Download Instrumentación II - ESIME Zacatenco

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
PROGRAMA SINTÉTICO
CARRERA:
ASIGNATURA:
Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica
Instrumentación II
SEMESTRE:
Octavo
OBJETIVO GENERAL:
El alumno seleccionará los medios de comunicación entre instrumentos de medición para conectar las señales
que se obtienen en la medición electrónica, desde el sensor hasta el exhibidor o presentador del resultado del
parámetro bajo medición así como a través de Internet, aplicando estándares a interfases de adquisición de
datos.
CONTENIDO SINTÉTICO:
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
Protocolos de Comunicación.
Técnicas de Multiplexado.
Técnicas de Cableado.
Tierras y Blindajes.
La Telemedición.
Tipos de Interfaz en Instrumentación.
METODOLOGÍA:
Formación de equipos de trabajo por parte de los alumnos, para la participación en exposición de temas y
realización de prácticas de laboratorio.
Utilización de interfases para interconectar a sistemas con microcontrolador, PLCs y a la PC.
Realización de tareas, simulación de circuitos en computadora, búsqueda de información en la bibliografía
propuesta y en diferentes medios escritos y electrónicos.
EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN:
Tres exámenes ordinarios en los que se evaluarán los conceptos teóricos.
Realización de prácticas de laboratorio con entrega de informes.
Exposición de temas y participaciones en clase.
BIBLIOGRAFÍA:
1.- Garret, Patrick, Analog Systems for Microprocessor and Microcomputers, Prentice Hall, EUA, primera edición,
1978, págs. 23-158.
2.- Goldsbrough and Trevor Lund, Analog Electronics for Microcomputer Systems, SAMS White River, 2001, EUA,
primera edición, 430 págs.
3.- Morrison, Ralph, Grounding and Shielding Techniques in Instrumentation, Wiley Interscience, EUA, 1998, 360
págs.
4.- Pallás, Ramón, Sensores y Acondicionadores de Señal, Alfaomega, 2001, España, 480 págs.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
Unidades Culhuacan y Zacatenco.
CARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica
OPCIÓN: Electrónica.
COORDINACIÓN:
DEPARTAMENTO: Ingeniería en Comunicaciones y
Electrónica.
ASIGNATURA: Instrumentación II.
SEMESTRE: Octavo.
CLAVE: CLA 056
CRÉDITOS: 7.5
VIGENTE: 2006.
TIPO DE ASIGNATURA: Teórico-Práctica.
MODALIDAD: Escolarizada.
TIEMPOS ASIGNADOS
HORAS/SEMANA/TEORÍA:
HORAS/SEMANA/PRÁCTICA:
3.0
1.5
H0RAS/SEMESTRE/TEORÍA:
54
HORAS/SEMESTRE/PRÁCTICA: 27
HORAS/TOTALES:
81
PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR:
Academias de Electrónica de ICE-ESIME Culhuacan y
Zacatenco.
REVISADO POR: Subdirecciones Académicas de
ESIME Culhuacan y Zacatenco.
APROBADO POR: C.T.C.E. de ESIME Culhuacan y
Zacatenco.
Ing. Ernesto Mercado Escutia.
M. en C. Jesús Reyes García
AUTORIZADO POR:
Comisión de Planes y Programas de Estudio del
Consejo General Consultivo del IPN
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SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA: Instrumentación II
CLAVE: CLA 056
HOJA: 2 DE 10
FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA
La ciencia en general, básica o aplicada, han tenido grandes avances pero nunca como en tiempos recientes la
ciencia ha tenido avances tan continuos, la medición cada vez más exacta y cada vez más rápida de eventos
físicos (prácticamente de cualquier cosa), ha servido para que las aplicaciones de los científicos, ingenieros y
usuarios en general sean confiables y fáciles de manejar e interpretar con la resultante de que se desarrollan
prácticamente en todo el mundo bienes y servicios más económicos; la instrumentación electrónica tiene mucho
que ver con todo esto, prácticamente no hay campo de trabajo que quede fuera de la instrumentación, todo
necesita ser medido y prácticamente todo se mide usando electrónica.
Este segundo curso de instrumentación electrónica cumple con los lineamientos de la estandarización para la
comunicación de señales entre módulos de instrumentos y entre instrumentos en general. Con lo anterior el
egresado contará con los conocimientos para trabajar en el desarrollo de este campo tan importante para el
ingeniero en Comunicaciones y Electrónica.
