Tècniques Instrumentals en Enginyeria
Tècniques Instrumentals en Enginyeria
Tècniques Instrumentals en Enginyeria
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
ENGINYERIA INDUSTRIAL<br />
<strong>Tècniques</strong><br />
<strong>Instrum<strong>en</strong>tals</strong> a<br />
l’<strong>Enginyeria</strong><br />
Guia de l’assignatura
ENGINYERIA INDUSTRIAL<br />
25087 <strong>Tècniques</strong> instrum<strong>en</strong>tals a l’<strong>Enginyeria</strong>. Guia de l’assignatura<br />
Aprovada <strong>en</strong> C.A.A de data 8/06/05 1<br />
Crèdits: 4,5 (1,5T + 3L)<br />
Crèdits ECTS: 3,6<br />
Tipus: Optativa<br />
Coordinadors: J.M.Aulí, Jordi Romeu, Salvador de las Heras<br />
Altres Professors: Miquel Torr<strong>en</strong>t<br />
Departam<strong>en</strong>t: Resistència de Materials, <strong>Enginyeria</strong> Mecànica i Mecànica de Fluids i<br />
Turbomàquines<br />
Pres<strong>en</strong>tació<br />
Coneixem<strong>en</strong>ts previs<br />
Mecànica de fluids. Mecànica dels medi continu i Resistència de materials. Física de les ones.<br />
Camps professionals<br />
<strong>Enginyeria</strong> de projectes i instal·lacions. Mant<strong>en</strong>im<strong>en</strong>t industrial. Sistemes avançats de control.<br />
Diss<strong>en</strong>y i optimització de elem<strong>en</strong>ts de màquina i estructures.<br />
Relació amb altres assignatures<br />
Càlcul i construcció de Maquinaria, Estructures Metàl·liques i de Formigó Armat, Vibracions i Acústica.<br />
<strong>Enginyeria</strong> tèrmica i de fluids. Màquines hidràuliques. Automatització per fluids. <strong>Enginyeria</strong> de control.<br />
Objectius g<strong>en</strong>erals<br />
Qualsevol maquinària o procés de fabricació pot requerir estudis relacionats amb estàtica i dinàmica<br />
de sòlids i mecànica de fluids. Encara que molts d’aquests càlculs es pod<strong>en</strong> dur a terme mitjançant<br />
tècniques de simulació, els requerim<strong>en</strong>ts de qualitat dels productes i processos de fabricació, la<br />
necessitat d’innovació dels mateixos i el marc legal, comport<strong>en</strong> la necessitat de caracteritzar diverses<br />
magnituds físiques relacionades amb l’<strong>en</strong>ginyeria mecànica. En conseqüència, els objectius de<br />
l’assignatura són:<br />
- Compr<strong>en</strong>sió del f<strong>en</strong>om<strong>en</strong> físic a mesurar.<br />
- Coneixem<strong>en</strong>t de les tècniques més habituals de mesura <strong>en</strong> <strong>Enginyeria</strong> Mecànica<br />
- Reconeixem<strong>en</strong>t de la utilitat d’aquestes mesures i la seva repercussió <strong>en</strong> aspectes de diss<strong>en</strong>y<br />
i mant<strong>en</strong>im<strong>en</strong>t d’equips<br />
- Adquisició de les habilitats ess<strong>en</strong>cials per a dur a terme els assaigs de forma correcte
ENGINYERIA INDUSTRIAL<br />
25087 <strong>Tècniques</strong> instrum<strong>en</strong>tals a l’<strong>Enginyeria</strong>. Guia de l’assignatura<br />
Aprovada <strong>en</strong> C.A.A de data 8/06/05 2<br />
Temari<br />
Mòdul 1<br />
Tema 0. Característiques dels elem<strong>en</strong>ts de mesura. (1)<br />
Camp de mesura, abast, precisió, s<strong>en</strong>sibilitat, repetitivitat, histèresi, resposta freqü<strong>en</strong>cial, fiabilitat.<br />
