CdSINGEGNERIA ENERGETICA
Codice338II
CFU6
PeriodoPrimo semestre
LinguaItaliano
| Moduli | Settore/i | Tipo | Ore | Docente/i | |
| LABORATORIO DI STRUMENTAZIONE | ING-INF/07 | LABORATORI | 60 |
|
Il corso si propone di introdurre la strumentazione di base, i sensori, i trasduttori e i metodi di misura per misurazioni elettriche e termiche.
The course aims to introduce basic instrumentation, sensors, transducers and measurement methods for electrical and thermal measurements.
La verifica delle conoscenze avverrà attraverso una prova orale.
The knowlegde verification will be through an oral test.
Lo studente avrà acquisito la capacità di utilizzare alcuni strumenti di base.
The student will acquire the ability to use some basic measuring instruments.
Durante la prova d’esame saranno valutate le conoscenze dello studente sugli strumenti di misura e sulle modalità con cui effettuare le prove sperimentali.
During the final test, the student's knowledge on measuring instruments and on experimental test performing will be evaluated.
Lo studente potrà acquisire familiarità con gli strumenti di misura e i risultati sperimentali delle misurazioni.
The student will become familiar with the measuring instruments and the experimental results.
Durante la prova d’esame sarà verificata la capacità dello studente di saper valutare i parametri di influenza della catena di misura.
During the final test, the student's ability to evaluate the influence parameters of the measurement chain will be verified.
Conoscenze di analisi, fisica generale e misure.
Knowledge of analysis, physics and measurements.
Lezioni frontali ed esercitazioni sperimentali.
Frontal and laboratory lessons
Introduzione alla metrologia - Definizioni - Sistema Internazionale - Campioni di misura - Riferibilità - Taratura - Conformità - Incertezza di misura - Incertezza di categoria A - Incertezza di categoria B - Incertezza composta ed estesa - Teorema del limite centrale - Metodo Monte Carlo
Sistemi di misura - Caratteristiche statiche e dinamiche - Curva e diagramma di taratura - Catena generalizzata di misura
Conversione Analogico/Digitale - Campionamento - Teorema di Nyquist Shannon - Aliasing - Troncamento - Spettro discreto - Quantizzazione e codifica - Caratteristica ingresso-uscita convertitore A/D - Errore di quantizzazione - ENOB - Codifica di segnali unipolari e bipolari - Parametri statici e dinamici - Analisi del datasheet commerciale di un Convertitore A/D
Multimetro digitale - Schema a blocchi - Parametri prestazionali - Misure di resistenze piccole - Misure a 2 e 4 fili - Metodo Voltamperometrico - Misure di resistenze elevate - Misure di resistenze di valore "medio" - Ponte di Whetastone - Incertezza di misura e di sensibilità nel ponte di Wheatston
Metodi di misura della temperatura - Termometri bimetallici - Termometri a colonna di liquido - Termoresistenze - Termistori - Termocoppie - Effetti Seebeck, Peltier e Thomson - Leggi e proprietà delle termocoppie - Tecnologie costruttive - Circuiti Termoelettrici - Compensazione giunto freddo
Misure di deformazione - Estensimetri a resistenza elettrica - Gauge Factor - Estensimetri a filo, fotoincisi, a semiconduttore - Circuiti di misura - Ponte di Wheatstone - Configurazione a quarto di ponte - Configurazione a mezzo ponte per compensazione della temperatura- Circuiti di collegamento e alimentazione degli estensimetri - Configurazione a ponte intero - Applicazioni - Taratura ponte estensimetrico
Misure di pressione - Manometri a colonna di liquido - Manometri a deformazione
Misure di umidità - Igrometri meccanici - Igrometri elettrici
Oscilloscopio digitale - Schema a blocchi - Circuiti di condizionamento - Accoppiamento - Attenuatore compensato - Memoria di acquisizione e circuito di trigger - Campionamento in tempo reale e in tempo equivalente - Ricostruzione del segnale - Impedenza d'ingresso - Sonda attenuatrice compensata dell'oscilloscopio - Sovracompensazione e sottocompensazione della sonda attenuatrice - Analisi del datasheet commerciale oscilloscopio digitale Yokogawa DL850 - Figure di Lissajous
Misure di corrente - Resistenza di shunt - Bobina di Rogowski - Effetto Hall - Sensori di corrente ad Effetto Hall - Configurazione ad anello aperto e chiuso (compensazione di campo) - Sensori di prossimità e posizione ad effetto Hall
Cenni su misure di portata - Smart Sensors
Introduction to metrology – Definitions - International System of Units (SI) – Practical realization of units measurement - Instrument calibration - Significant figures - Measurement uncertainty - Random and systematic errors - Category A uncertainty - Category B uncertainty – Composed and expanded uncertainty - Central Limit Theorem - Monte Carlo method
Measurement System - Static and dynamic specifications of a measuring instrument – Calibration curve - Measurement chain
Analog to Digital Conversion - Sampling – Theorem of Nyquist Shannon - Aliasing – Windowing - Discrete Fourier Transform – Leakage effect - Quantization and coding – Resolution – Errors
Digital multimeter – Working principle – Two-wire and four-wire resistance measurements - Voltamperometric method - Evaluation and compensation of instrumental consumption – Low, medium and high resistance measurements - Wheatstone bridge
Temperature measurements - Temperature scale - Bimetallic thermometers - Liquid column thermometers - Thermoresistances - Thermistors - Thermocouples
Strain measurements - Electrical resistance strain gauges - Gauge Factor – Wire strain gauges – Foil strain gauges - Semiconductor strain gages - Wheatstone bridge measurements - Temperature compensation with half bridge configuration - Full bridge - Calibration
Pressure Measurements - Liquid column Gauges - Strain gauge-type pressure transducers
Humidity measurements – Mechanical and Electric hygrometers
Digital oscilloscope - Conditioning circuit – Coupling – Compensated attenuator – Acquisition memory and trigger circuit – Real time and equivalent time sampling – Compensated attenuator probe - Phase difference measurements – Lissajous curves
Current measurements – Shunt resistance - Rogowski coil - Hall effect sensors – Proximity and position sensors
Preliminary concepts on Flow Sensors and Smart Sensors
- Appunti forniti dal docente
- VIM - International Vocabulary of Metrology
- Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM) – JCGM 100:2008
- Evaluation of measurement data – Supplement 1 to the "Guide to the expression of uncertainty in measurement" – Propagation of distributions using a Monte Carlo method – JCGM 101:200
- Kirkup, R. B. Frenkel, “An Introduction to Uncertainty in Measurement”, Cambridge University Press, 2006
- Zingales, “Misure elettriche. Metodi e strumenti”, Utet Università, 1992
- P. Ripka, A. Tipek, "Modern Sensors handbook", Instrumentation and Measurement Series, ISTE Ltd, 2007
- Notes provided by the teacher
- VIM - International Vocabulary of Metrology
- Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM) – JCGM 100:2008
- Evaluation of measurement data – Supplement 1 to the "Guide to the expression of uncertainty in measurement" – Propagation of distributions using a Monte Carlo method – JCGM 101:200
- Kirkup, R. B. Frenkel, “An Introduction to Uncertainty in Measurement”, Cambridge University Press, 2006
- Zingales, “Misure elettriche. Metodi e strumenti”, Utet Università, 1992
Prova orale
Oral text
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