Aula 01 - Sistemas de Medidas e Instrumentação Eletrônica

1. PC00016 – MÉTODOS EXPERIMENTAIS E SISTEMAS DE MEDIDAS
IOA60XX – INSTRUMENTAÇÃO ELETRÔNICA
Geraldo Cernicchiaro
Contato: geraldo@cbpf.br
geraldo.chiaro@gmail.com
Laboratórios: - Encontro no auditório 2º andar
- Aula expositiva + visita ao laboratório
Fundamental Aplicada
Tecnológica

2. • O que queremos medir?
• Como medir?
• Quais os métodos ou dispositivos disponíveis?
• Qual a tolerância de erro aceitável?
• Como a medida é codificada em um sinal?
• Qual a forma de onda do sinal?
• Qual a banda passante do método de medida?
• Quais as fontes de ruído?
• Quais as fontes de interferência?
• Qual o protocolo de medida?
• O que é sinal elétrico?

5. PC00016 – MÉTODOS EXPERIMENTAIS E SISTEMAS DE MEDIDAS
1 – Adrian Lozano Sánchez – D
2 - Felipe Pires Gonçalves – MP
3 – José Antônio Fontes de Carvalho Ribeiro Rodrigues – MP
4 - Joubert Vieira Santos – MP –
5 – Maurício Redaelli – MP –

6. PC00016 – Disciplina Isolada
6 – Fausto Henrique da Silva Junior –
7 – Krystal Brant Oliveira –
8 – Lihoy Aguiar Bellissimo –
9 - Renata Ribeiro Couto de Sousa –
10 - Luiz Eduardo Bastos Mendes –

8. Instrumentação Eletrônica

9. Sobre Pós-Graduação Stricto Sensu
A pós-graduação é um sistema de cursos constituído para favorecer a pesquisa
científica e o treinamento avançado. Seu objetivo imediato é proporcionar ao estudante
aprofundamento do saber que lhe permita alcançar elevado padrão de competência
científica ou técnico-profissional, impossível de se adquirir no âmbito da graduação.
Para além destes interesses práticos imediatos, a pós-graduação tem por fim
oferecer, dentro da universidade, o ambiente e os recursos necessários para que
se realize a livre investigação científica na qual possa afirmar-se a criação nas mais
altas formas da cultura universitária.
O que é pós-graduação?

10. Prática Científica
Autoria =>Contribuição substancial:
• Ideia
• Design
• Implementação
• Aquisição de dados
• Análise dos resultados
• Redação
• Revisão Critica

11. Prática Científica
Autoria =>Contribuição substancial:
• Ideia
• Design
• Implementação
• Aquisição de dados
• Análise dos resultados
• Redação
• Revisão Critica
Ética => Integridade:
• Plágio
• Fraude
• Fabricação de dados
• Falsificação
• Conflito de interesses
• Assédio
• Indução ao erro

12. Prática Científica
Autoria =>Contribuição substancial:
• Ideia
• Design
• Implementação
• Aquisição de dados
• Análise dos resultados
• Redação
• Revisão Critica
Ética => Integridade:
• Plágio
• Fraude
• Fabricação de dados
• Falsificação
• Conflito de interesses
• Assédio
• Indução ao erro
Propriedade Intelectual:
• Direito Autoral
• Propriedade Industrial (marca, patente...)
• Transferência Tecnológica

13. Prática Científica
Autoria =>Contribuição substancial:
• Ideia
• Design
• Implementação
• Aquisição de dados
• Análise dos resultados
• Redação
• Revisão Critica
Ética => Integridade:
• Plágio
• Fraude
• Fabricação de dados
• Falsificação
• Conflito de interesses
• Assédio
• Indução ao erro
Propriedade Intelectual:
• Direito Autoral
• Propriedade Industrial (marca, patente...)
• Transferência Tecnológica
Participação social
• Contribuição à cultura e a economia
• Desenvolvimento Científico
• Difusão da ciência e da educação

14. Ementa
• Introdução: objetivos e abrangência da instrumentação.
• Instrumentação analógica e digital: características e aplicações.
• Estudo do ruído e erro em dispositivos e sistemas de medidas: Técnicas de minimização
• Sensores, dispositivos eletrônicos e amplificadores para instrumentação.
• Técnicas e instrumentação de medidas de sinal elétrico.
• Sistemas de aquisição de dados: amostragem, quantização, requisitos de taxa,
condicionamento dos sinais e dispositivos comerciais. Instrumentação virtual, interfaces e
protocolos de comunicação.
• Automação e Controle em sistemas de medidas.
• Espectrômetros (NMR, EPR, IR), Magnetômetros e Microscopia Eletrônica.