Tema 1. Mesura de variables de fluids. (14)<br />
Tema 1.1. S<strong>en</strong>sors de pressió. S<strong>en</strong>sors primaris. Transductors: piezoelèctric, galga ext<strong>en</strong>siomètrica,<br />
semiconductor, inductiu, capacitiu, pot<strong>en</strong>ciomètric. Transmissors. Sortides normalitzades.<br />
Tema 1.2. S<strong>en</strong>sors de cabal. Característiques funcionals: compatibilitat amb el fluid, rang de<br />
temperatures i pressió, pèrdua de càrrega, tipus de sortida, compatibilitat electromagnètica, posicions<br />
de muntatge, etc. Tipus de cabalímetres: difer<strong>en</strong>cials, rotàmetres, t<strong>en</strong>sió induïda, vòrtex,<br />
desplaçam<strong>en</strong>t volumètric, coriolis, tèrmic.<br />
Tema 1.3. S<strong>en</strong>sors de temperatura. Mesura s<strong>en</strong>se contacte. Termoparells. Termoresistències.<br />
Termistors.<br />
Tema 1.4. S<strong>en</strong>sors de nivell. Mesura directa. Mesura manomètrica. Mesurador conductiu. Mesurador<br />
ultrasònic. Mesurador per radiació.<br />
Mòdul 2<br />
Tema 1. Introducció a les tècniques d´anàlisi de t<strong>en</strong>sions <strong>en</strong> g<strong>en</strong>eral, i <strong>en</strong> concret a la Ext<strong>en</strong>sometria.<br />
(1 hore)<br />
Tema 2. Conceptes fundam<strong>en</strong>tals <strong>en</strong> las bandes ext<strong>en</strong>sométricas. (2 hores)<br />
- Introducció- Característiques destacades de las bandes ext<strong>en</strong>sométricas- Consideracions g<strong>en</strong>erals-<br />
Anàlisi de la s<strong>en</strong>sibilitat a la deformació als metalls- Bandes ext<strong>en</strong>sométricas tipus Foil- Selecció de<br />
bandes.<br />
Tema 3. Efectes laterals a las bandes. (2 hores)<br />
- Significat de la s<strong>en</strong>sibilitat a la deformació i factor de banda- Equacions bàsiques- Utilització de<br />
bandes <strong>en</strong> condicions difer<strong>en</strong>ts a las de calibració .<br />
Tema 4. Practica de instal·lació de bandes. (4 Hores)<br />
- Tractam<strong>en</strong>t de superfícies- Alineació - Encolat - Soldadura a les connexions- Comprovacions de les<br />
instal·lacions- Proteccions.<br />
Tema 5. Circuits de Mesura. (2 Hores)<br />
- Introducció- Pont de Wheastone- Balanç nul del pont- Efectes de la resistència de la línia – circuits<br />
de calibració.<br />
Tema 6. Experiències básicas. (3 Hores)<br />
- Introducció- Experiències de elem<strong>en</strong>ts estructurals que treball<strong>en</strong> a tracció i flexió.<br />
Tema 10. Transductors ext<strong>en</strong>sométrics. (1 Hores)<br />
- Introducció- Transductors: Axials, voladís, bigues a flexió, tallant, torsió i pressió.<br />
Mòdul 3. Vibracions i acústica.<br />
Tema 3.1. Magnituds mesurables. Introducció a l’anàlisi freqü<strong>en</strong>cial. (3 h.)<br />
Tema 3.2. Fonam<strong>en</strong>ts de vibracions: Sòlids deformables, freqüències pròpies, resonància. (3 h.)<br />
Tema 3.3. Mesura de vibracions: transductors i analitzadors. Anàlisi de màquines rotatives. (3 h.)<br />
Tema 3.4. Introducció a l’acústica: g<strong>en</strong>eració i propagació del so. (3 h.)<br />
Tema 3.5. Mesura del so: sonòmetres i sonda d’int<strong>en</strong>sitat. Caracterització acústica de equipam<strong>en</strong>ts<br />
(3h.)
