UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Coordenação do Curso de Graduação em Engenharia de Controle e Automação

Av. João Naves de Ávila, 2121 - Bairro Santa Mônica, Uberlândia-MG, CEP 38400-902
Telefone: -
  

Timbre

Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

Componente Curricular:

Instrumentação Industrial

Unidade Ofertante:

Faculdade de Engenharia Elétrica

Código:

FEELT31617

Período/Série:

6º

Turma:

U/UB

Carga Horária:

Natureza:

Teórica:

60h (72ha)

Prática:

15h (18ha)

Total:

75h (90ha)

Obrigatória:

( X )

Optativa:

( )

Professor(A):

Josué Silva de Morais

Ano/Semestre:

2020/01

Observações:

 

 

EMENTA

  Teoria e aplicações de metrologia e instrumentação aplicados na engenharia.

JUSTIFICATIVA

Disciplina fundamental ao início do raciocínio científico do estudante, que aborda problemas de instrumentação e metrologia, com aplicações interdisciplinares.

OBJETIVO

Objetivo Geral:

Estudar as técnicas e os meios de quantificar grandezas utilizando dispositivos de transdução elétrica.

Objetivos Específicos:

Ao final da disciplina o estudante será capaz de:

  1. Analisar, identificar, especificar e utilizar instrumentos, atuadores, transdutores e sensores;
  2. Projetar, conduzir, interpretar resultados e demonstrar noção de ordem de grandeza na estimativa e na avaliação de medições;

Interpretar e elaborar esquemas, gráficos, fluxogramas e diagramas de sistemas de instrumentação industrial.

PROGRAMA

Dimensão Teórica

1. Sistemas de instrumentação
   1.1. Conceitos básicos e finalidades.
   1.2. Classes de instrumentos.
   1.3. Conceitos básicos de sensores.
   1.4. Conceitos básicos de transmissores.
   1.5. Conceitos básicos de transdutores.
   1.6. Identificação e símbolos de instrumentos.
   1.6.1. Padronização ISA.
   1.6.2. Fluxogramas Conforme Norma ISA (Instrument Society of America).

2. Metrologia aplicada à instrumentação
   2.1. Definições.
   2.2. O Método Científico.
   2.3. Grandezas Físicas.
   2.4. Unidades de Medidas
   2.5. Sensores e Transdutores
   2.6. Instrumentos de Medição
   2.7. Algarismo significativo.
   2.8. Erro de medição.
   2.9. Propagação de erros.
   2.10. Incerteza de medição.
   2.11. Resposta Dinâmica.

3. Instrumentação Virtual
   3.1 Princípios básicos.
   3.2 Ferramentas computacionais disponíveis.
   3.3 Plataformas comerciais existentes.
   3.4 Conceitos sobre conversores e transmissores de sinais.

4. Princípios de medição de pressão
   4.1 Conceitos básicos.
   4.2 Elementos mecânicos para medição de pressão.
   4.3 Transmissores eletrônicos e pneumáticos.
   4.4 Calibração de instrumentos de pressão.

5. Princípios de medição de vazão (fluxo)
   5.1 Conceitos básicos.
   5.2 Características dos fluidos.
   5.3 Medidores deprimogênios.
   5.4 Medidores lineares.
   5.5 Medidores especiais.
   5.6 Medidores volumétricos.
   5.7 Medição em canais abertos.
   5.8 Aferição.

6. Princípios de medição de nível
   6.1 Conceitos básicos.
   6.2 Visores de nível.
   6.3 Dispositivo do tipo flutuador (ou bóia).
   6.4 Dispositivo do tipo deslocador.
   6.5 Dispositivo do tipo pressão diferencial.
   6.6 Dispositivo do tipo ultra-Sônico.
   6.7 Dispositivo do tipo radar.
   6.8 Dispositivo do tipo capacitivo.
   6.9 Dispositivo do tipo eletromecânico.
   6.10 Chaves nível.
   6.11 Dispositivo do tipo pesagem.

7. Princípios de medição de temperatura
   7.1 Conceitos básicos.
   7.2 Indicadores de temperatura.
   7.3 Medidores tradicionais.
   7.4 Termômetros de resistência.
   7.5 Termopares.
   7.6 Pirômetros de radiação.
   7.7 Termografia.
   7.8 Sensores diversos.
   7.9 Calibração e ajuste.
   7.10 Transmissores.

