INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS SUPERIORES

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1 PROGRAMA SINTÉTICO CARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica ASIGNATURA: Instrumentación I SEMESTRE: Octavo OBJETIVO GENERAL: El alumno diseñará y construirá circuitos electrónicos básicos para mediciones electrónicas considerando las características de los sensores más usuales y el tratamiento de señales a través de procesadores analógicos. CONTENIDO SINTÉTICO: I.- Introducción a la Instrumentación Electrónica II.- Características básicas de la medición III.- Sensores IV.- Acondicionadores de Señal V.- Convertidores Analógico/Digital VI.- El Ruido en Sensores y en Circuitos METODOLOGÍA: Conformación de equipos de trabajo para la participación en exposiciones y realización de prácticas de laboratorio tanto para la obtención de parámetros de los sensores clásicos para su caracterización como para prueba de los instrumentos de medición desarrollados como proyecto por los alumnos. Tareas, simulación de circuitos en computadora, búsqueda de información en la bibliografía propuesta en diferentes medios escritos y electrónicos EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: Aplicación de tres exámenes ordinarios en los que se evaluarán los conceptos teóricos. Realización de prácticas de laboratorio y entrega de informes. Comprobación de los proyectos de circuitos de medición electrónica Exposiciones y participaciones en clase. BIBLIOGRAFÍA: 1.-Garret Patrick, Analog Systems for Microprocessor and Microcomputers, Prentice Hall, primera edición, 1978, páginas Goldsbrough and Trevor Lund, Analog Electronics for Microcomputer Systems, SAMS White River, 1983, primera edición, 430 páginas 3.-Graeme G. Jerald and Tobey E. Gene, Operational Amplifier Design and Applications, McGraw Hill, primera edición 1971, USA, pags Pallás Ramón, Sensores y acondicionadores de señal, Alfaomega, 2001, España, 480 pags.

2 ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidades Culhuacan y Zacatenco CARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica OPCIÓN: Especialidad Electrónica COORDINACIÓN: DEPARTAMENTO: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica ASIGNATURA: Electrónica de Potencia I SEMESTRE: Octavo CLAVE: CLA 050 CRÉDITOS: 7.5 VIGENTE: 2006 TIPO DE ASIGNATURA: Teórico-Práctica MODALIDAD: Escolarizada TIEMPOS ASIGNADOS HORAS/SEMANA/TEORÍA: HORAS/SEMANA/PRÁCTICA: H0RAS/SEMESTRE/TEORÍA: 54 HORAS/SEMESTRE/PRÁCTICA: 27 HORAS/TOTALES: 81 PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Academias de Electrónica de ICE-ESIME Culhuacan y Zacatenco. REVISADO POR: Subdirecciones Académicas de ESIME Culhuacan y Zacatenco. APROBADO POR: C.T.C.E. de ESIME Culhuacan y Zacatenco. AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas de Estudio del Consejo General Consultivo del IPN Ing. Ernesto Mercado Escutia. M. en C. Jesús Reyes García

3 ASIGNATURA: Instrumentación I CLAVE: CLA 050 HOJA: 2 DE11 FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA La ciencia en general, básica o aplicada, han tenido grandes avances, nunca como en tiempos recientes la ciencia ha tenido avances tan continuos, la medición cada vez mas exacta y cada vez mas rápida de eventos físicos (prácticamente de cualquier cosa), ha servido para que las aplicaciones de los científicos, ingenieros y usuarios en general sean mas confiables y mas fáciles de manejar e interpretar con la resultante de que se desarrollan prácticamente en todo el mundo mas bienes y servicios cada vez mas económicos y cada vez mas variados. La instrumentación electrónica tiene mucho que ver con todo esto, prácticamente no hay campo de trabajo que quede fuera de la instrumentación, todo necesita ser medido y prácticamente todo se mide usando electrónica. Este curso básico de instrumentación electrónica responde a la necesidad de integrar a los alumnos en un campo apasionante de aplicación de la electrónica. Las posibilidades de desarrollo son numerosas ya que prácticamente se aplica en todo ya sea la agricultura (agrónica), la electromecánica (mecatrónica), los procesos industriales (robótica), los transportes (aviónica), la medicina (bioelectrónica) etc. El alcance de este curso está limitado a la parte de adquisición de la información y su adecuación hacia el instrumento, corresponde a los cursos posteriores de instrumentación II y III los que concluyan el proceso de la medición. Es necesario tener bases firmes en materias como probabilística matemática, física clásica y del estado sólido, de electrónica lineal y digital. OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno diseñará y construirá circuitos electrónicos básicos para mediciones electrónicas considerando las características de los sensores más usuales y el tratamiento de señales a través de procesadores analógicos.