ENGINYERIA INDUSTRIAL<br />
25087 <strong>Tècniques</strong> instrum<strong>en</strong>tals a l’<strong>Enginyeria</strong>. Guia de l’assignatura<br />
Aprovada <strong>en</strong> C.A.A de data 8/06/05 3<br />
Objectius específics dels mòduls<br />
Mòdul 1<br />
Pres<strong>en</strong>tar a l’alumne la terminologia emprada <strong>en</strong> la pràctica de l’<strong>en</strong>ginyeria <strong>en</strong> la selecció, instal·lació,<br />
ús i mant<strong>en</strong>im<strong>en</strong>t dels difer<strong>en</strong>ts s<strong>en</strong>sors.<br />
Descriure a l’alumne els difer<strong>en</strong>ts s<strong>en</strong>sors emprats <strong>en</strong> l’<strong>en</strong>ginyeria de les instal·lacions de fluids o<br />
tèrmiques: s<strong>en</strong>sors de pressió, cabal, temperatura i nivell.<br />
Mòdul 2<br />
Donar a conèixer i compr<strong>en</strong>dre els coneixem<strong>en</strong>ts teòrics i pràctics que es requereix<strong>en</strong> per l´aplicació e<br />
interpretació de l´ext<strong>en</strong>sometría.<br />
Mòdul 3<br />
Expossició dels f<strong>en</strong>òm<strong>en</strong>s físics de g<strong>en</strong>eració i propagació de vibracions i so. Coneixem<strong>en</strong>t dels<br />
equips i tècniques de mesura. Utilitat tècnica dels resultats obtinguts<br />
Objectius de l’alumne<br />
Modul 1- L’alumne ha de conèixer els tipus de s<strong>en</strong>sors més freqü<strong>en</strong>ts, la seva morfologia i les<br />
característiques de funcionam<strong>en</strong>t que serveix<strong>en</strong> per a la seva correcta selecció i instal·lació final.<br />
Modul 2 -L´alumne ha d’estar capacitat a difer<strong>en</strong>ts nivells:<br />
- Muntatge, comprovació i protecció de les seves instalacions.<br />
- Conexions ext<strong>en</strong>sométricas<br />
- Calibracions<br />
- Presa de dades<br />
- Tractam<strong>en</strong>t e interpretació de les mateixes<br />
- Valoració de deformacions o bé t<strong>en</strong>sions, i coefici<strong>en</strong>ts de seguretat<br />
Mòdul 3- Compr<strong>en</strong>sió dels f<strong>en</strong>òm<strong>en</strong>s físics que hi interv<strong>en</strong><strong>en</strong>. Adquisició de metodologia <strong>en</strong> la<br />
realització de les mesures i pres<strong>en</strong>tació i anàlisi de resultats. Extrapolació a casos realistes.<br />
Metodologia de treball<br />
L´assignatura s´organitza <strong>en</strong> classes de Teoria i Practiques.<br />
Per la part que correspon a la Teoria, <strong>en</strong>s ajudarem de pissarra, transparències. En aquesta part, a la<br />
vegada que es don<strong>en</strong> a conèixer els aspectes teòrics, paral·lelam<strong>en</strong>t si inclou<strong>en</strong> petites aplicacions <strong>en</strong><br />
format de problemes.<br />
Las pràctiques són un pilar fonam<strong>en</strong>tal per l´assignatura, donat a que tractem que aquesta sigui<br />
emin<strong>en</strong>tm<strong>en</strong>t d´aplicació. Ja veiem <strong>en</strong> el programa, que si bé es treball<strong>en</strong> els aspectes teòrics, hi ha<br />
tota una sèrie de temes que fan referència exclusivam<strong>en</strong>t a pràctiques.<br />
Las practiques son tutoritzades i avaluades a temps real. Al final del curs es pres<strong>en</strong>tarà una memòria<br />
que recull totes les practiques, que a la vegada serà una eina de avaluació.<br />
Durant tot el curs es farà un control de assistència, donat el caràcter pres<strong>en</strong>cial que exigeix aquesta<br />
assignatura
ENGINYERIA INDUSTRIAL<br />
25087 <strong>Tècniques</strong> instrum<strong>en</strong>tals a l’<strong>Enginyeria</strong>. Guia de l’assignatura<br />
