MISURE E STRUMENTAZIONE

iten
Codice
66228
ANNO ACCADEMICO
2021/2022
CFU
6 cfu al 3° anno di 8784 INGEGNERIA MECCANICA (L-9) LA SPEZIA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
ING-IND/12
LINGUA
Italiano
SEDE
LA SPEZIA (INGEGNERIA MECCANICA )
periodo
1° Semestre
materiale didattico

PRESENTAZIONE

Le misure sono elemento essenziale in molti prodotti. Il sistema antibloccaggio di un veicolo (ABS) misura la velocità di rotazione delle ruote in frenata e interviene conseguentemente, così come il controllo di stabilità (ESP) misura la velocità angolare del veicolo e provvede a stabilizzarne il comportamento. Una decisione è spesso basata su una misura, per cui occorre progettarla accuratamente, dal sensore all’acquisizione, includendo la valutazione della qualità/affidabilità della misura.

In quest’ottica, l’insegnamento si propone come obiettivo fondamentale quello di rendere lo studente capace di eseguire correttamente le più comuni misure meccaniche e termiche, sia statiche sia dinamiche, e di esprimere, in maniera adeguata e coerente alle normative internazionali, il risultato di una misurazione e l'incertezza ad essa associata.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Sviluppare una comprensione operativa dei fondamenti della misurazione, comprendente i metodi di analisi statica e dinamica, la valutazione dell’incertezza, le tarature, la componentistica, il condizionamento dei segnali e la misura di grandezze meccaniche e termiche. Sono fornite le necessarie nozioni di probabilità e statistica.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Sviluppare una comprensione operativa dei fondamenti della misurazione, comprendente i metodi di analisi statica e dinamica, la valutazione dell’incertezza, le tarature, la componentistica, il condizionamento dei segnali e la misura di grandezze meccaniche e termiche. Sono fornite le necessarie nozioni di probabilità e statistica.

Al termine del corso lo studente comprenderà e valuterà in maniera critica il funzionamento e le prestazioni dei diversi strumenti/sistemi/catene di misura e ne discuterà utilizzando lessico specifico. Inoltre sarà in grado di valutare l’incertezza di una misurazione, secondo metodi riconosciuti a livello internazionale, utilizzando i concetti appresi durante il corso.

Lo studente avrà acquisito le competenze utili per ampliare le proprie conoscenze in materia di metrologia e misure attraverso la consultazione autonoma di testi specialistici, riviste scientifiche o divulgative, anche al di fuori degli argomenti trattati strettamente a lezione, al fine di affrontare efficacemente l’inserimento nel mondo del lavoro o intraprendere percorsi di formazione successivi.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali in aula affronteranno gli argomenti del corso attraverso proiezione di slides ed utilizzo della lavagna. Saranno svolti esercizi utili per comprendere le metodologie affrontate a lezione e applicarle a casi specifici. Gli esercizi potranno essere assegnati preventivamente tramite Aulaweb ed in questi casi è raccomandato allo studente di affrontare il problema prima della lezione.

Potranno essere organizzate delle sessioni di Laboratorio in cui gli studenti potranno svolgere, a piccoli gruppi, un’esperienza pratica guidati dal docente.

Il materiale che verrà utilizzato a supporto delle lezioni sarà caricato durante il corso sulla piattaforma Aulaweb.
Tutto il materiale condiviso su Aulaweb è considerato parte integrante del materiale didattico. Si ricorda agli studenti non frequentanti di controllare con regolarità il sito del corso su Aulaweb onde essere sempre aggiornati.

PROGRAMMA/CONTENUTO

  • Elementi di probabilità e statistica: probabilità, variabili aleatorie, varianza e covarianza, regressione lineare.
  • Metodi generali: valutazione dell’incertezza di misura, procedure di taratura, comportamento dinamico degli strumenti.
  • Sensori: sensori elastici, sensori sismici, estensimetri, termoresistenze, termocoppie, sensori capacitivi, sensori induttivi.
  • Condizionamento dei segnali di misura: circuiti a partitore e a ponte, demodulatori, amplificatori, filtri, criteri per la protezione dalle interferenze.
  • Voltmetri e convertitori analogico-digitali, conversione corrente-tensione, basi di campionamento e aliasing.

