análisis y adquisición de datos

ESCUELA: UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERIA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS.CARRERA: INGENIERÍA EN INFORMÁTICAESPECIALIDAD: COORDINACION: ACADÉMIA DE COMPUTACIÓNDEPARTAMENTO: CIENCIAS DE LA INGENIERIA.

ASIGNATURA: ANÁLISIS Y ADQUISICIÓN DE DATOS.

CLAVE: NCDD SEMESTRE: CUARTOCREDITOS: 6 VIGENTE: ENERO/2001TIPO DE ASIGNATURA: TEÓRICAMODALIDAD: Escolarizada XXX Abierta .

FUNDAMENTACION DE LA ASIGNATURA.

El notable desarrollo de la Informática y la Electrónica, ha permitido que los métodos clásicos de adquisición de datos, surgidos a mediados del siglo, se complementen con nuevos y potentes procedimientos que en determinados procesos, resuelven aquellos problemas que los métodos tradicionales dejaban de lado o con poco éxito.

Los sistemas computacionales para el análisis y adquisición de datos que son aplicados en los modernos sistemas de instrumentación y control industrial, son flexibles, versátiles y de bajo costo, principalmente por el uso de los microcontroladores.

La aplicación de sistemas de adquisición de datos basados en microcontroladores requiere el conocimiento de varias áreas como son la medición de variables de proceso, tales como, temperatura, presión, esto requiere el conocimiento de sensores, transductores, acondicionamiento de señales, convertidores de señal analógico/digital (a/d) y digital/analógico (d/a), y un aspecto muy importante es el conocimiento de cómo se programan los microcontroladores para estas aplicaciones.

OBJETIVO DE LA ASIGNATURAAl término del curso, el alumno:

- Aplicará los conceptos básicos de la instrumentación industrial, los métodos para el acondicionamiento de las señales eléctricas y las metodologías para el uso de sensores, transductores, convertidores a/d y d/a, y microcontroladores, en la aplicación de sistemas de análisis y adquisición de datos.

TIEMPOS TOTALES ASIGNADOS: H/SEMESTRE: 54 H/SEMANA: 3:00H/TEORIA/SEMESTRE: 54

PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADOPOR: ACADÉMIA DE COMPUTACIÓNREVISADO: JEFATURA DE CARRERA DE INGENIERÍA EN INFORMÁTICA

AUTORIZADO POR:

COMISION DE PLANES Y PROGRAMAS

INSTITUTO POLITECNICO NACIONALSECRETARIA ACADEMICA

DIRECCION DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERIA Y CIENCIAS FISICO MATEMATICAS

H/PRACTICA/SEMESTRE: APROBADO POR: C.T.C.E. PRESIDENTEING. FRANCISCO BOJORQUEZ HERNANDEZ.

OCTUBRE/ 10 / 2000

DE ESTUDIOS DEL CONSEJO GENERAL CONSULTIVO DEL INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL.



ASIGNATURA: ANÁLISIS Y ADQUISICIÓN DE DATOS CLAVE: NCDD . HOJA: 3 DE: 12 .

FUNDAMENTACIÓN

El estudio de los sistemas de Análisis y Adquisición de Datos, se hará por medio de exposiciones teóricas, y ejemplos prácticos ilustrativos, se reforzarán los conocimientos con trabajos de investigación documental y de campo.

La metodología general del proceso enseñanza - aprendizaje consiste en la exposición detallada por parte del profesor de los sistemas de adquisición de datos, a través del método inductivo, haciendo uso de esquemas, rotafolios, bibliografía especializada e investigación por parte de los alumnos.

ANTECEDENTES: Sistemas digitales I y II, Arquitectura de ComputadorasCONSECUENTES: Control numérico, ingeniería asistida por computadora, lnstrumentación virtual.COLATERALES: Aplicaciones de adquisición de datos.



ASIGNATURA: ANÁLISIS Y ADQUISICIÓN DE DATOS CLAVE: NCDD . HOJA: 5 DE 12 .

No. UNIDAD NOMBRE: I INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE ADQUISICIÓN DE DATOS

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDADAl término de la unidad, el alumno - Explicará los componentes básicos de un sistema de procesamiento de señales, así como la problemática que estos sistemas presentan.

NÚM. TEMA

T E M A S INSTRUMENTACIÓN DIDACTICAHORAS CLAVE

BIBLIOGRAFIAT P EC

1.11.2

1.3

1.4

IntroducciónComponentes básicos de un sistema de procesamiento de señalesEl problema de la adquisición de datosEsquemas de codificación binaria- El código fraccional binario natural- Dígito decimal codificado binariamente (BCD)- Codificación de magnitud con signo- Desviación de codificación binaria- Codificación de complemento a 2´s- Codificación de complemento a 1´s- Conversión entre diferentes tipos de codificación

Exposición del tema por parte del profesor, estructurando y presentando ejemplos ilustrativos.Análisis y solución de ejercicios por parte del estudiante.