Es necesario haber cursado Electrónica Lineal, Digital y Microcontroladores, el curso de instrumentación I se lleva
a acabo en el mismo semestre.
OBJETIVO GENERAL:
El alumno seleccionará los medios de comunicación entre instrumentos de medición para conectar las señales
que se obtienen en la medición electrónica, desde el sensor hasta el exhibidor o presentador del resultado del
parámetro bajo medición así como a través de Internet, aplicando estándares a interfases de adquisición de
datos.
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SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA: Instrumentación II
No. UNIDAD: I
CLAVE: CLA 056
HOJA: 3 DE 10
NOMBRE: Protocolos de Comunicación
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno explicará los protocolos de comunicación para la instrumentación electrónica profundizando en
aquellos necesarios para la utilización de la PC como herramienta de trabajo.
No.
TEMA
TEMAS
T
HORAS
P
1.1
Introducción a los Protocolos de comunicación.
1.5
3.0
1.2
Interfaz 4-20mA, RS-232 y RS-485.
1.5
3.0
1.3
Interfaz GPIB, USB, PCI, PXI y VXI.
3.0
3.0
1.4
Interfaz Ethernet.
3.0
Subtotal
9.0
9.0
EC
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
1B, 2B
2.0
2.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Formación de equipos de trabajo, búsqueda de información en: biblioteca, Internet, revistas, sobre los
protocolos de comunicación para instrumentación electrónica. Realización de prácticas para la comprobación
de protocolos e interfaz. Elaboración de informes y resúmenes por escrito.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
El contenido de esta unidad junto con la unidad II serán evaluadas con:
Primer examen ordinario, el 40%.
Tareas y participación en clase de las unidades I y II, el 20%.
Prácticas de laboratorio de la unidad I y II, el 40%.
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DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA: Instrumentación II
No. UNIDAD: II
CLAVE: CLA 056
HOJA: 4 DE 10
NOMBRE: Técnicas de Multiplexado
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno empleará técnicas de multiplexado para el envío y recepción de datos aplicados a la construcción de
circuitos de instrumentación electrónica.
No.
TEMA
TEMAS
T
HORAS
P
EC
2.1
Multiplexado.
0.5
2.0
2.2
Sistemas de multiplexado
1.0
2.0
2.3
Multiplexado analógico
1.5
2.0
2.4
Multiplexado digital
1.5
6.0
4.5
6.0
Subtotal:
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
1B, 2B
6.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Formación de equipos de trabajo, búsqueda de información en: biblioteca, Internet, revistas, sobre
multiplexación de señales. Construcción de multiplexores y realización de pruebas en el laboratorio.
Elaboración de informes y resúmenes por escrito.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
El contenido de esta unidad junto con la unidad I serán evaluadas con:
Primer examen ordinario, el 40%.
Tareas y participación en clase de las unidades I y II, el 20%.
Prácticas de laboratorio de la unidad I y II, el 40%.
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ASIGNATURA: Instrumentación II
No. UNIDAD: III
CLAVE: CLA 056
HOJA: 5 DE 10
NOMBRE: Técnicas de Cableado
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno evaluará las técnicas de conexión entre módulos electrónicos y entre instrumentos de medición,
diferenciará sus características.
No.
TEMA
TEMAS
T
HORAS
P
EC
3.1
La técnica de cableado.
1.5
2.0
3.2
Líneas de transmisión.
1.5
2.0
3.3
Cable coaxial fuente y terminación.
1.5
2.0
3.4
Cable coaxial conectado a amplificador de
simple terminal.
1.5
2.0
3.5
Cable de instrumentación.
1.5
3.6
Efecto superficial “skin”.
1.5
3.0
9.0
3.0
Subtotal:
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
1B, 2B
8.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Formación de equipos de trabajo, búsqueda de información de cada tema por diferentes medios (bibliográfica,
Internet, revistas, aplicaciones), sesiones con preguntas y respuestas, prácticas de laboratorio empleando
varios cables de conexión en circuitos de medición.
Tareas y conclusiones por escrito.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
El contenido de esta unidad junto con la unidad IV serán evaluadas con:
Segundo examen ordinario, el 40%.
Tareas y participación en clase de las unidades III y IV, 20%.
