cálculos y compensaciones. Medidas de velocidad. Tacómetros digitales 5.4. Sensores inteligentes. Norma IEEE 1451 para la especificación y el intercambio de datos de sensores inteligentes Lab_1. Introducción al laboratorio de sensores (2 horas) Lab_2. Estudio experimental del modelo de un sistema de medida (2 horas) Lab_3. Celda de carga y amplificador de instrumentación (2 horas) Lab_4. Termómetro basado en un termisor linealitzado y un pseudopuente resistivo (2 horas) Lab_5. Termómetro basado en una RTD PT100 con ajuste de cero y ganancia controlado por un sistema mixto analógico-digital (4 horas) Lab_6. Sensor capacitivo. Acondicionador basado en un pseudopuente de alterna y estudio de alternativas no coherentes y coherentes de detección de amplitud. (4 horas) 5 / 6

6 Lab_7. Proyecto / Sensor inteligente para medidas ambientales (10 horas) Prácticas remotas Sistema de calificación Examen final: 50% Evaluación continuada - Prácticas: 40% - Problemas 10% Normas de realización de las actividades Bibliografía Básica: Pallás Areny, R. Sensores y acondicionadores de señal. 4a ed. Barcelona [etc.]: Marcombo Boixareu, ISBN Complementaria: Doebelin, E.O. Measurement systems: application and design. 5th ed. New York [etc.]: McGraw-Hill, ISBN X. Pallás Areny, R.; Webster, J.G. Sensors and signal conditioning. 2nd ed. New York [etc.]: John Wiley and Sons, ISBN Gardner, J.W. Microsensors: principles and applications. Chichester; New York: Wiley, ISBN The measurement, instrumentation and sensors handbook. Boca Ratón: CRC; IEEE, ISBN Otros recursos: Disponible en Atenea: - Manuales de prácticas - Recursos para las prácticas - Problemas propuestos - Guías de estudio del formato semipresencial 6 / 6