Il corso si propone di fornire agli allievi le nozioni di base per la corretta progettazione di una misurazione e per la presentazione dei risultati di misura. Attraverso le lezioni in aula gli studenti apprenderanno i requisiti necessari a garantire la riferibilità delle misure, il processo di taratura della strumentazione, il modello deterministico e il modello probabilistico per la stima dell’incertezza. Impareranno a usare metodi e strumenti per la misurazione di grandezze elettriche in corrente continua ed alternata. Durante le esercitazioni in aula impareranno ad applicare i modelli per la stima dell’incertezza di misura attraverso lo svolgimento di esercizi. Le esercitazioni sperimentali di laboratorio permetteranno agli allievi di familiarizzare con alcuni dei metodi e degli strumenti descritti a lezione e di realizzare un banco di misura automatico.

- Conoscere l’organizzazione internazionale della metrologia ed il Sistema Internazionale (SI) delle unità di misura.
- Conoscere i fondamenti della misurazione e le regole di propagazione dell'incertezza secondo i modelli deterministico e probabilistico.
- Conoscere principio di funzionamento, potenzialità e limiti dei principali strumenti di misurazione di grandezze elettriche, con particolare riferimento alle loro caratteristiche metrologiche.
- Conoscere i principali metodi di misurazione diretti e indiretti di grandezze elettriche.
- Essere in grado di stimare l'incertezza di una misurazione e comunicarla in modo corretto.
- Essere in grado di scegliere lo strumento ed il metodo di misurazione più adatto ad una specifica applicazione, garantendo la riferibilità delle misure ottenute.

Analisi di reti elettriche in corrente continua e alternata, analisi del transitorio di circuiti elettrici e della funzione di trasferimento in regime sinusoidale.
Concetti fondamentali di analisi matematica, teoria della probabilità, statistica e teoria dei segnali.
Concetti fondamentali di analisi spettrale di segnali continui e campionati.

- Organizzazione internazionale della metrologia e Sistema Internazionale (SI) delle unità di misura. Riferibilità delle misure e taratura della strumentazione. Principali caratteristiche metrologiche di un dispositivo per misurazione (1 CFU).
- Misurazioni dirette ed indirette. Stima dell'incertezza di misura secondo i modelli deterministico e probabilistico (1 CFU).
- Cenni al principio di funzionamento degli strumenti analogici elettromeccanici. Metodi di confronto e di zero, metodo volt-amperometrico, metodi di ponte, metodi per la misura di potenza (2 CFU).
- Richiami sul processo di conversione Analogico/Digitale (AD) e sui convertitori AD maggiormente impiegati negli strumenti di misura. Multimetri digitali. L’oscilloscopio a memoria digitale: architettura di base, modalità di funzionamento, potenzialità e limiti (2 CFU).
- Strumenti per la misurazione di frequenza e intervalli di tempo. Sistemi di misura programmabili e strumentazione su scheda (1.5 CFU).
- Tecniche analogiche e digitali per l’analisi spettrale dei segnali (0.5 CFU).

Lezioni in aula (circa 48 ore). Esercitazioni in aula (circa 8 ore) sulla stima dell’incertezza con i modelli deterministico e probabilistico e l’analisi di sistemi di misura. Esercitazioni in laboratorio (circa 24 ore): misurazione di resistenza con multimetro digitale, metodo volt-amperometrico e ponte di Wheatstone; misurazione di parametri di segnali alternati con strumenti analogici e digitali; realizzazione di un banco di misurazione automatico con scheda di acquisizione dati e software di programmazione commerciale; uso dell’oscilloscopio a memoria digitale.
Al termine di ciascuna esercitazione, gli studenti possono redigere una relazione di gruppo, che sarà valutata ai fini del voto finale.

A. Carullo, U. Pisani, A. Vallan: Fondamenti di misure e strumentazione elettronica, Ed. CLUT Torino, 2006.
U. Pisani: Misure Elettroniche – Strumentazione elettronica di misura, Ed. Politeko, Torino, 1999.
G. Zingales: Misure Elettriche, UTET, Torino, 1992.
S. Rabinovich: Measurement Errors - Theory and Practice, American Institute of Physics, New York, 1995.

L'esame finale ha l’obiettivo di verificare il raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi e consiste in una prova scritta della durata di 2 ore, composta da due parti. La prima parte richiede la risoluzione di due problemi di uso della strumentazione e di propagazione dell'incertezza in misurazioni indirette (10 punti per problema). La seconda parte consiste in 4 domande o semplici esercizi a risposta chiusa e/o aperta (2.5 punti per domanda).
La valutazione si basa sulla correttezza dei risultati e sulla capacità di scegliere e applicare i metodi e gli strumenti appropriati nei problemi pratici proposti.
Lo studente che avrà raggiunto nella prova scritta un punteggio minimo di 18/30 potrà usufruire della valutazione delle esercitazioni di laboratorio, che potranno incrementare il voto finale fino ad un massimo di 3/30. Durante la prova scritta non è possibile consultare testi o appunti.
Il docente si riserva di procedere a una valutazione orale in caso di dubbi relativi alla prova scritta e/o alle relazioni di laboratorio.