Prácticas de laboratorio de la unidad III, 40%
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ASIGNATURA: Instrumentación II
No. UNIDAD: IV
CLAVE: CLA 056
HOJA: 6 DE 10
NOMBRE: Blindajes y Tierras
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD:
El alumno explicará las técnicas más usuales para la distribución de trayectorias de señales y referencias así
como las precauciones que debe tomar en el diseño de circuitos electrónicos y en la construcción de
instrumentos de medición.
No.
TEMA
TEMAS
T
HORAS
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
3B, 4C
4.1
Técnicas de aislamiento y plano de tierra.
3.0
4.2
Aislamiento Electroestático.
1.5
4.3
Aislamiento por corriente.
1.5
4.4
Tierras analógicas y digitales.
1.5
4.5
Aterrizado de líneas de señal flotante.
1.5
Subtotal:
9.0
2
2
4
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Formación de equipos de trabajo, búsqueda de información de cada tema por diferentes medios (bibliográfica,
Internet, revistas, aplicaciones), sesiones con preguntas y respuestas. Exposición de temas por equipos de
alumnos.
Tareas, informe y conclusiones por escrito.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
El contenido de esta unidad junto con la unidad III serán evaluadas con:
Segundo examen ordinario, el 40%.
Tareas, exposición y participación en clase de las unidades III y IV, 20%.
Práctica de laboratorio de la unidad III, 40%.
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SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA: Instrumentación II
No. UNIDAD: V
CLAVE: CLA 056
HOJA: 7 DE 10
NOMBRE: La Telemedición
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno programará microcontroladores para establecer un canal de comunicación inalámbrica y los aplicará
a circuitos electrónicos de medición.
No.
TEMA
TEMAS
T
5.1
Medición a control remoto.
1.5
5.2
Transmisión por RF con microcontrolador.
3.0
5.3
Recepción por RF con microcontrolador.
3.0
5.4
Protocolos de comunicación inalámbrica.
3.0
Subtotal:
10.5
HORAS
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
2.0
3.0
2.0
2.0
3.0
6.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Formación de equipos de trabajo, realización de búsqueda de información de cada tema por diferentes medios
(bibliográfica, Internet, revistas, aplicaciones), realización de preguntas y respuestas, práctica de comunicación
inalámbrica para medición de algún parámetro acordado en clase.
Tareas, informe y conclusiones por escrito.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
El contenido de esta unidad junto con la unidad VI serán evaluadas con:
Tercer examen ordinario, el 40%.
Prácticas de laboratorio de las unidades V y IV, 40%.
Tareas y participación en clase de las unidades V y VI, 20%.
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SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA: Instrumentación II
No. UNIDAD: VI
CLAVE: CLA 056
HOJA: 8 DE 10
NOMBRE: Tipos de Interfaz en Instrumentación.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno comunicará instrumentos de medición, PLCs e interfases comerciales
usando la Internet, procesará datos y resultados en la PC.
No.
TEMA
TEMAS
T
HORAS
P
EC
CLAVE
BIBLIOGRÁFICA
2B
6.1
Tipos de interfaz en instrumentación.
1.5
2.0
6.2
Interfaz para los PLCs.
1.5
2.0
6.3
Adquisición y envío de datos por Internet.
3.0
2.0
6.4
Adquisición de datos con la PC.
6.0
6.0
12.0
6.0
Subtotal:
para hacer mediciones
6.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Formación de equipos de trabajo, realización de búsqueda de información de cada tema por diferentes medios
(bibliográfica, Internet, revistas, aplicaciones), realización de preguntas y respuestas, práctica de laboratorio
utilizando un PLC y tarjetas comerciales de adquisición de datos para la medición de algún parámetro, la
comunicación vía Internet para el tratamiento de datos y resultados, su procesamiento es a través de la PC.
Tareas, informe y conclusiones por escrito.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
El contenido de esta unidad junto con la unidad V serán evaluadas con:
Tercer examen ordinario, con el 40%.
Prácticas de laboratorio de las unidades V y VI, con el 40%.
Tareas y participación en clase de las unidades V y VI, con el 20%.
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SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA: Instrumentación II
CLAVE: CLA 056
HOJA: 9 DE 10
RELACIÓN DE PRÁCTICAS
PRACTICA
No.
NOMBRE DE LA PRÁCTICA
UNIDAD
DURACIÓN
1
Telemedición con interfaz 4-20 mA.
I
9.0
2
Medición de temperatura con
interfas USB.
II
6.0
3
Adquisición de variables físicas con
multiplexado analógico.