 

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Il materiale didattico per lo studio sarà fornito dal docente tramite aualweb. I seguenti testi potranno essere utilizzati  per approfondimenti

  • P. Bentley, Principles of measurement systems, Longman, 2005;
  • E. O. Doebelin, Strumenti e metodi di misura, McGraw-Hill, 2004;
  • W. Dally, et alii, Instrumentation for engineering measurement , Wiley, 1993;
  • A. Papoulis, Probabilità, variabili aleatorie e processi stocastici, Boringhieri, Torino, 1985;
  • Rotondi, P. Pedroni, P. Pievatolo, Probabilità Statistica e Simulazione, Springer, Milano 2005.
  • Normativa e guide internazionali :UNI CEI ENV 13005, ISO 10012, ISO 17025.

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Su appuntamento da concordare via e-mail (francesco.crenna@unige.it)

Ricevimento: Su appuntamento, da concordare via e-mail (marta.berardengo@unige.it).

Commissione d'esame

FRANCESCO CRENNA (Presidente)

VITTORIO BELOTTI

GIANCARLO CASSINI

MARGHERITA MONTI

GIOVANNI BATTISTA ROSSI

MARTA BERARDENGO (Presidente Supplente)

LEZIONI

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali in aula affronteranno gli argomenti del corso attraverso proiezione di slides ed utilizzo della lavagna. Saranno svolti esercizi utili per comprendere le metodologie affrontate a lezione e applicarle a casi specifici. Gli esercizi potranno essere assegnati preventivamente tramite Aulaweb ed in questi casi è raccomandato allo studente di affrontare il problema prima della lezione.

Potranno essere organizzate delle sessioni di Laboratorio in cui gli studenti potranno svolgere, a piccoli gruppi, un’esperienza pratica guidati dal docente.

Il materiale che verrà utilizzato a supporto delle lezioni sarà caricato durante il corso sulla piattaforma Aulaweb.
Tutto il materiale condiviso su Aulaweb è considerato parte integrante del materiale didattico. Si ricorda agli studenti non frequentanti di controllare con regolarità il sito del corso su Aulaweb onde essere sempre aggiornati.

Orari delle lezioni

MISURE E STRUMENTAZIONE

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame consiste in una prova scritta, una prova orale e, nel caso fosse possibile, una relazione di prova inerente l’attività di laboratorio.

La prova scritta verterà sulla parte metodologica del corso, inerente la descrizione del processo di misurazione, la taratura della catena di misura e la valutazione dell’incertezza di misura.

Lo studente potrà affrontare l’orale solo se avrà superato la prova scritta.

Qualora sia possibile offrire esperienze di laboratorio lo studente presenterà, in occasione della prova orale, una relazione di prova dove affronterà una delle esperienze svolte, descrivendo la prova ed analizzandone i dati.

La prova orale consiste in una domanda aperta (due domande nel caso non sia stato possibile offrire attività di Laboratorio) sui principi di funzionamento dei sensori, dei componenti delle catene di misura e su esempi di catene di misura di particolare rilevanza per l'ingegneria affrontati a lezione.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La prova scritta è focalizzata sugli aspetti metodologici, affrontati nella prima parte del corso.  A titolo di esempio: trasduzione, restituzione, compensazione, taratura e valutazione dell'incertezza di una misurazione. Lo scopo è quello di valutare la comprensione dei metodi e la capacità di applicarli in un esempio pratico.

La prova orale è invece focalizzata sulla seconda parte del corso. A titolo di esempio: sensoristica, condizionamento e trasmissione del segnale, acquisizione dei dati. Lo scopo è quello di verificare la comprensione delle problematiche inerenti i vari tipi di misure affrontati, e di come possano essere affrontati con i componenti oggetto del colloquio.

La relazione di prova consente di valutare l’integrazione tra aspetti teorici e applicativi e la capacità di esporre tecnicamente una attività misuristica sperimentale.

Generalmente sarà inoltre valutata la capacità di comunicare con proprietà di linguaggio e lessico ingegneristico gli argomenti affrontati, e il senso critico sviluppato rispetto alle applicazioni in ambito ingegneristico.

Calendario appelli

Data Ora Luogo Tipologia Note
14/01/2022 09:00 LA SPEZIA Orale
14/01/2022 09:00 LA SPEZIA Scritto
28/01/2022 09:00 LA SPEZIA Orale
28/01/2022 09:00 LA SPEZIA Scritto
11/02/2022 09:00 LA SPEZIA Orale
11/02/2022 09:00 LA SPEZIA Scritto
29/06/2022 09:00 LA SPEZIA Orale
29/06/2022 09:00 LA SPEZIA Scritto
18/07/2022 09:00 LA SPEZIA Orale
18/07/2022 09:00 LA SPEZIA Scritto
12/09/2022 09:00 LA SPEZIA Orale
12/09/2022 09:00 LA SPEZIA Scritto