Insegnamento MISURE ELETTRONICHE
| Nome del corso di laurea | Ingegneria informatica ed elettronica |
|---|---|
| Codice insegnamento | A003146 |
| Curriculum | Ingegneria elettronica |
| Docente responsabile | Alessio De Angelis |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 9 |
| Regolamento | Coorte 2022 |
| Erogato | Erogato nel 2024/25 |
| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Ingegneria elettronica |
| Settore | ING-INF/07 |
| Anno | 3 |
| Periodo | Secondo Semestre |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Il corso ha come obiettivo formativo l’acquisizione di conoscenze e competenze relative alla Teoria della Misurazione, alla misurazione di grandezze elettriche, e alla moderna strumentazione elettronica di misura. Il modulo prevede attività di laboratorio per meglio consolidare le conoscenze e le competenze. |
| Testi di riferimento | Materiale didattico a cura del docente |
| Obiettivi formativi | Obiettivi formativi - Comprensione dei principali aspetti della Teoria della Misurazione - Comprensione dei principali metodi per la misurazione di grandezze elettriche - Comprensione dei metodi per la stima e riduzione delle incertezze di misura, del loro utilizzo nelle verifiche di conformità - Comprensione delle tecniche per la misura e l’acquisizione dati. - Comprensione dell'architettura e modalità di impiego della strumentazione per le misure elettroniche (multimetri, oscilloscopi, contatori, analizzatori di spettro) e dei sistemi di acquisizione dati nella pratica. Competenze in uscita - Capacità di progettare e realizzare un sistema per la misurazione di grandezze elettriche - Abilità nella scelta e realizzazione di sistemi per il condizionamento delle grandezze elettriche misurande. - Capacità di selezione e impiego della strumentazione elettronica di misura - Capacità di stimare l’incertezza di misura associata a una data misurazione - Capacità di effettuare una verifica di conformità - Capacità di progettare ed utilizzare sistemi di acquisizione dati. |
| Prerequisiti | Per una migliore comprensione degli argomenti trattati, sono consigliate competenze relative agli insegnamenti di Analisi matematica I e II, Fisica B, Teoria dei Circuiti, Elettronica, Calcolo delle Probabilità e Teoria dei Segnali. |
| Metodi didattici | Lezione frontale e attività di laboratorio. |
| Altre informazioni | Per domande, ricevimento contattare il docente: alessio.deangelis@unipg.it |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | La prova di valutazione si compone di una prova scritta e di una prova orale. La prova scritta della durata di 2 ore ha l'obiettivo di accertare le conoscenze acquisite e la capacità di collegare gli argomenti al fine di risolvere problemi di natura pratica. Lo scritto è composto da dieci domande a stimolo chiuso e da due esercizi da risolvere con calcoli di tipo numerico. La prova orale dà la possibilità allo studente di mostrare altri aspetti della propria preparazione durante un dialogo con la commissione della durata di circa 20-25 minuti. |
| Programma esteso | Parte I – Teoria della Misurazione - Introduzione e definizioni; - Processi conoscitivi empirici e scale di misura; - Incertezza di misura: definizioni e metodi valutazione, approccio probabilistico. Incertezza intrinseca, di interazione e strumentale, Incertezza di tipo A, B e composta. Incertezza estesa, fattori di copertura, verifiche di conformità; - Riferibilità metrologica e Sistema Internazionale, taratura e calibrazione; - Valutazione dell’incertezza in misurazioni indirette, legge di propagazione delle incertezze; Parte II – Circuiti per il condizionamento del segnale - Ponti di misura: ponte di Wheatstone, metodo della doppia pesata e della sostituzione, ponti a deflessione e in alternata; - Amplificatore operazionale: ipotesi di idealità, configurazione invertente, non invertente, differenziale, CMRR, sensibilità, prodotto banda-guadagno, sorgenti di rumore; - Circuiti basati su op-amp: inseguitore di tensione, sommatori, filtri, integratore, derivatore, instrumentation amplifier (INA), raddrizzatori, amplificatore logaritmico. Retroazione positiva: trigger di Schmitt, oscillatore a rilassamento. Metriche prestazionali; - Esercitazioni in laboratorio sui ponti di misura e circuiti basati su op-amp; - Esercizi in aula sui circuiti per il condizionamento e sul calcolo dell’incertezza; Parte III – Convertitori A/D - Cenni introduttivi. campionamento, quantizzazione, e codifica. Sample and Hold; - Convertitori Flash: architettura, distinzione midrise/midtread. Sorgenti di incertezza; - Convertitori Flash interleaved, multistep, approssimazioni successive, tensione-tempo, doppia integrazione; - Convertitore Digitale/Analogico, DAC potenziometrico, con uscita in corrente, sigma-delta; Parte IV – Strumenti di misura - Multimetro digitale: architettura, effetto di carico, misurazione di resistenza a 2 e 4 fili, caratteristiche metrologiche, incertezza di misura; - Oscilloscopio digitale: architettura, trigger, gestione della memoria, campionamento in tempo equivalente, risposta in frequenza, tempo di salita; - Misurazioni di grandezze elettriche in ambito industriale: estensione della portata, metodo voltamperometrico, trasformatori di misura, wattmetro, pinza amperometrica; - Contatore universale: architettura, blocchi fondamentali; - Analizzatore di spettro: funzionalità, classificazione, architettura dell’analizzatore di spettro a supereterodina, parametri prestazionali, analizzatore di spettro a FFT; - Sistemi di acquisizione dati: architettura, utilizzo e parametri prestazionali - Esercizi in aula sulla valutazione dell’incertezza nelle misurazioni con strumenti di misura; - Esercitazioni in laboratorio: realizzazione di circuiti di misura. Utilizzo di strumentazione (che include multimetri, oscilloscopi, alimentatori, generatori) per risolvere problemi pratici e caratterizzare l'incertezza di misura. Utilizzo di software per l'acquisizione dei dati di misura e la loro elaborazione. |