8. Principais Transdutores e Condicionadores Resistivos
   8.1 Potenciômetros e aplicações.
   8.2 Termoresistivos.
   8.3 Extensômetros.
   8.4 Introdução ao projeto de células de carga.
   8.5 Condicionadores para transdutores resistivos.

9. Principais Transdutores e Condicionadores Geradores
   9.1 Termoelétricos.
   9.2 Piezoelétricos, Piroelétricos e aplicações.
   9.3 Conceitos e introdução a caracterização de vibrações no ambiente industrial.
   9.4 Outros transdutores.
   9.5 Condicionadores para transdutores geradores.

10. Principais Sensores e Condicionadores Capacitivos e Indutivos
   10.1 Sensores Capacitivos.
   10.2 Sensores Indutivos.
   10.3 Condicionadores transdutores para sensores capacitivos e indutivos.

11. Medidores de grandezas elétricas
   11.1 Galvanômetros e Instrumentos Fundamentais.
   11.2 Medidores de Tensão.
   11.3 Medidores de Corrente.
   11.4 Medição de Resistência elétrica, Capacitância e Indutância.
   11.5 Medidores de Potência Elétrica e Fator de Potência.
   11.6 Transformadores de Instrumentos.
   11.7 Sistemas de proteção x Sistemas de monitoração.

Dimensão Prática

1. Sistemas de instrumentação.
2. Metrologia aplicada à instrumentação.
3. Instrumentação Virtual
4. Medição e parametrização de instrumentos para a variável de pressão.
5. Medição e parametrização de instrumentos para a variável de vazão.
6. Medição e parametrização de instrumentos para a variável de nível.
7. Medição e parametrização de instrumentos para a variável de temperatura.
8. Principais Transdutores e Condicionadores Resistivos.
9. Principais Transdutores e Condicionadores Geradores.
10. Principais Sensores e Condicionadores Capacitivos e Indutivos.
11. Medidores de grandezas elétricas.

METODOLOGIA

Para a presente componente curricular, a ser ministrada em formato remoto, serão adotadas aulas em duas modalidades distintas de comunicação: síncrona (todos os alunos simultaneamente conectados à internet sob a regência do professor) e assíncrona (contemplando atividades remotas off-line). Essas modalidades estão previstas e concordantes com a Resolução nº 25/2020 do Conselho de Graduação. Para tal efeito, serão consideradas as seguintes mídias e conteúdo:

A carga horária total do curso é de 90 horas-aula (aulas de 50 min), que serão divididas da seguinte forma:

O atendimento ao aluno será realizado de forma remota, seja durante as aulas na modalidade síncrona, através do chat da Plataforma Moodle, ou através do e-mail: josue@ufu.br;

**Caso a plataforma fique indisponível por algum motivo externo, será proposto uma nova ferramenta que atenda às necessidades dos discentes e docentes.

 

Dimensão Teórica

Semana

Matéria Lecionada

1

0) Apresentação do Plano de Ensino: data das provas, normas para apresentação dos trabalhos, bibliografia, entre outros assuntos.

1) Normas de Segurança.

2

2) Grafia Correta, Notações e Variáveis.

3) Vocábulo Internacional de Metrologia – VIM.

3

4) Erros e Incertezas.

5) Condicionadores de Sinais.

4

6) Transdutores e Conversores

7) Conversores A/D e D/A.

5

8) Medidores de Grandezas Elétricas.
9) Transformadores para Instrumentação.

6

10) Aterramentos.

11) Telemetria e Comunicação Hart.

7

12) P&ID - Piping & Instrument Diagram Fluxograma de Engenharia.

13) Classificação de Área e Atmosferas Explosivas.

8

14) Confiabilidade e Disponibilidade.
15) Arvore de Falhas

9

16) Sistemas Instrumentados de Segurança - SIS.

10

17) Termodinâmica e os Termistores.

11

18) Termoresistores e RTDs

19) Termopares.

12

20) Medição de Pressão

13

21) Medição de Nível.

