UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA

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1 I IDENTIFICACIÓN ASIGNATURA CÓDIGO REQUISITOS INSTRUMENTACION Y MEDIDAS MC533 HORAS ACOMP. DOCENTE (HAD) 2 HORAS DE PRÁCTICA (HLAB) 2 HORAS TRABAJO INDEP. (HTI) 5 HORAS TOTALES SEMANALES (HTS) 9 CRÉDITOS ACADÉMICOS (CA) 3 SEMESTRE AREA TEMÁTICA V ÀREA FORMACIÓN TÉCNICA Y PROFESIONAL II COMPETENCIAS PROPUESTAS AREA CÓDIGO NORMA DE COMPETENCIA RELACIÓN CON LA NORMA DE COMPETENCIA CIENTÍFICA BÁSICA ESPECÍFICA TECNOLÓGICA CI3 CI4 BT4 TE16 TE22 TE24 TE25 Resolver problemas físicos y geométricos mediante la formulación de modelos matemáticos complejos. Analizar problemas con habilidad lógica-matemática. Definir modelos lineales e invariantes en el tiempo partiendo de los procesos físicos para analizar la respuesta transitoria. Participar en proyectos que impliquen el diseño, construcción, adaptación y manejo de maquinas de funcionamiento autónomo. Aplicar teorías para el control de variables físicas. Comprender la importancia de la instrumentación y sus aplicaciones en la industria. Identificar los elementos constituyentes de un sistema general de medición y aplicar las Calcular el flujo que circula por una canal Parshall de acuerdo con las dimensiones de la misma y de la altura alcanzada por el fluido en el punto de medición Resolver problemas con la medición de variables físicas como : Presión, Temperatura, Nivel, Flujo, Velocidad y Posición, haciendo uso de la descripción matemática que involucra la medición Caracterizar la respuesta de diferentes sensores tales como Termocuplas, RTDs, Medidores de distancia ultrasónicos e infrarrojos con el fin de definir su rango de linealidad. Desarrollar un proyecto final en la asignatura donde se presente la medición de una variable física y el circuito electrónico asociado a este, procese una salida estándar de comunicación de 4mA a 20mA para el rango de la medida. Implementar circuitos electrónicos básicos para realizar controladores tipo ON-OFF y proporcionales Presentación de videos donde se muestre el uso y la importancia que tiene los instrumentos en los procesos industriales, de ser posible realizar la visita a una Empresa. Descripción y dibujo de planos PI&D básicos, usando las normas ISA 7.1 para tal fin.

2 ESPECÍFICA TECNOLÓGICA TE26 TE27 TE28 TE32 TE33 TE34 TE35 técnicas del manejo de datos experimentales en la medición de variables físicas. Conocer los transductores continuos de desplazamiento, velocidad, fuerza, deformación, fotoeléctricos y otros. Seleccionar distintos tipos de actuadores y elementos de corrección. Conocer las distintas interfases que existen entre el usuario de los equipos y los mismos. Conocer y maniobrar los sensores para procesos y manipulación, y los sensores industriales analógicos. Conocer las aplicaciones, aspectos técnicos, funcionamiento y operación de los sensores de fuerza, par, presión, distancia, inductivos, ultrasónicos, ópticos y capacitivos. Conocer los tipos y fundamentos físicos de sensores usados para procesos y manipulación. Manejar con propiedad la simbología, los términos técnicos, estándares y clases de protección para sensores de proximidad. Técnicas usadas para medir las principales variables físicas Características de las variables físicas y técnicas para la manipulación de su estado energético Protocolos de comunicación entre los instrumentos, Clasificación de los instrumentos según la variable que mide y según la función que desempeña. Medición de variables físicas: Presión, Flujo, Nivel, Velocidad, Temperatura y Posición. Medición de variables físicas: Presión, Flujo, Nivel, Velocidad, Temperatura y Posición. Sensores de presencia, tipo Capacitivo, Inductivo y Fotoeléctrico. Simbología, características dinámicas y Normas de fabricación Sensores de presencia, tipo Capacitivo, Inductivo y Fotoeléctrico. Simbología, características dinámicas y Normas de fabricación. III CONTENIDO TEMÁTICO Cap. Introducción Contenido Unidad 1. Principios generales de los sistemas de medida. Conceptos generales y terminología. Características estáticas y dinámicas de los sistemas de medida. Características de entrada. Organización de un sistema de medida. Errores en sistemas de medida y manejo de error. Medición de magnitudes Unidad 2 Sensores. Sensores termo resistivos (RTD, termistores). Sensores fotovoltaicos. Sensores de temperatura basados en uniones semiconductoras. Sensores termoeléctricos: termopares. Sensores electroquímicos (potencio métricos, amperimétricos, conducto métricos). Sensores para la medida de especies gaseosas. Sensores y detectores de radiación.

