Misure Elettroniche e Strumentazione

Informazioni da fornire per ogni singolo insegnamento

 

Denominazione dell’insegnamento:  Misure Elettroniche e Strumentazione                           

 

Corso di Laurea o di Laurea Magistrale :  LAUREA IN INGEGNERIA ELETTRONICA ED INFORMATICA                  

 

SSD: ING-INF/07                                                                    Numero C.F.U.:   9              

 

 

Titolari: Daniele Gallo                               

 

 

 

Obiettivi del corso

 

Fornire allo studente la nozioni di base di un processo di misurazione delle principali grandezze elettriche ed elettroniche e di alcuni strumenti di misura

 

 

 

Programma del corso

Fondamenti della misurazione

Concetti fondamentali e definizioni, Misurando, Misura, Misurazione, Motivi per cui si esegue una misura, Unità di misura, Misurabilità di una grandezza, Grandezze misurabili, classificabili e misurabili solo per via indiretta, Esecuzione di una misurazione,

Sistemi di unità di misura

Il Sistema Internazionale di Unità di Misura, Catena di Riferibilità, Definizione delle unità di misura fondamentali, Definizione delle unità di misura supplementari, Prefissi del SI, Campioni di Massa, Tempo, Lunghezza, Intensità di corrente elettrica, Orologi atomici, Campione di forza elettromotrice basato sull’effetto Josephson, Campione di resistenza basato sull’effetto Hall quantistico, Campione di capacità basato sulla realizzazione del condensatore calcolabile, Resistori di misura

Incertezza di misura

Valore “vero”, Errore ed Incertezza, Dispersione delle misure, Fattori di influenza sistematici e aleatori, Trattamento degli effetti sistematici e degli effetti aleatori, Misurazione come esperimento aleatorio, Valore medio, Varianza e scarto quadratico medio (scarto tipo) Incertezza, Valutazione delle incertezze di categoria A, Media sperimentale, varianza sperimentale e scarto tipo sperimentale, Valutazione dell’incertezza di categoria B, interpretazione delle specifiche strumentali dal manuale di uno strumento di misura, Valutazione dell’incertezza globale, L’incertezza estesa, Espressione dell’incertezza in valore assoluto o relativo, Le cifre significative, Propagazione delle incertezze, Compatibilità delle misure, Scrivere la misura come risultato di una misurazione, Esempi di calcolo dell’incertezza.

Misura di tensione e corrente

Misure di corrente e di tensione, deviazioni sistematiche di inserzione, modifica della portata, amplificatori operazionali, analisi opamp in retroazione negativa, principali configurazioni degli opamp, Voltmetri numerici, Conversione Analogico-Digitale, Quantizzazione, Voltmetri a Rampa (analogica o numerica), Voltmetro ad inseguimento, Voltmetri a successive approssimazioni, Voltmetri ad Integrazione, Voltmetri a Doppia Rampa, rundown multi-rampa, Modifica della portata con amplificatore/attenuatore, amplificatori a chopper, moduli di conversione AC/DC, Convertitori a valor medio, Convertitori di picco, Convertitori a vero valore efficace a termocoppie, Convertitori a vero valore efficace a transistori, Convertitori a vero valore efficace

Misure di tempo e di frequenza

Misuratore numerico di intervalli di tempo, Schema e principio di funzionamento, Risoluzione campo di misurazione, Circuito di ingresso, Finestra d trigger, Porta logica, Base dei tempi e divisori, Incertezza dell'oscillatore, Tolleranza di conteggio, Conteggio di impulsi, Misure di frequenza, Misura di frequenza, Misura di rapporto di frequenza, Misure di Intervallo di tempo, Intervallo di Tempo Multiplo, Misura di periodo, Misura di periodo medio, Misura di durata di un impulso, Misura di Ritardo di fase, Contatore reciproco, Incertezze nelle misure d’intervallo di tempo, Misura del ritardo differenziale

