DEPARTAMENTO DE FÍSICA

 

Instrumentação e Sistemas de Aquisição de Dados - EF+EB

Ano letivo: 2014-2015
Especificação técnica - ficha curricular

Elementos especificos
código da disciplinaciclo de estudossemestre lectivocréditos ECTSlíngua de ensino
1002682116pt *)

*) N.B.  se houver estudantes que não falem português a língua é o inglês.

Objectivos formativos
. Compreender a arquitectura global de um sistema de aquisição de dados digital.
. Identificação e localização das diferentes tarefas/funções envolvidas.
. Identificar as diferentes limitações físicas e técnicas dos sistemas de aquisição de dados.
. Capacidade de utilizar e especificar sistemas de aquisição.
. Obter conhecimentos básicos sobre sensores e redes de comunicação de dados.
. Utilização de ferramentas de análise e processamento de dados (Matlab).
Programa genérico mínimo
1. Sistemas de aquisição de dados
Arquitectura genérica
Caracterização e avaliação de desempenho
Exemplos

2. Transdutores
Definições, características e terminologia
Principais tipos de sensores
Calibração e compensação

3. Condicionamento e multiplexagem
Pontes de medida
Amplificação
Amplificadores operacionais
Amplificadores de instrumentação e de isolamento

4. Ruído
Ruído intrínseco (fundamental): térmico, quântico e 1/f
Modos de acoplamento de ruído extrínseco
Medidas de ruído
Métodos de eliminação de ruído: blindagem contra acoplamentos capacitivos e indutivos
Anéis de terra

5. Conversão Analógico-Digital
Amostragem periódica de sinais
Teorema da amostragem de Nyquist
Erros de quantificação
Erros de não linearidade diferencial
Relação sinal-ruído
Auto-correlação e correlação cruzada
Principais tipos de conversores

6. Análise e filtragem
Propriedades dos sinais analógicos e digitais
Análise do espectro de frequência
Sistemas lineares
Convolução
Análise do espectro
Pré-requisitos
Electrónica; Sinais e Sistemas
Competências genéricas a atingir
. Competência em análise e síntese;
. Competência em comunicação oral e escrita;
. Competência em trabalho em grupo;
. Competência em entender a linguagem de outros especialistas;
. Competência em aprendizagem autónoma;
. Conhecimento de uma língua estrangeira;
. Conhecimentos de informática relativos ao âmbito do estudo;
. Uso da internet como meio de comunicação e fonte de informação;
. Competência em raciocínio crítico;
. Competência em investigar;
(por ordem decrescente de importância)
Horas lectivas semestrais
aulas teórico-práticas30
aulas práticas laboratoriais30
total horas lectivas60

Método de avaliação
Trabalho laboratorial ou de campo20 %
Resolução de problemas20 %
Exame60 %

Bibliografia de referência
- Apresentações e apontamentos (v2.1) disponibilizados aos alunos

Alguns livros de referência

- Data Acquisition Fundamentals, National Instruments, 2002.
- Edward E. Lee, Pravin Varaiya, Structure and Interpretation of Signals and Systems, Addison
Wesley, 2003.
- John G. Webster, ed., Medical Instrumentation: Application and Design, 3/e, John Wiley & Sons, 1997.
- John Bently, Principles of Measurement, Prentice Hall, 2004.
- Gilbert Held, Understanding Data Communication, 7/e, Addison Wesley, 2002.
- Eva Pärt-Enander, Anders Sjöberg, Matlab 5 Handbook, Addison Wesley Longman, 1999
Método de ensino
- Apresentação dos diferentes conteúdos lectivos ilustrados com aulas laboratoriais, resolução de exercicios teorico-praticos e trabalhos de programação em Matlab.
- Os alunos serão incentivados a trabalhar autonomamente e em grupo.
Recursos específicos utilizados

Laboratório de instrumentação: Aquisição de um sinal biomédico.
Sala de computadores equipados com Matlab: Análise e processamento de sinais