4 ASIGNATURA: Instrumentación I CLAVE: CLA 050 HOJA: 3 DE11 No. UNIDAD: I NOMBRE: I.- Introducción a la Instrumentación Electrónica OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno explicará los conceptos de la instrumentación electrónica más importantes. No. TEMA 1.1 T E M A S La instrumentación electrónica actual HORAS T P EC 0.75 CLAVE BIBLIOGRÁFICA 1C, 4B 1.2 Configuración generalizada de los instrumentos de medición 0.75 Subtotal ESTRATEGIA DIDÁCTICA Formación de equipos de trabajo, realización de búsqueda de información de cada tema por diferentes medios (bibliográfica, Internet, revistas, aplicaciones), realización de mesas redondas con preguntas y respuestas, lluvia de ideas y conclusiones sobre los conceptos, aplicaciones y alcances de la instrumentación electrónica. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido de esta unidad junto con las unidad II serán evaluadas con: Primer examen ordinario, con el 80%. Tareas y participación en clase de las unidades I y II, con el 20%.

5 ASIGNATURA: Instrumentación I CLAVE: CLA 050 HOJA: 4 DE11 No. UNIDAD: II NOMBRE: Características Básicas de la Medición. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno calculará los diferentes errores posibles en un sistema de medición y realizará estadísticas con los datos obtenidos. No. TEMA T E M A S Características estáticas. Características dinámicas. Sistemas de primer orden. Sistemas de segundo orden. Errores en la medición. Análisis estadístico de datos. Distribución probabilística de los errores. Linealización de datos. Ejemplos. HORAS T P EC 4.0 CLAVE BIBLIOGRÁFICA 1C, 3B Subtotal: ESTRATEGIA DIDÁCTICA Formación de equipos de trabajo, realización de búsqueda de información de cada tema por diferentes medios (bibliográfica, Internet, revistas, aplicaciones), realización de mesas redondas con preguntas y respuestas, lluvia de ideas y conclusiones sobre los conceptos matemáticos de la medición, informe y conclusiones por escrito. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido de esta unidad junto con las unidad II serán evaluadas con: Primer examen ordinario, con el 80%. Tareas y participación en clase de las unidades I y II, con el 20%.

6 ASIGNATURA: Instrumentación I CLAVE: CLA 050 HOJA: 5 DE11 No. UNIDAD: III NOMBRE: Sensores OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno evaluará los sensores del curso obteniendo sus características mas importantes y explicará su funcionamiento No. TEMA T E M A S Sensores de temperatura. Termopar. Termistor. Sensores de posición, desplazamiento y nivel. Sensores inductivos y magnéticos (efecto Hall, LVDT). Detectores de luz. Fotodiodos, fototransistor y fotorresistencia. Sensores de esfuerzo. Galga extensiométrica (strain gauge) o celda de carga. Sensores acústicos y otros sensores. Mediciones eléctricas básicas. HORAS T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 4B Subtotal ESTRATEGIA DIDÁCTICA Formación de equipos de trabajo, realización de búsqueda de información de cada tema por diferentes medios (bibliográfica, Internet, revistas, aplicaciones), realización de mesas redondas con preguntas y respuestas, lluvia de ideas y conclusiones sobre el comportamiento de los diferentes sensores a través de las prácticas del laboratorio, informe y conclusiones por escrito. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido de esta unidad junto con la unidad IV serán evaluadas con: Segundo examen ordinario, con el 40%. Prácticas de laboratorio de las unidades III y IV, con el 40%. Tareas y participación en clase de las unidades III y IV, con el 20%.

