L'insegnamento ha lo scopo di presentare agli studenti la moderna strumentazione per la misurazione di grandezze fisiche. Saranno descritte le più diffuse tipologie di sensori, le principali tecniche di condizionamento del segnale e la strumentazione per la misurazione di segnali elettrici. Il corso comprenderà lezioni in aula ed esercitazioni sperimentali volte a familiarizzare con i sensori e gli strumenti descritti a lezione.

Il principale obiettivo dell'insegnamento consiste nel mettere gli allievi in grado di progettare e realizzare un completo sistema di misurazione per grandezze fisiche, di impiegare in modo consapevole la strumentazione di laboratorio e analizzare in modo critico le prestazioni del sistema realizzato.
Lo studente acquisirà la conoscenza relativa al principio di funzionamento di alcune tipologie di sensori e alle specifiche di sensori commerciali.
Le esperienze di laboratorio saranno finalizzate alla realizzazione di semplici, ma completi, sistemi di misura e alla loro caratterizzazione.
Saranno presentati esempi di applicazione in campo biomedico.

Prerequisiti
Elettrotecnica, fisica II, analisi dei segnali, elettronica, elementi di probabilità e statistica.

Programma
• Fondamenti di misura
o organizzazione internazionale della metrologia e sistema SI. Riferibilità e taratura della strumentazione. Caratterizzazione metrologica di un dispositivo per misurazione. Misurazioni dirette ed indirette. Incertezza di misura: modello deterministico e modello probabilistico.
• Strumentazione e metodi
o Richiami sui principi della conversione analogico/digitale e sui convertitori A/D parallelo (o flash), ad approssimazioni successive e a integrazione.
o Misurazione di tensione continua e alternata, corrente e impedenze.
o Multimetri digitali
o Schede di acquisizione dati
o Cenni sugli oscilloscopi a memoria digitale e sugli analizzatori di spettro
• Sensori
o Caratteristiche e principali principi fisici
o Sensori di temperatura
o Sensori di forza
o Sensori di spostamento
o Sensori di accelerazione

• Laboratorio
L’elenco è indicativo e potrà subire variazioni
o Uso di voltmetri e amperometri analogici e numerici
o Misurazione di temperatura con NTC e termocoppie
o Misurazione di forza con estensimetri
o Misurazione di accelerazione con accelerometri MEMS
o Misurazione di spostamento con sensori ottici