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 utilizzando in modo critico e consapevole gli strumenti e i metodi descritti a lezione. Altri risultati attesi riguardano l'analisi dell'incertezza e la conoscenza del funzionamento degli strumenti. Queste abilità saranno acquisite con l’applicazione sperimentale della teoria in esercitazioni di laboratorio in cui saranno realizzati semplici processi di misura impiegando strumentazione descritta a lezione.

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, elementi di analisi matematica.

Fondamenti di misure: - Organizzazione internazionale della metrologia e sistema SI. Riferibilità e taratura della strumentazione. Misurazioni dirette ed indirette - Incertezza di misura nelle misure dirette ed indirette: modello deterministico e modello probabilistico (6 h). - Caratterizzazione metrologica di un dispositivo per misurazione Strumentazione di misura: - strumenti analogici per corrente continua (voltmetri e amperometri) - convertitori Analogico Digitale: paralleli, approssimazioni successive ed a integrazione, effetto sui segnali misurati - multimetri digitali, misurazione di tensioni e correnti in continua e in alternata, misurazione di resistenze a due e quattro terminali - generalità sul teorema del campionamento, sui sistemi di acquisizione dati, cenni sugli algoritmi di stima di grandezze elettriche in alternata a partire da segnali campionati - Schema a blocchi, struttura ed uso degli oscilloscopi digitali - cenni sulla scheda di acquisizione dati - effetti sistematici nella misura di tensioni, correnti resistenza e loro correzione Metodi di misura - metodo voltamperometrico - misure di resistenza per confronto - misurazione di energia e potenza in sistemi elettrici monofase e trifase a partire da segnali campionati di tensione e corrente Laboratori: - misure di grandezze elettriche in corrente continua - misure di grandezze elettriche in corrente alternata - uso dell'oscilloscopio - caratterizzazione di uno strumento o un sensore - uso della scheda di acquisizione dati in ambiente Labview - misure di potenza su sistema trifase con scheda di acquisizione dati

Le esercitazioni verranno svolte in gruppi composti da 4 allieve/i

Lezioni teoriche ed esercitazioni in aula: 42 h Esercitazioni in laboratorio: 18 h

Testi (in italiano) 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.

Slides;

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Elaborato scritto prodotto in gruppo;

Exam: Written test; Optional oral exam; Group essay;

... L’esame è scritto, integrato con la valutazione delle relazioni di laboratorio. La prova orale è facoltativa. La prova scritta è volta ad accertare la conoscenza degli argomenti trattati a lezione, a valutare la capacità di analizzare e calcolare l'incertezza di misura, di descrivere in modo critico il principio di funzionamento degli strumenti, di analizzarne i manuali, di progettare i sistemi di misura descritti a lezione o altri non descritti ma analoghi. La prova scritta è composta di 5 quesiti a risposta aperta riguardanti esercizi e/o argomenti di teoria. Il tempo a disposizione per lo svolgimento è di 1h. Il punteggio massimo è di 30/30. Durante la prova non si potranno consultare libri, slides o appunti. Gli studenti che superano la prova scritta con punteggio >=16/30 potranno sostenere una prova orale facoltativa A RICHESTA del docente. La prova orale verterà su tutto il programma. La prova orale comporta un incremento o una riduzione del voto della prova scritta fino a 6 punti. Il Docente si riserva la facoltà di chiedere una verifica orale dell’elaborato. Le relazioni “brevi” di laboratorio dovranno essere redatte in gruppo direttamente in laboratorio durante lo svolgimento dell’esercitazione e saranno consegnate per posta elettronica alla fine dell’esercitazione o entro la data comunicata dal docente. Sarà valutato sia il contenuto della relazione sia la presenza in laboratorio. Una singola assenza in laboratorio non comporta penalizzazioni. Il punteggio massimo assegnato alle relazioni è di punti 3 che saranno sommati al voto della prova scritta già eventualmente corretto in funzione della prova orale. La lode sarà assegnata quando il punteggio complessivo è maggiore o uguale a 33/30.

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.