3 Circuitos acondicionadores básicos Unidad 3. Conceptos. El amplificador operacional. Alimentación del amplificador operacional. Circuitos. Convertidores lineales básicos. El puente de Wheatstone. Circuitos acondicionadores. Sistemas de Instrumentación Unidad 4. Sistemas de Instrumentación. Arquitectura de un sistema de instrumentación. Instrumentos virtuales. Sistemas de interconexión. Software para la automatización Industrial. IV EVALUACIÓN Clase/Semana Tema de Evaluación Criterios de evaluación Evaluación Circuitos con amplificadores operacionales 4 Taller practico Evaluación escrita: Introducción a la instrumentación 9 Taller Practico Identificar un amplificador de voltaje inversor y no Inversor. Definir las características eléctricas y de impedancia de los circuitos con amplificadores operacionales. Diseñar una etapa amplificadora de señal usando un amplificador de instrumentación. Definir el uso de un filtro activo, identificar la frecuencia de corte. Implementación de un circuito rectificador de media onda y onda completa de precisión. Implementación de un filtro activo Describir las características estáticas y dinámicas de los sensores. Identificar las características de los sensores inductivos, capacitivos y fotoeléctricos, tipos de conexión y rangos de alimentación eléctrica. Identificación de los instrumentos mediante su TAG usando las normas ISA 7.1 Identificar las características de operación estáticas y dinámicas del amplificador de

4 10 11 Evaluación 3. Medición de variables físicas 12 Taller Practico Evaluación 3: Medición de velocidad y posición 17 Trabajo final instrumentación INA125P Desarrollo matemático de ejercicios donde se describen diversos componentes para la medición de temperatura, nivel y flujo. Identificar los principales sensores usados para la detección de variables físicas como el nivel, la temperatura y el flujo. Implementar un circuito electrónico usando como componente principal el amplificador de instrumentación INA125P, para la medición de temperatura a través de un sensor RTD tipo PT100 Define las diferencias entre encoders de tipo incremental y absoluto, Resolver matemáticamente problemas de posicionamiento de ejes usando encoders de tipo absoluto. Calcular la velocidad de rotación en los ejes cuando se tiene conocimiento de la señal que entrega un encoder de tipo incremental. Entrega de un sistema capaz de medir la variable física, según el caso, con una señal de salida de 4mA a 20mA de acuerdo al rango escogido para la medición.

5 V BIBLIOGRAFÍA - Amplificadores Operacionales Y Filtros Activos. Antonio Pertence Junior. Mcgraw Hill - Industrial Control Handbook. Andrew Parr. Newnes. Industrial Press - Manuales De Labview Y DAQ. National Lnstruments - Modern Control Technology: Components And Systems. Kilian. Delmar Publishing. - Transducers And Their Elements. Khazan. Pearson Education. - Digital Control And State Variable Methods: Conventional And Intelligent Control Systems. Gopal, M. Mcgraw Hill. - Labview Signal Processing. Mahesh L. Chugani, Abhaysamant. Prentice Hall - Instrumentation Industrial. CREUS, Antonio. Marcombo. - Instrumentation Y Control Avanzado De Procesos. SANCHEZ ACEVEDO. Diaz De Santos. - Labview Digital Signal Processing. Clark, Cory, Mcgraw Hill. - Labview For Engineers. Larsen, Ronald. Prentice Hall. - Sensores y Acondicionadores de señal. Ramón PallásAreny. Marcombo -Barcelona