Il corso intende fornire le informazioni di base per la corretta gestione di un generico processo di misurazione e per l¿impiego della strumentazione di misura di grandezze elettriche in bassa frequenza. Per la gestione di un processo di misurazione si farà riferimento al quadro normativo ed agli accordi internazionali relativi all¿organizzazione internazionale della metrologia ed all¿espressione dell¿incertezza di misura. La parte relativa alla misurazione di grandezze elettriche in bassa frequenza comprenderà lezioni in aula ed esercitazioni sperimentali volte a familiarizzare con metodi e strumenti descritti a lezione.

Il principale obiettivo del corso consiste nel rendere gli allievi in grado di progettare correttamente un processo di misurazione e presentare i risultati di misura. Ciò sarà perseguito fornendo le informazioni di base relative al diagramma di produzione di una misura, all'organizzazione internazionale della metrologia ed alla stima dell'incertezza di misura. Questa abilità acquisita dagli studenti sarà applicata nel settore delle misure elettriche in bassa frequenza, grazie alla descrizione del principio di funzionamento e dell'architettura dei più comuni strumenti analogici e numerici impiegati in questo campo, quali voltmetri, amperometri, multimetri, wattmetri e contatori di energia, oscilloscopi e schede di acquisizione dati. Saranno inoltre svolte esercitazioni di laboratorio mirate a fornire agli studenti la capacità di applicare in pratica le conoscenze acquisite, mediante la realizzazione di sistemi di misura manuali ed automatici.

Regole di base dei circuiti elettrici e funzionamento dei principali componenti elettronici analogici e numerici; regole di derivazione di funzioni; elementi di base di probabilità e statistica; elementi di fisica.

Organizzazione internazionale della metrologia e sistema SI. Riferibilità e taratura della strumentazione. Caratterizzazione metrologica di un dispositivo per misurazione. Misurazioni dirette ed indirette (10 h). Incertezza di misura: modello deterministico e modello probabilistico (4 h). Principi di funzionamento degli strumenti analogici elettromeccanici in corrente continua ed alternata. Principio di funzionamento e applicazioni di misura dell'oscilloscopio analogico (10 h). Metodi di ponte in corrente continua ed in corrente alternata. Metodi e strumenti per la misurazione della potenza e dell’energia elettrica in sistemi monofase e trifase (10 h). Trasformatori di misura. Caratteristiche, prestazioni e applicazioni (4h). Misurazione di frequenza e di intervalli di tempo. Richiami sui principi della conversione analogico/digitale e sui convertitori A/D parallelo (o flash), ad approssimazioni successive e a integrazione. Multimetri digitali (10 h). Oscilloscopio a memoria digitale e schede di acquisizione dati (10 h). Sistemi di acquisizione automatica dei dati: elementi funzionali ed architetture (10 h). Interfacce di comunicazione: IEEE-488 (8 h).

Oltre alle lezioni in aula, sono previste attività di esercitazione e laboratorio. Esercitazioni in aula: stima dell'incertezza (modelli deterministico e probabilistico) (6 h) Esercitazioni in laboratorio: Misurazione di resistenza mediante: metodo volt-amperometrico, multimetro numerale (3 h). Esercitazioni d'uso dell'oscilloscopio analogico (3 h) Esercitazioni d'uso di strumenti analogici e digitali per la misurazione di grandezze alternate (3 h) Realizzazione di un sistema automatico di misura basato su scheda di acquisizione dati (6 h). Realizzazione di un sistema automatico di misura basato su multimetro digitale (3 h).

A. Carullo, U. Pisani, A. Vallan, "Fondamenti di misure e strumentazione elettronica¿, Edizioni C.L.U.T." Torino, 2006 G. Zingales, "Misure Elettriche - Metodi e Strumenti", UTET Libreria, Torino, 1986 L.D. Jones, A.F. Chin, "Electronic Instruments and Measurements", second edition, Englewood Cliffs Prentice-Hall, 1991 Dispense per l'esecuzione delle esercitazioni di laboratorio.

... Valutazione delle esercitazioni di laboratorio e prova scritta (10 domande a risposta chiusa). Eventuale esame orale. Per gli studenti che non producono relazioni di laboratorio: prova scritta (10 domande a risposta chiusa) e prova orale.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.