Material didácticoPizarrón y gis.Libros, apuntes y problemarios.

0.5

0.5

1.0

2.0

2.0

2.0

2B, 9B, 6C



ASIGNATURA: ANÁLISIS Y AQUISICIÓN DE DATOS CLAVE: NCDD . HOJA: 4 DE 12 .

No. UNIDAD NOMBRE: II CONCEPTOS BÁSICOS DE INSTRUMENTACIÓN

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDADAl término satisfactorio de la unidad:

- Describirá las metodologías y conceptos básicos de la instrumentación industrial

NÚM. TEMA

T E M A S INSTRUMENTACION DIDACTICAHORAS CLAVE

BIBLIOGRAFIAT P EC2.12.2

2.3

2.4

2.5

IntroducciónDefinición de términos- Precisión- Exactitud- Resolución- SensibilidadCalibración- Estándares- Concepto de error en la MediciónSistemas de Unidad de Medición- Sistema internacional- Sistema inglésConceptos básicos en los indicadores dinámicos

Exposición del tema por parte del profesor,Estructurado y presentando ejemplos ilustrativos.Análisis y solución de ejercicios por parte del estudiante.Material didácticoPizarrón y gis.Libros, apuntes y problemarios.

0.5

2.0

2.0

1.0

2.0

2.0

2.0

8B, 2B



2.6

- Respuesta en el tiempo- Respuesta en frecuenciaDistorsión


No. UNIDAD NOMBRE: III PARÁMETROS Y CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO DE DISPOSITIVOS, SENSORES Y TRANSDUCTORES.

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

Al término de la unidad, el alumno:

- Explicará las características de funcionamiento, así como interpretará los parámetros de los dispositivos, sensores y transductores.

NÚM. TEMA


BIBLIOGRAFIAT P EC3.1

3.2

3.3

Introducción

Tipos de sensores eléctricos- Capacitivos- Inductivos- Resistivos- Sensores que hacen la conversión física directa a variable eléctrica

Especificaciones de diferentes tipos de transductores

Exposición del tema por parte del profesor, estructurando y presentando ejemplos ilustrativos.Análisis y solución de ejercicios por parte del estudiante.

Material didácticoPizarrón y gis.Libros, apuntes y problemarios.

0.5

3.0

3.0

8B, 9B, 3B



- De presión- De deformación (strain gauge)- De piezoeléctrico- De ángulo de capacitancia




No. UNIDAD NOMBRE: IV EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDADAl término de la unidad el alumno:

- Explicará las características de funcionamiento de los amplificadores operacionales, así como sus especificaciones y configuración de aplicaciones básicas.

-

NÚM. TEMA



4.2

4.3

Introducción

Especificación del amplificador operacional- Tipos de amplificadores y sus características generales

Configuraciones básicas de aplicaciones- Seguidor- Amplificador- Suma algebraica- Integrador- Diferenciador

Exposición del tema por parte del profesor, estructurando y presentando ejemplos ilustrativos.Análisis y solución de ejercicios por parte del estudiante.Material didácticoPizarrón y gis.Libros, apuntes y problemarios.

0.5

2.0

4.0

7B, 9B




No. UNIDAD NOMBRE: V INTRODUCCIÓN A LOS FILTROS

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDADAl término de la unidad el alumno:

- Explicará las metodologías de acondicionamiento de señal con filtros de diferentes tipos.

NÚM. TEMA


BIBLIOGRAFIAT P EC

5.1

5.2

5.3

Introducción

Fundamento de reconstrucción-Normalización/Desnormalización-Encontrando polos de la respuesta en magnitud

Funciones de transferencia para filtros pasivos- Pasa bajos- Pasa altos- Pasa banda

Exposición del tema por parte del profesor, estructurando y presentando ejemplos ilustrativos.Análisis y solución de ejercicios por parte del estudiante.Material didácticoPizarrón y gis.Libros, apuntes y problemarios.