III
3.0
4
Medición inalámbrica con
microcontrolador.
V
3.0
5
Adquisición de datos con PC.
VI
6.0
.
Subtotal:
27
LUGAR DE
REALIZACIÓN
Estas prácticas se
realizarán en los
laboratorios de la
Academia de Electrónica.
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SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA: Instrumentación II
CLAVE: CLA 056
HOJA:10 DE 10
PERÍODO
UNIDAD
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
1
I , II
2
III y IV
Segundo examen ordinario, con el 40%.
Tareas y participación en clase de las unidades III y IV, 20%.
Prácticas de laboratorio de la unidad III, 40%
3
V y VI
Tercer examen ordinario, con el 40%.
Prácticas de laboratorio de las unidades V y VI, 40%.
Tareas y participación en clase de las unidades V y VI, 20%.
Primer examen ordinario, con el 40%.
Tareas y participación en clase de las unidades I y II, 20%.
Prácticas de laboratorio de la unidad I y II, 40%.
CLAVE
B
1
X
Garret, Patrick, Analog Systems for Microprocessor and Microcomputers,
Prentice Hall, EUA, primera edición, 1978, pags. 23-158.
2
X
Goldsbrough and Trevor Lund, Analog Electronics for Microcomputer Systems,
SAMS White River, 2001, EUA, primera edición, 430 pags.
3
X
Morrison, Ralph, Grounding and Shielding Techniques in Instrumentation, Wiley
Interscience, EUA, 1998, 360 pags.
4
C
X
BIBLIOGRAFÍA
Pallás, Ramón, Sensores y Acondicionadores de Señal, Alfaomega, 2001,
España, 480 pags.
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DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA
1. DATOS GENERALES
ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidades Culhuacan y Zacatenco
CARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica
SEMESTRE:
ÁREA:
C.S.H.
ACADEMIA:
BÁSICAS
C. INGENIERÍA
D. INGENIERÍA
ASIGNATURA:
Electrónica
Octavo
Instrumentación II
ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO Licenciatura en Ingeniería Eléctrica, o Electrónica, o Control y
REQUERIDO:
Automatización o en Comunicaciones y Electrónica o ramas afines
2.-:.OBJETIVO GENERAL:
El alumno seleccionará los medios de comunicación entre instrumentos de medición para conectar las
señales que se obtienen en la medición electrónica, desde el sensor hasta el exhibidor o presentador del
resultado del parámetro bajo medición así como a través de Internet, aplicando estándares a interfases de
adquisición de datos.
3.-PERFIL DOCENTE:
EXPERIENCIA
PROFESIONAL
CONOCIMIENTOS
En el uso de componentes
electrónicas de potencia
(dispositivos)
En el diseño de circuitos
electrónicos de potencia.
Dominio en el uso de
equipo de laboratorio para
la medición e
interpretación de señales
eléctricas en aplicaciones
prácticas de circuitos
electrónicos de potencia.
En la docencia.
En el uso y aplicación
de equipos modernos
para laboratorios de
electrónica.
En el diseño de
circuitos electrónicos
de potencia y en la
aplicación de
componentes
electrónicas de
potencia
(dispositivos).
ELABORÓ
Ing. Juan M. Morelos Castro
Ing. Miguel Arizmendi Herrera
PRESIDENTES DE ACADEMIA
HABILIDADES
ACTITUDES
En el manejo de equipo de
laboratorio.
En la correcta interpretación
y uso de los
especificaciones que
proporciona el fabricante
sobre las componentes
electrónicas de potencia.
En la comunicación para
transmitir ideas en forma
oral y escrita.
Capacidad de Análisis y
Síntesis.
Lograr motivar al alumno.
Manejo de materiales
didácticos.
REVISÓ
Ing. Rubén Juárez Barrientos
Ing. Guillermo Santillán Guevara
SUBDIRECTORES ACADÉMICOS
Tener vocación por la
docencia.
Honestidad.
Ejercicio de la crítica
fundamentada.
Respeto (buena relación
maestro-alumno).
Tolerancia
Ética.
Responsabilidad científica.
Espíritu de colaboración.
Superación docente y
profesional.
Buena presencia.
Compromiso social.
AUTORIZÓ
Ing. Ernesto Mercado Escutia
M. en C. Jesús Reyes García
DIRECTORES DE LOS PLANTELES
FECHA:
12 de mayo del 2006