Politecnico di Torino
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Anno Accademico 2010/11
01MOFNX, 01MOFOD
Misure
Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Fisica - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-INF/07 8 B - Caratterizzanti Ingegneria elettronica
Presentazione
Il corso si propone di fornire all'allievo le nozioni di base della moderna scienza delle misure, il sistema internazionale di unità (SI) e del trattamento delle incertezze di misura. Sono trattati i principi di funzionamento e il corretto utilizzo della strumentazione elettronica, di uso generale ma anche più specifico di un laboratorio, le sue caratteristiche e limiti di impiego ed accuratezza. Si trattano inoltre i metodi di misura delle grandezze elettriche principali: tensioni, correnti, resistenze, frequenza, impedenze e potenze fino alle frequenze VHF e UHF. Particolare attenzione viene infine dedicata ai sistemi automatici di misura, strumentazione programmabile e i più diffusi ambienti di programmazione ad oggetti. L'allievo viene messo in condizioni di utilizzare la strumentazione ed impostare con consapevolezza una procedura di prova tipica di un laboratorio elettronico sia per le telecomunicazioni che per il test su componenti e sistemi.
Risultati di apprendimento attesi
- Conoscere i fondamenti delle misure e le regole di propagazione dell'incertezza secondo il modello probabilistico e le regole per la corretta comunicazione dei risultati della misurazione.
- Essere in grado di stimare l'incertezza di una misurazione indiretta e comunicarla in modo corretto
- Conoscere principio di funzionamento, potenzialità e limiti di vari strumenti di misura con particolare riferimento alle loro caratteristiche metrologiche.
- Conoscere i metodi di misura delle principali grandezze elettriche e di altre grandezze fisiche trasdotte in elettriche.
- Essere in grado di scegliere lo strumento ed il metodo di misura più adatto ad una specifica applicazione
- Conoscere metodi fondamentali di programmazione ed uso della strumentazione anche di tipo virtuale
- Essere in grado di progettare un sistema di misura di vari tipi di grandezze, anche impiegando sistemi di programmazione commerciali
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Prerequisiti / Conoscenze pregresse
Concetti fondamentali della fisica e dell'elettrotecnica sia in corrente continua che alternata. Conoscenze sull'analisi dei transitori di un circuito elettrico e delle funzioni di trasferimento in regime sinusoidale. Concetti fondamentali di statistica, teoria delle probabilità e teoria dei segnali. Concetti fondamentali di analisi spettrale di segnali continui e campionati.
Elettronica analogica di base e a livello di blocchi funzionali con concetti base sui circuiti reazionati.
Programma
- Fondamenti della teoria delle misure, incertezza di una misura, propagazione delle incertezze, modello probabilistico, sistema Internazionale di unità di misura e tracciabilità di una misura; cenni ai campioni di riferimento (15h)
- Strumenti analogici e numerici per la misura di tensioni, correnti DC, AC e resistenze, convertitori AD a semplice e doppia integrazione, misure di resistenza e di impedenza con metodi volt-amperometrici, di confronto, di zero, a ponte e a risonanza. Misure di potenza BF e RF. (20h)
- L'oscilloscopio a memoria digitale: modalità operative e caratteristiche fondamentali, problemi legati all'acquisizione dei segnali (10h)
- Frequenzimetri e periodimetri numerici, metodi per la misura di frequenza con tecniche di confronto di fase e a battimenti, generatori di segnali sinusoidali BF, RF e a battimenti. Generatori di forme d'onda. Generatori di segnali a sintesi di frequenza. Campioni di frequenza e tempo (15h)
- L'analizzatore di spettro: modalità operative e caratteristiche fondamentali, tecniche analogiche e digitali (10h).
- Cenni su sistemi di misura programmabili, strumentazione modulare e su scheda, ambienti di programmazione basati su strumenti virtuali (10h).
Organizzazione dell'insegnamento
Sono previste esercitazioni in aula sulla stima delle incertezze di misura sugli argomenti trattati di volta in volta. Vengono inoltre svolte da 5 a 7 esercitazioni sperimentali guidate a gruppi di 3-4 persone su misure di forme d'onda sinusoidali e non sinusoidali con diversi voltmetri, misure di frequenza e periodo, misure di forme d'onda con oscilloscopio digitale, misure di resistenza con metodi di ponte, addestramento all'uso di sistemi automatici di acquisizione dati.
Al termine di ciascuna esercitazione, gli studenti possono decidere di redigere una relazione di gruppo, che può essere valutata con un punteggio che contribuisce al voto finale.
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
L.D. Jones, A.F. Chin: Electronic Instruments and Measurements (second edition), Englewood Cliffs, Prentice-Hall, 1991.
S. Rabinovich: Measurement Error ' Theory and Practice, American Institute of Physics, 1995.
A. Carullo, U. Pisani, A. Vallan: Fondamenti di misure e strumentazione elettronica, Ed. CLUT Torino, 2006.
U. Pisani: Misure Elettroniche, Ed. Politeko, Torino, 2000.
Sono disponibili copie dei lucidi utilizzati nelle lezioni, esempi scritti di esame ed esercizi, testi e manuali per le esercitazioni di laboratorio. Questo materiale è disponibile su un sito web o attraverso il portale della didattica.
Criteri, regole e procedure per l'esame
L'esame finale consiste in una prova scritta composta di due parti, una con domande e semplici esercizi a risposta chiusa e/o aperta ed una richiedente la risoluzione di problemi di uso della strumentazione e propagazione dell'incertezza in misurazioni indirette. Indipendentemente dal punteggio finale, per considerare superato l'esame, lo studente deve raggiungere almeno 15/30 in ciascuna delle due parti. Nella prima sessione di esami immediatamente dopo la fine del corso, lo studente può anche chiedere siano valutate le relazioni sulle esercitazioni di laboratorio, che possono consentire di incrementare la votazione fino ad un massimo di 4/30. Il docente si riserva di procedere ad una valutazione orale in caso di dubbi relativi alle prove scritte e/o alle eventuali relazioni.
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2010/11
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