Universidad Nacional Abierta y a Distancia Vicerrectoría Académica y de Investigación Syllabus del curso Instrumentación 1. IDENTIFICACIÓN DE CURSO Escuela o unidad: Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería
Sigla: ECBTI Campo de formación: Formación
Nivel: Profesional Curso: Instrumentación Tipología de curso: Metodológico Diseñador de curso: Elber Fernando
disciplinar Código: 203038
Camelo Quintero
Fernando Camelo Quintero Fecha de actualización: junio 2017
Fecha de elaboración: Diciembre 2014 Descripción del curso:
N° de créditos: 3 Actualizador de curso: Elber
El curso académico Instrumentación hace parte de la formación disciplinar del programa Ingeniería Electrónica que oferta la Universidad Nacional Abierta y a Distancia —UNAD—. Consta de tres (3) créditos académicos y es de tipo teóricopráctico, en tanto que busca desarrollar en el estudiante competencias que le permitan comprender, analizar y diseñar un sistema de instrumentación. Este curso consta de tres unidades didácticas, correlacionadas directamente con el número de créditos académicos asignados. La primera de ellas, considera las generalidades de los sistemas de instrumentación, en ella se abordaran temáticas que permitirán reconocer un sistema de instrumentación y el diseño dis eño de circuitos eléctricos en equilibrio. La segunda unidad hace referencia a la reducción de ruido, el uso del amplificador de instrumentación y la adecuación de señales analógicas. La tercera unidad aborda la aplicación de los sistemas de instrumentación, diferentes tipos de sensores usados en la industria, industria, selección e implementación de sensores y visualización visualización de la medición. medición. Con estas tres tres unidades temáticas este curso les brindará los fundamentos necesarios para que puedan cursar los electivos del área de instrumentación.
2. INTENCIONALIDADES FORMATIVAS Propósitos de formación del curso: 1.
Fortalecer en los estudiantes las generalidades de un sistema de instrumentación mediante el estudio de los principios de la metrología metrología y la arquitectura de los circuitos eléctricos en equilibrio.
2.
Apoyar a los estudiantes en la comprensión de las técnicas de reducción de ruido, el uso del amplificador de instrumentación y la adecuación de señales analógicas mediante el estudio de estructuras de hardware utilizados en la instrumentación actualmente.
3.
Fomentar en los estudiantes la proposición de aplicaciones de instrumentación mediante la selección y empleo de diferentes dispositivos y técnicas destinadas a la medición de variables físicas y su visualización.
Competencias del curso:
El estudiante reconoce sistemas de instrumentación al analizar diferentes sistemas empleados para la medición de variables en el área electrónica. El estudiante comprende la arquitectura básica de un sistema de instrumentación al manipular hardware y software utilizado para la implementación de estos sistemas en el ámbito industrial. El estudiante propone sistemas de instrumentación mediante la implementación de hardware para la medición de variables físicas en el ámbito industrial y comercial.
