Disciplina detalhes

Detalhes do curso

Conhecimentos de Base Recomendados

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Objetivos

Adquirir conhecimentos sobre instrumentação industrial através da compreensão dos diferentes elementos primários associados à conversão das grandezas. Em particular, adquirir a capacidade de os selecionar em função das aplicações.
Descrever o funcionamento dos principais constituintes de um instrumento de medida: transdutor, circuito condicionador de sinal, indicador/registador e fonte de alimentação.
Conhecer as características estáticas e dinâmicas de um instrumento de medida.
Saber manipular instrumentos de medida de grandezas físicas/químicas.
Compreender o funcionamento e as vantagens dos sistemas de controlo pneumático utilizados em processos industriais.
Descrever o funcionamento e conhecer elementos de controlo pneumático em contexto industrial.
Conhecer e caracterizar as três acções de um controlador Proporcional, Integral e Derivativo (PID). Saber sintonizar um controlador PID recorrendo às regras de Ziegler-Nichols.
Métodos de Ensino

Exposição teórica do conteúdo programático da unidade curricular. Resolução de problemas práticos.
Realização de trabalhos de laboratório ilustrativos das matérias expostas. Os trabalhos de laboratório são:
Lab nº 1 – Medição de temperatura com termopares
Lab nº 2 – Sensor de nível por medida de pressão diferencial com sensor SMART
Lab nº 3 – Sensor de pH com Elétrodo Combinado
Estágio(s)

Não
Programa

Introdução
Introdução aos processos industriais. Instrumento de medida. Cadeia de medida eléctrica. Sensores, atuadores e suas características. Unidades do Sistema Internacional (SI).
Instrumentação industrial
Posição e deformação: extensómetros.
Sensores de temperatura. International Temperature Scale.
Sensores de pressão: manómetro de coluna líquida, de Bourdon, de diafragma, de diferencial capacitivo;
pressostatos. Calibração.
Sensores de nível: noções de hidrostática; tubo de visualização; reservatório com flutuador; dispositivos de deslocamento variável; nível por pressão hidrostática; sensores por condutividade e capacitivos.
Sensores de caudal: definição de caudal volumétrico e mássico; fundamentos de hidrodinâmica; descarregadores; caudalímetros eletromagnético, por força de arrastamento e baseado na variação de pressão.
Sensores de pH.
Controladores PID pneumáticos
Sistemas realimentados negativamente.
Instrumentação pneumática: Controladores P, PI, PD e PID.
Demonstração de conteúdos

O conteúdo programático está de acordo com os objetivos esperado para a UC, nomeadamente, no 1º capítulo os estudantes vão contactar com os conceitos básicos de sistemas e sinais. Depois no 2º capítulo, aprenderão conteúdos sobre instrumentação e controlo industriais, referindo vários tipos de sensores usados.
Finalmente no 3º capítulo vão tomar conhecimento de controladores PID pneumáticos. Os conteúdos são abordados numa dinâmica baseada na exposição de matéria e na resolução de exercícios com exemplos práticos do laboratório e indústria.
Demonstração da metodologia

As metodologias de ensino estão em coerência com os objetivos da unidade curricular dado que: 1 – a parte expositiva permitirá a aquisição de conhecimentos sólidos; 2 - resolução de exercícios permitirá incutir aos estudantes a autonomia e conhecimentos; 3- Realização de atividades laboratoriais para consolidar os conhecimentos. O regime de avaliação foi concebido para medir até que ponto as competências foram desenvolvidas.
Docente(s) responsável(eis)

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Bibliografia

1. Silva, Gustavo – Instrumentação Industrial 2ª Edição, 2 volumes, edição ESTSetúbal, 2004.
2. Chilton Book Measurements – Instruments Engineers Handbook, Vol I, Radner, Pennsylvania
3. Asch, George – Les Capteurs en Instrumentation Industrielle, Dunod, 1991
4. Dally, J. W.; Riley, W. F.; Mc Connel K. G. – Instrumentation for Engineering Measurements, Wiley, 1993
5. Curtis, D. Johnson – Controlo de Processos - Tecnologia da Instrumentação, Fundação Calouste Gulbenkian
6. Benedict, R. P. – Fundamentals of Temperature, Pressure and Flow Measurements, J. Wiley, 1983
7. Smith, Ernest – Principles of Industrial Measurement for Control Applications, ISA, Instrument Society of America, 1984