Author(s):
M. T. Restivo 
; F. G. Almeida ; M. F. Chouzal ; J. G. Mendes ; A. Mendes Lopes
Date: 2008
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10216/10761
Origin: Repositório Aberto da Universidade do Porto
Subject(s): Ciências Físicas; Física; Electromagnetismo, Ciências Físicas; Física; Electrónica, Ciências Físicas; Física; Metrologia, Ciências Tecnológicas
Description
Instrumentation is vital for the design and implementation of measuring, monitoring and actuation systems and in data acquisition and processing, playing nowadays a fundamental role in many technological areas, as well as in those of certification, control and information.
The increasing demand of experimental accuracy in all scientific areas makes Instrumentation for Measurement a crucial component, particularly in higher education curricula with a strong technological element, being also essential at research and development level.
The objectives of the present work are:
•to stimulate hands-on activity;
•to contribute to the uniform use of concepts and definitions based on the International Vocabulary of Metrology;
•to introduce the user to the manipulation of equipment and devices for experimental tasks and to methods and procedures for measuring physical quantities of general relevance;
•to promote the critical appraisal of measurement results;
•to explore the working principles and characteristics of the sensors and transducers more commonly used in laboratory and industrial applications;
•to clarify important features of signal conditioning and transmission and data acquisition and processing;
•to introduce the concept of virtual instrumentation together with web monitoring and actuation by providing access to remote experiments.
Nowadays printed technical manuals are often complemented with the inclusion of a CD-Rom. In the present case taking into account that "what I hear, I forget; what I see, I may remember; what I experience, I know for life", the authors decided to adopt a completely electronic format which allows a more efficient and harmonious integration of a wide range of contents: text, images, sketches, videos, animations, simulations and remote experiments. The text can be easily printed if required.
Moreover, given the contributions of neuro-linguistic programming to education, the authors find that the format adopted is adequate to the diversity of psychological and learning profiles of the large target audience of the developed materials.
Finally, the authors' intention to further explore other topics within Laboratories of Instrumentation for Measurement makes the electronic edition the ideal option for easy and economic updating.
"Laboratories of Instrumentation for Measurement" comprises 13 modules. Each one presents a clearly defined learning objective, the essential concepts and a step-by-step guide for performing the experimental activity, various complementary multimedia contents and a final synthesis. The set of open questions that closes each module is intended to provide formative assessment.
The authors would like to encourage the users to undertake their own analyses and further elaboration of additional questions as an excellent way to achieve deeper learning.
The authors also hope to contribute to the dissemination of experimental activity in engineering education and to facilitate the conception, tuning and exploration of experimental systems for laboratory training. The full technical description of the equipment is provided to make the setups easily reproducible. In addition the access to remote experiments has been made available. A instrumentação é capital na concepção e realização de sistemas de medição, monitorização e comando e na obtenção de resultados e seu processamento, desempenhando actualmente um papel de fundamental importância nas mais diversas áreas tecnológicas, bem como nas da certificação, do controlo e da informação.
As crescentes exigências de rigor colocadas pela experimentação em qualquer área científica fazem da Instrumentação para Medição uma componente curricular indispensável, especialmente em cursos do ensino superior com forte envolvente tecnológica, revelando-se essencial em actividades de investigação e de desenvolvimento.
É intenção sistemática deste trabalho:
•incentivar actividades experimentais;
•contribuir para a uniformização de conceitos e definições tendo por base o Vocabulário Internacional de Metrologia;
•familiarizar o utilizador com a manipulação de equipamentos e dispositivos para a realização de tarefas experimentais e o uso de métodos e procedimentos para medição de grandezas físicas de interesse mais frequente;
•incitar a reflexão sobre os resultados das medições;
•explorar os princípios de funcionamento dos sensores/transdutores mais tradicionais no laboratório e na indústria bem como a sua caracterização;
•abordar e clarificar aspectos relevantes do condicionamento e transmissão de sinal, da aquisição e processamento de dados;
•introduzir o conceito de instrumentação virtual bem como de monitorização e actuação remota via Web, disponibilizando mesmo a ligação a experiências remotas.
É hoje em dia comum a edição em formato impresso complementada com um suporte informático. No presente trabalho, tendo em mente que "o que ouço esqueço, o que vejo talvez lembre, o que faço aprendo", os autores optaram por uma edição totalmente electrónica que permite a disponibilização mais integrada e, simultaneamente, mais harmoniosa dos diversos tipos de recursos desenvolvidos: os textos, as imagens, os esquemas, os vídeos, as animações, as simulações e as experiências remotas. Nesta formulação está ainda garantida a possibilidade de impressão dos conteúdos de texto.
Por outro lado, cientes dos progressos da educação e da programação neuro-linguística, pensam os autores que a solução adoptada se adequa bem à diversidade de perfis psicológicos e de modalidades de aprendizagem dos "grandes números" a que os materiais desenvolvidos se destinam.
Finalmente, sendo claro o desejo dos autores de alargarem a exploração a outros temas no âmbito de Laboratórios de Instrumentação para Medição, este tipo de edição propiciará um processo mais fácil e económico de actualização.
A edição de Laboratórios de Instrumentação para Medição é composta por 13 módulos. Cada um apresenta a definição clara dos seus objectivos, o desenvolvimento dos conceitos essenciais para a realização de uma actividade experimental, um guião que conduz o utilizador através da actividade proposta, vários conteúdos multimédia complementares, uma síntese final para reflexão sobre o tema tratado e questões abertas conducentes a uma avaliação formativa.
Os autores gostariam de incitar os utilizadores à realização das suas próprias análises e subsequente elaboração de questões correlacionadas, como um excelente meio de trabalhar o conhecimento.
Os autores esperam também contribuir para a disseminação de actividades experimentais no ensino de engenharia e facilitar a tarefa de concepção, afinação e exploração de sistemas experimentais dedicados ao treino em laboratório, tendo optado por uma sistemática descrição técnica dos equipamentos utilizados que os torna facilmente reprodutíveis em qualquer contexto. Nesta perspectiva disponibilizam ainda sistemas experimentais remotamente acessíveis.