3. CONTENIDOS DEL CURSO Unidades/temas
Recursos educativos requeridos
1. Unidad 1: Sistemas de
Granda, M. M., & Mediavilla, B. E. (2015). Instrumentación/Introducción a Introducción a la instrumentación electrónica y los sistemas de instrumentación acondicionamiento de señal. España: Editorial de la Universidad de Cantabria. (pp. 1 - 20). Recuperado de http://site.ebrary.com/lib/unadsp/detail.action?do cID=11059351
2. Unidad 1: Sistemas de Instrumentación/Principios de Metrología
Martin Martínez, M. (2016). Curso de instrumentación tema 1. Salamanca, España: Recuperado de: http://ocw.usal.es/eduCommons/ensenanzas-
tecnicas/instrumentacion/contenido/Instrumentaci on_Tema1.pdf Creus, S. A. (2008). Instrumentación industrial (7a. ed.). (pp. 1-20) Barcelona, ES: Marcombo. Recuperado de http://site.ebrary.com/lib/unadsp/reader.action?d ocID=10212363
3. Unidad 1: Sistemas de Instrumentación/Circuitos eléctricos en equilibrio
4. Unidad 2: Adecuación de Señales/Técnicas de Reducción de ruido
5. Unidad 2: Adecuación de señales/Amplificador de instrumentación
6. Unidad 2: Adecuación de señales/Adecuación de señales análogas
Instrumentación y mediciones (2010). Recuperado de Bogotá, Colombia: UNAD. (pp. 1 - 37) – (pp. 18 - 38). Recuperado de: http://hdl.handle.net/10596/4960 Camelo, E. (2016). Circuitos eléctricos en equilibrio. Recuperado de http://hdl.handle.net/10596/10144 Granda, M. M., & Mediavilla, B. E. (2015). Instrumentación electrónica: transductores y acondicionadores de señal. España: Editorial de la Universidad de Cantabria. (pp. 117 - 137). Recuperado de http://site.ebrary.com/lib/unadsp/detail.action?do cID=11059351 Martin Martínez, M. (2016). Curso de instrumentación tema 3. Salamanca, España: Recuperado de: http://ocw.usal.es/eduCommons/ensenanzastecnicas/instrumentacion/contenido/Instrumentaci on_Tema3.pdf Mandado, P. E., Mariño, E. P., & Lago, F. A. (2009). Instrumentación electrónica. Barcelona, ES: Marcombo. (pp. 13 – 29). Recuperado de: http://site.ebrary.com/lib/unadsp/reader.action?d ocID=10357205
7. Unidad 3: Aplicación sistemas de instrumentación/Tipos de sensores
8. Unidad 3: Aplicación sistemas de instrumentación/ Selección e implementación sensores
9. Unidad 3: Aplicación sistemas de Instrumentación/Sistemas de visualización
Instrumentación y mediciones (2010). Recuperado de Bogotá, Colombia: UNAD. (pp. 70 – 95). Recuperado de: http://hdl.handle.net/10596/4960 Granda, M. M., & Mediavilla, B. E. (2015). Instrumentación electrónica: transductores y acondicionadores de señal. España: Editorial de la Universidad de Cantabria. (pp. 217 - 281). Recuperado de http://site.ebrary.com/lib/unadsp/detail.action?do cID=11059351 Creus, S. A. (2008). Instrumentación industrial (7a. ed.) Barcelona, ES: Marcombo. (pp. 301 360) Recuperado de http://site.ebrary.com/lib/unadsp/reader.action?d ocID=10212363 Mandado, P. E., Mariño, E. P., & Lago, F. A. (2009). Instrumentación electrónica. Barcelona, ES: Marcombo. (pp. 109 – 133). Recuperado de: http://site.ebrary.com/lib/unadsp/reader.action?d ocID=10357205 Instrumentación y mediciones (2010). Recuperado de Bogotá, Colombia: UNAD. (pp. 112 – 135). Recuperado de: http://hdl.handle.net/10596/4960
Recursos educativos adicionales para el curso: Unidad 1: Mazzei, G., Vento, J. & Torrealba, N. (2012). USB piroelectricos y sensores infrarrojos. Recuperado de: https://www.youtube.com/watch?v=qwaTJoY78OE Acedo, S. J. (2006). Instrumentación y control básico de procesos. Madrid, ES: Ediciones Díaz de Santos. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=15&docID= 10165807&tm=1499902097957
Unidad 2: Historias de luz. (2015). HDL BrioAgro, sensores bajo tierra para conocer en el móvil las necesidades del cultivo. Recuperado de: https://www.youtube.com/watch?v=VMSZI2Bfs7w Acedo, S. J. (2006). Instrumentación y control básico de procesos. Madrid, ES: Ediciones Díaz de Santos. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=15&docID= 10165807&tm=1499902097957
Unidad 3: Xnergic TCM. (2014). Sensores simples usando divisor de tensión. Recuperado de: https://www.youtube.com/watch?v=e_DrSun_KYE Acedo, S. J. (2006). Instrumentación y control básico de procesos. Madrid, ES: Ediciones Díaz de Santos. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=15&docID= 10165807&tm=1499902097957
4. ESTRATEGIA DE APRENDIZAJE Descripción de la estrategia de aprendizaje: La estrategia de aprendizaje es ABP (Aprendizaje Basado en Proyectos) y tiene como finalidad que el estudiante desarrolle las competencias suficientes para diseñar e implementar un sistema de instrumentación con visualización digital. Para ello se han diseñado 5 fases, que van dirigiendo al estudiante hasta la finalidad del curso; La fase 1 conocerán el curso, las temáticas y el fín de la instrumentación; en la fase 2 corresponde a identificar los bloques que componen un sistema de instrumentación; en la fase 3 implementan el manejo del amplificador de instrumentación y los conceptos de adecuación de señales; en la fase 4 implementan un sistema de medición de una variable y muestran la medición mediante leds. En la fase 5 – final - se implementa un sistema de medición que permita visualizar la medición en una pantalla LCD.
5. DISTRIBUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES ACADÉMICAS DEL CURSO Semana 1y2 3 4 5 6 7 8
9
Contenidos a desarrollar Conceptos básicos sobre instrumentación. Sistemas de instrumentación Conceptos de Metrología Circuitos eléctricos en equilibrio Técnicas de reducción de ruido Amplificador de instrumentación Conceptos de adecuación de señales.
10
Circuitos eléctricos en equilibrio Sensores
11
Instrumentación y control
12
Sistema de instrumentación con visualización básica Sistema de instrumentación con visualización básica Visualización dinámica
13
14
Actividad a desarrollar según la estrategia de aprendizaje Actualizar perfil, aceptar acuerdos de curso. Video y sustentación del mismo. Explicar los bloques de un sistema de instrumentación Investigar y dar ejemplos propios sobre algunos conceptos de metrología. Diseñar y simular puentes de medición para elementos resistivos. Realizar listado explicativo de las técnicas de reducción de ruido. Hacer uso del amplificador de instrumentación para escalizar una señal. Reconocer los diferentes conceptos básicos de adecuación de señales, al formular ejemplos. Diseñar y simular puentes de medición para elementos capacitivos e inductivos. Identificar diferentes tipos de sensores usados en la industria. Proponer un sistema de instrumentación y control básico, basado en alguno de los sensores identificados. Diseñar y simular un sistema de instrumentación con sensor resistivo y visualización con Leds. Diseñar y simular un sistema de instrumentación con sensor resistivo y visualización con Leds. Indagar sobre como mostrar los valores del sistema de instrumentación diseñado en una pantalla LCD.
15 y 16
Sistemas de instrumentación con visualización dinámica
Diseñar e implementar en físico un sistema de instrumentación y control, de los propuestos, con visualización en pantalla LCD.
6. ESTRATEGIAS DE ACOMPAÑAMIENTO DOCENTE Descripción de las estrategias de acompañamiento docente a utilizar en este curso. Interacción tutor – estudiante mediante la utilización de herramientas sincrónicas como el Skype para la asesoría sobre problemáticas y dudas puntuales. Seguimiento por parte del tutor a los aportes realizados en los foros correspondientes, retroalimentando de manera asertiva cada uno de ellos. Identificación por parte del tutor, de los estudiantes con situaciones especiales, que requieran un seguimiento personalizado. Se realizarán Webconference por Unidad Temática.
7. PLAN DE EVALUACIÓN DEL CURSO Númer o de seman a 1-2
3-6
7-10
Momento s de la Productos a entregar según evaluació la estrategia de aprendizaje n Informe Escrito en PDF, con la solución a los pasos planteados Inicial en la guía de actividades de la Fase 1. Informe Escrito en PDF, con la Intermedi solución a los pasos planteados a Unidad 1 en la guía de actividades de la Fase 2. Informe Escrito en PDF, con la Intermedi solución a los pasos planteados a Unidad 2 en la guía de actividades de la Fase 3.
Puntaje máximo/500 puntos
Ponderaci ón/500 puntos
25 25
65 350 70
11-14
15-16
Informe Escrito en PDF, con la Intermedi solución a los pasos planteados a Unidad 3 en la guía de actividades de la Fase 4. Informe Escrito en PDF y video de sustentación, con el diseño Final e implementación del sistema de instrumentación con visualización dinámica.
Puntaje Total
65 125 125 500 puntos
500 puntos
