Ementa Instrumentação Física

Sigla: FIS01234
Etapa: 7 (Oferecida a partir de 2013/1)
Carater: Obrigatória
Créditos: 4
Carga Horária: 60 h

Pré-Requisitos

(FIS01008) ELETRÔNICA BÁSICA I
E (FIS01211) TEORIA ELETROMAGNÉTICA I B
E (FIS01268) INTRODUÇÃO À FÍSICA QUÂNTICA B

Súmula

Metrologia; instrumentos para medição de comprimento, temperatura, intervalo de tempo, massa e fluxo, força, tensão e corrente elétrica, campo elétrico, campo magnético; amplificadores lock-in, automação e controle PID, interfaceamento com software.

Objetivos

Capacitar o aluno na interpretação de resultados, compreensão dos princípios físicos, métodos de desenvolvimento, utilização e limitações de instrumetanção física para aplicações científicas e tecnológicas.

Conteúdo Programático

A disciplina será dividida em três etapas, somando um total de 36 aulas.

Área 1 – Metrologia - 8 Aulas (Semanas 1 a 4)

Definições, teoria, aspectos históricos e filosóficos, unidades e padrões, estatísticas, erros, representações e técnicas de visualização/interpretação.

Área 2 – Métodos e princípios físicos de medidas - 14 Aulas (Semanas 5 a 11)

Temperatura, tempo, massa, fluxo de fluidos, força, tensão, corrente, campos elétricos e magnéticos.
Aplicações em multímetros, osciladores, strain gauge.

Área 3 – Sistemas Avançados – 14 Aulas (Semanas 12 a 18)

Lock-in, aquisição automática de dados, design, fabricação e controle de instrumentos.
Elaboração de Projetos: Controle PID, atuadores, sensores, aquisição e gerenciamento de dados científicos, métodos de visualização.

Metodologia

Aulas expositivas e de laboratório. Projetos e seminários realizados pelos alunos. Utilização dos laboratórios de ensino da Engenharia Física, Física e visitas a laboratórios de pesquisa.

Experiências de Aprendizagem

- Investigação e relato de métodos avançados (estado da arte) de medição ou análise/interpretação de grandezas físicas;
- Desenvolvimento de projeto relacionado a aprimoramento ou documentação de instrumento de laboratório ou concepção de novo instrumento.

Critérios de Avaliação

Área 1 – Prova discursiva ou Apresentação oral
Área 2 – Relatório de projeto
Área 3 – Apresentação de projeto executado

Será atribuída uma nota aos seminários e aos trabalhos.
A média tem que ser igual ou maior que 6 para aprovação.
Se aprovado o aluno receberá seu conceito de acordo com a seguinte tabela:
8.5 ≤ M < 10 A
7 ≤ M < 8.5 B
6 ≤ M < 7 C
0 ≤ M < 6 D

Ao aluno com falta de frequência será atribuído o conceito FF.

Atividades de Recuperação Previstas

Devido às características da disciplina, o aluno deverá desenvolver atividades de recuperação ao longo do semestre, estabelecendo um cronograma com o professor.

Bibliografia Básica/Complementar

Building Scientific Apparatus [Hardcover]
John H. Moore (Author), Christopher C. Davis (Author), Michael A. Coplan (Author), Sandra C. Greer (Author)
Hardcover: 662 pages
Publisher: Cambridge University Press; 4 edition (July 20, 2009)
Language: English
ISBN-10: 0521878586
ISBN-13: 978-0521878586

An Introduction to Error Analysis: The Study of Uncertainties in Physical Measurements [Paperback]
John R. Taylor (Author)
Paperback: 327 pages
Publisher: University Science Books; 2nd edition (August 1, 1996)
Language: English
ISBN-10: 093570275X
ISBN-13: 978-0935702750

Data Reduction and Error Analysis for the Physical Sciences [Paperback]
Philip Bevington (Author), D. Keith Robinson (Author)
Paperback: 336 pages
Publisher: McGraw-Hill Science/Engineering/Math; 3rd edition (July 23, 2002)
Language: English
ISBN-10: 0072472278
ISBN-13: 978-0072472271

On Physics and Philosophy [Hardcover]
Bernard d'Espagnat (Author)
Hardcover: 552 pages
Publisher: Princeton University Press (September 13, 2006)
Language: English
ISBN-10: 0691119643
ISBN-13: 978-0691119649

Bringing the Sun Down to Earth: Designing Inexpensive Instruments for Monitoring the Atmosphere [Hardcover]
David R. Brooks (Author)
Hardcover: 169 pages
Publisher: Springer; 1 edition (September 25, 2008)
Language: English
ISBN-10: 1402086938
ISBN-13: 978-1402086939

Handbook of Data Visualization (Springer Handbooks of Computational Statistics) [Hardcover]
Chun-houh Chen (Editor), Wolfgang Karl Härdle (Editor), Antony Unwin (Editor)
Hardcover: 936 pages
Publisher: Springer; 1 edition (March 11, 2008)
Language: English
ISBN-10: 3540330364
ISBN-13: 978-3540330363

Now You See It: Simple Visualization Techniques for Quantitative Analysis [Hardcover]
Stephen Few (Author)
Hardcover: 329 pages
Publisher: Analytics Press; 1st edition (April 1, 2009)
Language: English
ISBN-10: 0970601980
ISBN-13: 978-0970601988

Equipamentos

Protoboards duplos
Arduinos – Uno, Nano e Mega
Paquímetros, micrômetros, réguas de conversão
Controlador PID
Lock-in (Mauro Finn)
Espectrômetro de Massa (Paulinho)
Módulos de potência (Arduino Shield?)
Sensores, motores, drivers de potência, drivers de motores de passo

Laboratórios

Laboratório de Acústica