Aprovada <strong>en</strong> C.A.A de data 8/06/05 4<br />
Sessions teoria, problemes<br />
1 Sessió pres<strong>en</strong>cial Teoria/setmana de 1 Hora<br />
1 Sessió pres<strong>en</strong>cial Pràctiques/setmana de 2 Hores<br />
NOTA:<br />
Pràctiques, laboratoris<br />
Mòdul 1. Laboratori de Mecànica de fluids<br />
Pràctica 1: Id<strong>en</strong>tificació de les característiques funcionals de dos s<strong>en</strong>sors de pressió.<br />
Pràctica 2: Circuit de càrrega d’un s<strong>en</strong>sor. Calibració.<br />
Pràctica 3: Id<strong>en</strong>tificació de les característiques funcionals dels s<strong>en</strong>sors de cabal.<br />
Pràctica 4: Id<strong>en</strong>tificació de les característiques funcionals d’un termoparell i una PT100.<br />
Mòdul 2 . Laboratori de Resistència de Materials<br />
Pràctica 1: Tema 4. Practica de instal·lació de bandes<br />
Pràctica 2: Tema 6. Experiències bàsiques<br />
Mòdul 3<br />
Pràctica 1: Vibracions <strong>en</strong> màquines rotatives<br />
Pràctica 2: Caracterització acústica de màquines<br />
Organització <strong>en</strong> mòduls i temps de dedicació de l’estudiant<br />
Mòdul<br />
Temps de<br />
Classe<br />
Temps<br />
d’estudi<br />
Temps<br />
total<br />
Mòdul 1: Mesura de variables de fluids 15 hores 15 hores 30 hores<br />
Mòdul 2: Ext<strong>en</strong>sometria 15 hores 15 hores 30 hores<br />
Mòdul 3: Vibracions i acústica 15 hores 15 hores 30 hores<br />
Importància i dificultat dels mòduls<br />
Els mòduls són indep<strong>en</strong>d<strong>en</strong>ts i complem<strong>en</strong>taris <strong>en</strong>tre sí. L’estructura dels mòduls també és similar,<br />
doncs es planteja la introducció teòrica sufici<strong>en</strong>t i es requereix un treball pràctic de la laboratori. En<br />
conseqüència, tots els mòduls pres<strong>en</strong>t<strong>en</strong> el mateix nivell d’importància i dificultat.<br />
Materials<br />
Bibliografia bàsica Mòdul 1<br />
1. Flow Measurem<strong>en</strong>t Engineering Handbook
ENGINYERIA INDUSTRIAL<br />
25087 <strong>Tècniques</strong> instrum<strong>en</strong>tals a l’<strong>Enginyeria</strong>. Guia de l’assignatura<br />
Aprovada <strong>en</strong> C.A.A de data 8/06/05 5<br />
Richard W. Miller<br />
McGrawHill NY, 1996<br />
ISBN 0-07-042366-0<br />
2. Mediciones <strong>en</strong> ing<strong>en</strong>iería<br />
C.V.Collett, A.D.Hope<br />
Gustavo Gili, S.A. BCN, 1974<br />
ISBN 84-252-0605-7<br />
Bibliografia bàsica Mòdul 2<br />
1.W.Murray/ W.Miller, The bonded Electrical Resistance Strain Gage, Oxford Univertsity Press,<br />
(1992).<br />
2.J.Auli, Apunts de <strong>Tècniques</strong> d´Anàlisi de T<strong>en</strong>sions, ETSIIT, (1998)<br />
Bibliografia bàsica Mòdul 3<br />
K<strong>en</strong>neth G. McConnell, Vibration Testing. Theory and Practice, John Wiley & Sons. 1995<br />
L. L. Beranek; I. L. Ver, Noise and vibration control <strong>en</strong>gineering, John Wiley & Sons. 1992<br />
Avaluació<br />
El sistema d’avaluació segueix la fórmula que s’indica, què és mitja ponderada de les qualificacions<br />
obtingudes per l’alumne <strong>en</strong> cadascun dels mòduls de l’assignatura, incloses les pràctiques de<br />
laboratori.<br />
Nf = (1/6)(N1m+N1p)+ (1/6) (N2m+N2p)+ (1/6)(N3m+N3p)<br />
Nf : Nota final<br />
N1m : Nota exam<strong>en</strong> 1r mòdul<br />
N2m : Nota exam<strong>en</strong> 2on mòdul<br />
N3m : Nota exam<strong>en</strong> 3er mòdul<br />
N1p : Nota pràctiques 1er mòdul<br />
N2p : Nota pràctiques 2on mòdul<br />
N3p : Nota pràctiques 3er mòdul