15. Sistema de Medidas
Mensurando
Sensor
Transdutor
Condicionamento
do sinal
Formatação
do dado
Transmissão
do dado
Armazenamento
Apresentação
do dado
Output
Input
Physis

16. Sistema de Medidas
Mensurando
Sensor
Transdutor
Condicionamento
do sinal
Formatação
do dado
Transmissão
do dado
Armazenamento
Apresentação
do dado
Output
Input
Physis
• Sistema: é um conjunto de elementos interdependentes que
interagem com um objetivo comum ou efetuam determinada
função (Físicos/Concretos ou Abstratos/Conceituais)

17. Sistema de Medidas
Mensurando
Sensor
Transdutor
Condicionamento
do sinal
Formatação
do dado
Transmissão
do dado
Armazenamento
Apresentação
do dado
Output
Input
Physis

18. Sistema de Medidas
Mensurando
Sensor
Transdutor
Condicionamento
do sinal
Formatação
do dado
Transmissão
do dado
Armazenamento
Apresentação
do dado
Output
Input
Physis

19. Sistema de Controle
• Sistema de controle de malha fechada
• Sistema de controle de malha aberta
Controle
AtuadorSensor
Physis
Sistema sob controle
Sistema Supervisório: Entrada de Comando
Medida do
Parâmetro Físico
Comando
de Correção

20. Interdisciplinaridade
• Física: definição e compreensão do problema
• Eletrônica Digital: interfaces, ADC, DAC, etc.
• Eletrônica Analógica: amplificadores, detecção, etc.
• Informática: controle, aquisição, processamento, etc.
• Mecânica: criogenia, peças, design, etc.
• Ciência dos materiais: ...
• Entre outras

21. Objetivos do curso
• Identificar e compreender os Princípios Físicos
– Barra de erro
• Uma visão sobre sistemas de medição:
– características, interfaces e funcionalidades.
• Informações básicas sobre as principais técnicas de
medição das variáveis e parâmetros dos processos:
– terminologias, simbologias e definições mais utilizadas na área de
instrumentação.

22. Objetivos do curso
• Interfaces e redes de comunicação:
– conexão com o sistema de controle e monitoração de processos
• Integração de plataformas de informação:
– padronização da nomenclatura, modelos e objetos envolvidos.
• Técnicas de implementação de sistemas eletrônicos
sensíveis de forma a atenuar interferências e perturbações
eletromagnéticas internas ou externas.

23. Ferramentas
• Linguagem de programação: Labview
• Gráficos: Origen
• Simulação eletrônica: Electronics Workbench 5.12
• Web of Science
– http://portal.cbpf.br/index.php?page=Biblioteca.apres
• VOCABULÁRIO INTERNACIONAL DE METROLOGIA:
Conceitos Fundamentais e Gerais e Termos Associados
– http://www.inmetro.gov.br/infotec/publicacoes/VIM_2310.pdf

24. Bibliografia
• Horowitz, P.; Hill, W. A arte da eletrônica: circuitos eletrônicos e
microeletrônica. 3ª edição, Editor Porto Alegre: Bookman, ISBN:
9788582604342, 2017.
• Eggleston, L. E. Basic Electronics for Scientists and Engineers, 1st Edition,
Cambridge University Press, ISBN: 9788582604342, 2011.
• Sinclair, I. R.; Sensors and Transducers, 3rd Edition, Oxford/Newnes, ISBN:
9780750649322, 2007.
• Morris S. A. Measurement and Instrumentations Principles, 3 rd Edition,
Butterworth-Heinemann/Elsevier, ISBN: 9780750650816, 2001.
• Wilmshurst, T. H.; Signal Recovery from Noise in Electronic Instrumentation,
1st Edition, Editor Adam Hilger Ltd, ISBN: 0750300590, 1985.
• Oppenheim, A. V.; Schafer, R. W.; Discrete-Time Signal Processing, Prentice
Hall Press, 1st. Edition, ISBN 013216292X, 1989.

25. Avaliação
. 1 . 2Conceito AP B P C Rn   
• Constantes A, B e C a definir com a turma
• P1 - Projeto individual:
• R - Relatórios: (formato)
• Laboratórios
• Tópicos
• Artigos
• P2 - Prova:
• Toda a matéria

26. 1° Relatório
● Discussão de artigo científico indexado
● Em inglês (não é tradução literal)
● Formato NT e original em pdf
● Foco no método de medida
● Diagrama do arranjo experimental
● Gráfico e análise
● Enviar por email para geraldo@cbpf.br
● File name
○ SMIE17_01_Rel01_artigo.doc
○ SMIE17_01_Rel01_original.pdf
SMIE2017_aluno_relatório_label.doc

28. Exemplo - Parametros Físicos ou Sensores
● Condutividade
● pH
● Oxigênio Dissolvido - OD
● ORP
● Absorção Óptica
● Absorção IR (espectroscopia)
● Absorção UV (espectroscopia)
● Índice de refração
● Pressão
● Nível
● Temperatura
● Calor específico
● Densidade

29. Próximas aulas
● Lista de emails dos alunos (voluntário)
● 1° relatório: 2 semanas
o Tradução crítica de artigo indexado em inglês
o Sensor ou dispositivo de medida
● Proposta do Projeto: 4 semanas
o Projeto experimental dentro do escopo do curso
o Formato NT e 5 transparências ppt
● Tópico para estudar
o Medida de Resistência Elétrica a 4 pontos