0.5

2.0

2.0

7B, 1C, 5C, 6C




No. UNIDAD NOMBRE: V INTRODUCCIÓN A LOS FILTROS

NÚM. TEMA



5.5

5.6

Funciones de transferencia para filtros- Respuesta butterworth- Respuesta chevyshev- Filtros fase lineal

Filtros de premuestreo

Filtros de reconstrucción- Reconstrucción pasiva- Reconstrucción de funciones de transferencia- Transformación pasa bajos a pasa altos- Reconstrucción activa

3.0

3.0




No. UNIDAD NOMBRE: VI LA FUNCIÓN DE CONVERCIÓN DIGITAL/ANALÓGICO (DAC) Y ANALÓGICO/DIGITAL (ADC) CON MICROCONTROLADORES DE USO DEDICADO

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDADAl término de la unidad, el alumno:

- Aplicará la función de conversión DAC y ADC, con el uso de microcontroladores y con otro tipo de convertidores.

NÚM. TEMA



6.2

6.3

Introducción

Convertidores Digital/Analógico DAC- Número de bits- Tiempo de estabilización- Factor de conversión- Exactitud o linealidad- Resolución

Diseño del DAC con microcontroladores

- Exposición por el profesor del tema, utilizando los apoyos didácticos siguientes: pizarrón, acetatos, proyector, rotafolios.

- Participación del alumno en investigaciones, estudio de casos, análisis de información

- Utilizar metodologías como dinámica de grupos lluvia de ideas, preguntas dirigidas.

0.5

1.0

3.0

2B, 7B, 9B



6.4 Un DAC práctico 1.0




No. UNIDAD NOMBRE: VI LA FUNCIÓN DE CONVERCIÓN DIGITAL/ANALÓGICO (DAC) Y ANALÓGICO/DIGITAL (ADC) CON MICROCONTROLADORES DE USO DEDICADO

NÚM. TEMA



6.6

6.7

6.8

6.9

6.10

6.11

Otros tipos del DACs

Convertidor Analógico/Digital ADC

Parámetros de rendimiento del ADC

Diseño del ADC con microcontroladores

Un ADC práctico

Otros tipos de ADCs- Convertidor paralelo- ADC de aproximaciones sucesivas- Convertidor interactivo- El convertidor de rampa, de escalera, y de rastreo.

Circuitos de muestreo y retención



- Utilizar metodologías como dinámica de grupos lluvia de ideas, preguntas

dirigidas.

1.0

1.0

0.5

3.0

1.0

1.0

1.0



(Sample and Hold)




No. UNIDAD NOMBRE:

VII CONSIDERACIONES DE ERROR BÁSICOS EN LOS SISTEMAS DE ADQUISICIÓN DE DATOS.

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDADAl término de la unidad, el alumno:- Explicará las características de los errores, presentes y posibles en los sistemas de adquisición de datos, así como la problemática en este sentido.

NÚM. TEMA



7.2

7.3

7.4

7.5

Introducción

Cuantificación sencilla

Efectos de error sobre tamaño de palabra- Error de cuantización- Consideraciones de ruido- Señal a porcentaje de ruido

Selección del tamaño del convertidor

Panorama de un sistema de adquisición de datos



- Utilizar metodologías como dinámica de grupos lluvia de ideas, preguntas dirigidas.

0.5

0.5

0.5

0.5

1.0

2B, 9B, 4C, 6C



7.6 Reconstrucción de una forma de onda

1.0




PERIODO UNIDADES TEMATICAS PROCEDIMIENTOS DE EVALUACION

1er. Departamental

2do. Departamental

3er. Departamental

I, II, III

IV, V

VI, VII

- Examen escrito 70%- Trabajo de investigación 30%



La calificación final será el promedio de las calificaciones parciales.

CLAVE B C BIBLIOGRAFIA

1

2

3

4

5

6

7

8

B

B

B

B

C

C

C

C

Digital Filter Design. Parks, T. John Wiley & Sons, 1987, USA, 341 p.

Physical Data Adquisition for Digital Processing: components, parameters, and specification. Miner, G. Prentice Hall, 1992, USA, 417 p.

Signals noise & active sensors. Minkoff, J. John Wiley & Sons, 1992, USA, 249 p.

System and Signal Analisys. Chen, Cch. Saaunders, 1989 , USA, 543 p.

Teory and Applications of Digital Signal Processing. Rabiner, L. Prentice Hall, 1975, USA, 762 p.

Tratamiento Digital de Señales. Proakis, J. Prentice Hall, 1998, MEXICO, 976 p.

Basic Operational Amplitifiers and Linear Integratea Circuits. Floyd, T.L. Merrill, McMillan Publishing Company-1994, USA 581 pp.

Métodos Experimentales para Ingenieros. Holman, J.P. Mc.Graw-Hill 4ª. Edición. 1994, México 559 pp.



9 B Data Adquisition and Process Control, Microcontroller. Driscoll, F.F. Printice Hall, USA 1996. 612 pp.



análisis y adquisición de datos

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