7 ASIGNATURA: Instrumentación I CLAVE: CLA 050 HOJA: 6 DE11 No. UNIDAD: IV NOMBRE: Acondicionadores de Señal OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD: El alumno diseñará y armará circuitos electrónicos analógicos para emplearlos como acondicionadores de señal en instrumentos electrónicos. No. TEMA T E M A S Circuitos puente, ejemplos. Amplificador de Instrumentación, ejemplos. Amplificador Troceador (CHOPPER), ejemplos. Amplificador Electrométrico, ejemplos. HORAS T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 3B Subtotal ESTRATEGIA DIDÁCTICA Formación de equipos de trabajo, realización de búsqueda de información de cada tema por diferentes medios (bibliográfica, Internet, revistas, aplicaciones), realización de mesas redondas con preguntas y respuestas, lluvia de ideas y conclusiones sobre el comportamiento de los diferentes circuitos electrónicos clásicos acondicionadores de señal realizados en la practicas del laboratorio, informe y conclusiones por escrito. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido de esta unidad junto con la unidad III serán evaluadas con: Segundo examen ordinario, el 40%. Prácticas de laboratorio de las unidades III y IV, el 40%. Tareas y participación en clase de las unidades III y IV, el 20%.

8 ASIGNATURA: Instrumentación I CLAVE: CLA 050 HOJA: 7 DE11 No. UNIDAD: V NOMBRE: Convertidores Analógico/Digital OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno diseñará y armará convertidores analógico/digitales para utilizarlos como parte del proceso de la medición electrónica No. TEMA T E M A S Introducción a la conversión Analógica/Digital. Estructuras de los convertidores. Convertidor doble rampa. Aproximaciones sucesivas. Paralelo. Convertidor Digital/Analógico. Cuantización y redondeo. Filtro pasa bajas antialias. Muestreo periódico de señales. HORAS T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 2B Subtotal: ESTRATEGIA DIDÁCTICA Formación de equipos de trabajo, realización de búsqueda de información de cada tema por diferentes medios (bibliográfica, Internet, revistas, aplicaciones), realización de mesas redondas con preguntas y respuestas, lluvia de ideas y conclusiones sobre el comportamiento de los diferentes circuitos electrónicos convertidores Analógico/Digital y Digital/Analógico realizados en la practicas del laboratorio, informe y conclusiones por escrito PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido de esta unidad junto con la unidad VI serán evaluadas con: Tercer examen ordinario, el 40%. Prácticas de laboratorio de las unidades V y IV, el 40%. Tareas y participación en clase de las unidades V y VI, el 20%.

9 ASIGNATURA: Instrumentación I CLAVE: CLA 050 HOJA: 8 DE11 No. UNIDAD: VI NOMBRE: El Ruido en Sensores y en Circuitos OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno diseñará instrumentos básicos de medición electrónicos aplicando los conceptos de la teoría del ruido y su protección. No. TEMA T E M A S Concepto de ruido. Tipos de Ruido. Circuitos eléctricos para la disminución de ruido. Sistemas de disminución de ruido y protección. HORAS T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 2C,3B Subtotal: ESTRATEGIA DIDÁCTICA Formación de equipos de trabajo, realización de búsqueda de información de cada tema por diferentes medios (bibliográfica, Internet, revistas, aplicaciones), realización de mesas redondas con preguntas y respuestas, lluvia de ideas y conclusiones sobre el comportamiento de los diferentes circuitos para limpiar señales en instrumentación, protección de los instrumentos de medición realizados en las practicas del laboratorio, informe y conclusiones por escrito. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido de esta unidad junto con la unidad V serán evaluadas con: Tercer examen ordinario, con el 40%. Prácticas de laboratorio de las unidades V y IV, con el 40%. Tareas y participación en clase de las unidades V y VI, con el 20%.