Caratterizzazione componenti passivi

Campioni di resistenza, Resistori a decadi, Misura di resistenze, Metodo voltamperometrico, Inserzione del voltmetro a monte o a valle dell’amperometro, Misure di piccole resistenze col metodo del confronto, Misure di Resistività, Misura di resistenze di valore elevato, Metodo del Ponte di Wheatstone per la misura di resistenze, ponte di Wheatstone a Sbilanciamento, Sensibilità del Ponte, Tecnica della doppia pesata,

Misure nel dominio del tempo

L’oscilloscopio: generalità. Modalità base tempi, Sincronizzazione (trigger), Hold off, Base dei Tempi Ritardata, Oscilloscopio a doppia traccia, Modalità Chopped, Modalità Alternate, Misurazione della tensione di picco e della componente alternativa, la sonda, compensazione della sonda, Misure con l’oscilloscopio.

Sensori e condizionamento analogico

Definizioni fondamentali, descrizione dei principi di funzionamento, caratteristiche dei sensori, scopi del condizionamento analogico, funzionamento ed utilizzo degli amplificatori operazionali per il condizionamento.

Conversione analogico digitale

Caratteristiche dei segnali analogici e dei segnali digitali, campionamento, aliasing, sample and hold, quantizzazione e codifica, rumore di quantizzazione, non idealità dei convertitori, convertitore SAR, convertitori in parallelo, convertitori in pipeline, convertitori multiplexati, convertitori a sovra campionamento e convertitori sigma-delta.

Sistemi di acquisizione dati

architetture dei SAD, caratteristiche dei SAD, potenziale di riferimento, classificazione delle sorgenti di segnale, classificazione degli stadi d’ingresso, compatibilità tra sorgente di segnale e stadio, analisi delle prestazioni.

Programmazione Labview:

fondamenti della programmazione grafica, realizzazione di un sotto programma, strutture di programmazione (case, for, while e sequence), shift register e auto indicizzazione, utilizzo dei grafici, utilizzo degli array, utilizzo dei cluster, variabili locali e property node, realizzazione di strumenti virtuali.

Oscilloscopio digitale:

architettura di un oscilloscopio digitale, modalità di trigger, pre e post trigger, modalità tempo reale, modalità tempo equivalente sincrono sequenziale e asincrono, interpolatore fine, aliasing percettivo, banda passante equivalente, sonde per oscilloscopio, compensazione sonda, specifiche oscilloscopi digitali, accuratezza delle misure con l’oscilloscopio, utilizzo dell’oscilloscopio

 

Curricula scientifici dei docenti

Sono resi disponibili a cura del docente: Daniele Gallo

 

Competenze attese in ingresso e/o Propedeuticità

 Competenze in ingresso: elettrotecnica ed elettronica

Risultati d’apprendimento attesi

Ci si attende che i contenuti del modulo forniscano allo studente la capacità di effettuare un’analisi critica di un processo di misurazione, il passaggio da modelli ideali a fenomeni reali, di definire una procedura di misura, di analizzare e stimare le possibili sorgenti di incertezza di misura, di esprimere correttamente i risultati di misura, di analizzare i principali metodi di misura delle grandezze elettriche ed elettroniche fondamentali

Anno del corso di studio in cui è inserito

 Terzo

Testi di riferimento

Principles of Electrical Measurement, Tumanski, Taylor & Francis

Measurement and Instrumentation: Theory and Application, Morris e Langari, Elsevier 2012

Materiale didattico aggiuntivo

Sono resi disponibili a cura del docente: Daniele Gallo

 

Modalità di erogazione

Tradizionale.

Sede

Via Michelangelo - Via Roma 29 Aversa.

Organizzazione della didattica

Lezioni frontali e esercitazioni laboratorio

Modalità di frequenza

Obbligatoria

Metodi di valutazione

Prova pratica e orale

Dati statistici delle votazioni conseguite dagli studenti

Sono resi disponibili a cura del docente: Daniele Gallo

 

Calendario delle attività didattiche

Dal 14 settembre al 21 dicembre 2013, sito _____________________

Eventuali attività di supporto alla didattica

 

Orari di ricevimento studenti

Sono resi disponibili a cura del docente: Daniele Gallo

 

Calendario delle prove di esame

Disponibile sul sito esami.ceda.unina2.it e sul sito del docente: Daniele Gallo