Il corso è tenuto in lingua inglese.
Insegnamento obbligatorio per la Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica collocato al I periodo didattico del I anno. In questo corso si completano le conoscenze di misure elettroniche, che gli studenti devono aver acquisito nella laurea, estendendole ai sistemi di misura a micro-controllore, ai sensori ed alle tecniche di verifica e collaudo di apparecchiature elettroniche. Sono inoltre fornite le nozioni di base di affidabilità (modelli di tasso di guasto, analisi di fattibilità in fase di progettazione, prove di laboratorio) e una descrizione delle procedure per la gestione in qualità della strumentazione di misura (taratura, riferibilità, conferma metrologica).

- Conoscenza delle problematiche legate alla certificazione ed alla riferibilità della strumentazione
- Capacità di pianificare una procedura di conferma metrologica della strumentazione
- Conoscenza delle caratteristiche e delle potenzialità della moderna strumentazione digitale
- Capacità di utilizzare la moderna strumentazione digitale e di interpretare le specifiche fornite dai costruttori
- Conoscenza dei principi di funzionamento dei più diffusi sensori di grandezze fisiche
- Capacità di interpretare le specifiche fornite dai costruttori per alcuni tipi di sensori e di scegliere i circuiti di condizionamento più opportuni.
- Conoscenza delle principali architetture di sistemi di misura complessi e distribuiti e dei bus di interconnessione industriali
- Capacità di progettare un sistema di acquisizione dati scegliendo gli strumenti e le tecniche più opportuni
- Conoscenza dell’architettura dei sistemi di misura a micro-controllore
- Conoscenza dei concetti di base di affidabilità, statistica e delle prove eseguite su componenti e dispositivi elettronici
- Capacità di interpretare le informazioni relative al tasso di guasto di singoli componenti e di stimare l’affidabilità di sistemi complessi

Concetto di grandezza fisica, misura, misurazione ed incertezza
Trattamento della propagazione dell’incertezza secondo i modelli deterministico e probabilistico
Conoscenza della strumentazione di base per la misurazione di grandezze elettriche
Conoscenza dei metodi di misura di base (diretti ed indiretti, di confronto, di zero, di ponte)
Conoscenza dell’uso degli amplificatori operazionali e dei filtri.
Conoscenza dei fondamenti del campionamento e della conversione analogico/digitale
Conoscenza degli elementi di base di probabilità e statistica

Organizzazione internazionale della metrologia e accordi internazionali di mutuo riconoscimento; il Sistema Nazionale di Taratura italiano; taratura e riferibilità della strumentazione; procedure di conferma metrologica della strumentazione (2 CFU).
Strumentazione digitale: richiami sul processo di conversione analogico/digitale, schede di acquisizione dati, oscilloscopi digitali, analizzatori di stati logici (2 CFU).
Principio di funzionamento e prestazioni delle principali categorie di sensori per grandezze fisiche e dei relativi circuiti di condizionamento (1 CFU).
Sistemi di misura distribuiti e bus di interconnessione (1.5 CFU).
Affidabilità: termini e definizioni; classificazione dei guasti; modelli di tasso di guasto; analisi di affidabilità; prove di laboratorio (1.5 CFU).

Lezioni in aula (circa 48 ore). Esercitazioni in aula (circa 8 ore). Esercitazioni in laboratorio (circa 24 ore).
Le esercitazioni in aula, integrate con le lezioni, verteranno sulla progettazione di circuiti di condizionamento dei segnali e sistemi di acquisizione dati.
Durante le 8 esercitazioni sperimentali in laboratorio, gli studenti saranno divisi in gruppi da 4 componenti e si occuperanno dello sviluppo di sistemi di misura a micro-controllore e della verifica di taratura della strumentazione. I temi specifici dei laboratori saranno proposti dal docente durante il corso ed aggiornati sulla base delle disponibilità dei laboratori.
È suggerita, ma non obbligatoria, la stesura di una breve relazione su ciascuna esercitazione sperimentale.

Measurement errors: theory and practice (S. Rabinovich)
Reliability: theory and practice (I. Bazovsky)
Reliability engineering in systems design and operation (B.S. Dhillon)
Practical data communications for instrumentation and control (J. Park, S. Mackay, E. Wright)
Reperibili sul portale della didattica ed accessibili agli studenti del corso:
Dispensa su taratura, riferibilità e conferma metrologica della strumentazione di misura
Copia dei lucidi utilizzati durante le lezioni, comprendenti esempi di progettazione e di problemi richiesti in sede di esame

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 consiste nello svolgimento di un esercizio di progettazione di un sistema di acquisizione dati (10 punti), mentre la seconda parte include 4 quesiti a risposta aperta o semplici esercizi a risposta chiusa (5 punti per domanda). La valutazione si basa sulla correttezza dei risultati e sulla capacità di progettare il sistema di acquisizione dati soddisfacendo le specifiche di misura fornite.
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.