10 ASIGNATURA: Instrumentación I CLAVE: CLA 050 HOJA: 9 DE11 RELACIÓN DE PRÁCTICAS PRACTIC A No. NOMBRE DE LA PRÁCTICA UNIDAD DURACIÓN LUGAR DE REALIZACIÓN Caracterización de un termistor y su operación en un puente de wheatstone. El amplificador de instrumentación y sus características. Medición de temperaturas. Medición de intensidad eléctrica. Medición con celda de carga. Adquisición de datos con un convertidor Analógico/Digital. III IV V V V V y VI Estas prácticas se realizarán en los laboratorios de la Academia de Electrónica.. Subtotal: 27

11 ASIGNATURA: Instrumentación I CLAVE: CLA 050 HOJA:10 DE11 PERÍODO UNIDAD PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN 1 I, II El contenido de estas unidades será evaluado en el primer examen ordinario en la parte teórica con el 80%, tareas y participaciones con el 20%. 2 3 III y IV V y VI El contenido de estas unidades será evaluado en el segundo examen ordinario en la parte teórica con el 40%, las prácticas realizadas en el laboratorio con el 40%, las exposiciones, tareas y participaciones en clase con el 20%. El contenido de esta unidad será evaluado en el tercer examen ordinario en la parte teórica con el 40%, un proyecto y las prácticas realizadas en el laboratorio con el 40%, tareas y participaciones con el 20%. CLAVE B C BIBLIOGRAFÍA 1 2 X X Garret Patrick, Analog Systems for Microprocessor and Microcomputers, Prentice Hall, primera edición, 1978, páginas Goldsbrough and Trevor Lund, Analog Electronics for Microcomputer Systems, SAMS White River, 1983, primera edición, 430 páginas 3 X Graeme G. Jerald and Tobey E. Gene, Operational Amplifier Design and Applications, McGraw Hill, primera edición 1971, USA, pags X Pallás Ramón, Sensores y acondicionadores de señal, Alfaomega, 2001, España, 480 pags.

12 PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA CLAVE: CLA 050 HOJA: 11 de DATOS GENERALES ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidades Culhuacan y Zacatenco CARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica SEMESTRE: Octavo ÁREA: BÁSICAS C. INGENIERÍA D. INGENIERÍA C.S.H. ACADEMIA: Electrónica ASIGNATURA: Instrumentación I ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: Licenciatura en Ingeniería Eléctrica, o Electrónica, o Control y Automatización o en Comunicaciones y Electrónica o ramas afines 2.-OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA:. El alumno diseñará y construirá circuitos electrónicos básicos para mediciones electrónicas considerando las características de los sensores más usuales y el tratamiento de señales a través de procesadores analógicos. 3.-PERFIL DOCENTE: CONOCIMIENTOS EXPERIENCIA PROFESIONAL HABILIDADES ACTITUDES En el uso de componentes electrónicas de potencia (dispositivos) En el diseño de circuitos electrónicos de potencia. Dominio en el uso de equipo de laboratorio para la medición e interpretación de señales eléctricas en aplicaciones prácticas de circuitos electrónicos de potencia. En la docencia. En el uso y aplicación de equipos modernos para laboratorios de electrónica. En el diseño de circuitos electrónicos de potencia y en la aplicación de componentes electrónicas de potencia (dispositivos). En el manejo de equipo de laboratorio. En la correcta interpretación y uso de los especificaciones que proporciona el fabricante sobre las componentes electrónicas de potencia. En la comunicación para transmitir ideas en forma oral y escrita. Capacidad de Análisis y Síntesis. Lograr motivar al alumno. Manejo de materiales didácticos. Tener vocación por la docencia. Honestidad. Ejercicio de la crítica fundamentada. Respeto (buena relación maestro-alumno). Tolerancia Ética. Responsabilidad científica. Espíritu de colaboración. Superación docente y profesional. Buena presencia. Compromiso social. ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ Ing. Juan M. Morelos Castro Ing. Rubén Juárez Barrientos Ing. Ernesto Mercado Escutia Ing. Miguel Arizmendi Herrera Ing. Guillermo Santillán Guevara M. en C. Jesús Reyes García PRESIDENTES DE ACADEMIA SUBDIRECTORES ACADÉMICOS DIRECTORES DE LOS PLANTELES FECHA: 28 de abril del 2006