14

22) Medição de Vazão

15

23) Medidores:
 - Umidade,
 - pH,
 - Viscosidade,
 - Ruído Acústico,
 - Densidade e
 - Concentração
 

 

Dimensão Prática

 

Semana

Matéria Lecionada

01º

Apresentação da Disciplina

02º

Introdução ao Scilab;

03º

Introdução ao Arduino com o Scilab no SimulIDE;

04º

Caracterização estática – ISOGUM;

05º

Caracterização estática - Construção de um Luxímetro;

06º

Conversão de Sistemas Analógicos para Digitais - Construção de um medidor True RMS digital;

07º

Construção de um gerador PWM Senoidal;

08º

Ajuste local de Instrumentos industriais e a chave magnética;

09º

Simulador Hart no Scilab;

10º

Ferramentas de Configuração FDT/DTM;

11º

Medição de temperatura em termopares;

12º

Medição de temperatura em Termoresistores;

13º

Medição de pressão com transmissores capacitivos;

14º

Medição de nível com transmissores capacitivos;

15º

Medição de vazão com a placa de orifício;
 

AVALIAÇÃO

Toda semana nas aulas síncronas o aluno terá questões para resolver valendo ao todo 30 pontos (dois pontos por semana), a participação nas aulas práticas valerá ao todo 30 pontos (dois pontos por relatório) e toda semana de forma assíncrona serão disponibilizados questionários do conteúdo das vídeo aulas e serão distribuídos 40 pontos para aqueles fizerem elas no tempo proposto.

Atendimento Especial:

Em complemento ao atendimento regular, todos os alunos que estiverem cursando esta disciplina pelo terceiro semestre, ou seja, tenha sido reprovado por dois semestres por nota (não incluídas as reprovações por frequência) terão um atendimento especial, com atendimento personalizado. Para tanto, aqueles que desejarem tal atendimento deverão procurar o professor para que o horário de atendimento seja definido e o plano de recuperação elaborado. Neste caso, o aluno especialmente atendido também deverá ter frequência superior a 75% nas seções.

BIBLIOGRAFIA

Básica

  1. Balbinot, A. Instrumentação e Fundamentos de Medidas - Vol. 1. Livros Técnico E Científicos Editora. ISBN: 85-216-1496-9.
  2. Balbinot, A. Instrumentação e Fundamentos de Medidas - Vol. 2. Livros Técnico E Científicos Editora. ISBN: 978-85-216-1563-7.
  3. Bega, E. A. Instrumentação Industrial. Editora Interciência Ltda. ISBN: 8571931372.
  4. DELMÉE, G. J. Manual de Medição de Vazão. 3º Edição, Editora Blucher, 2003. ISBN 978-85-212-0321-6.
  5. Bega, E. A. Instrumentação Aplicada ao Controle de Caldeiras. 3º Edição, Editora Interciência Ltda. ISBN: 85-7193-085-6.

Complementar

  1. Thomazini, D. Sensores Industriais - Fundamentos e Aplicações. Editora Érica. ISBN: 978-85-365-0071-3.
  2. Alves, J. L. . Instrumentação, Controle e Automação de Processos. Livros Técnico E Científicos Editora. ISBN: 85-216-1442-X.
  3. WERNECK, M. M. Transdutores e Interfaces. Livros Técnicos e Científicos Editora.
  4. BOLTON, W. Instrumentação e Controle. Hemus Editora Ltda.
  5. SIGHIERI, L.; NISHINARI, A. Controle Automático De Processos Industriais – Instrumentação. Editora Edgard Blucher Ltda.
  6. HELFRICK, A. D.; COOPER, W. D. Instrumentação Eletrônica Moderna e Técnicas de Medição., Prentice Hall, São Paulo, 1994.
  7. LIRA, F. A. Metrologia na Indústria., Érica, São Paulo, 2001.
  8. SCNELL, L. Technology of Electrical Measurements. John Wiley, New York, EUA, 1993.
  9. FOWLER, K. R. Electronic Instrument Design – Architecting for the life cycle. Oxford Press, Oxford, England, 1996.
  10. INMETRO. Guia para a Expressão de Incerteza de Medição. ABNT_INMETRO_SBM, 1998.
  11. DALLY, J. W.; RYLEY, W. E.; McCONNELL, K. G. Instrumentation for Engineering Measurements. New York, EUA: John Wiley, 1993.

APROVAÇÃO

Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

 

logotipo

Documento assinado eletronicamente por Josué Silva de Morais, Coordenador(a) substituto(a), em 03/02/2021, às 17:23, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.
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Referência: Processo nº 23117.005413/2021-10 SEI nº 2543092