90523 - SENSORI E TECNICHE DI MISURA AVANZATE PER L'INGEGNERIA

Conoscenze e abilità da conseguire

Il corso si propone di impartire agli studenti nozioni relative a selezione, uso e prestazioni di diverse tipologie di sensori, sia più comuni che avanzate, per misure di grandezze meccaniche e termiche. Saranno inoltre presentati i metodi e le tecniche di condizionamento ed acquisizione dei segnali di misura, nonché la moderna strumentazione virtuale utilizzata in ambito commerciale per l’analisi dei segnali acquisiti. Il corso prevede anche una serie di esercitazioni di laboratorio sull’applicazione e l’utilizzo di alcuni dei sensori presentati in aula ed il loro interfacciamento con sistemi di acquisizione dati.

Contenuti

Prestazioni metrologiche dei sensori

Configurazione funzionale di un sensore: sensori attivi e passivi, sensori analogici e digitali, metodi di misura per deflessione e azzeramento, ingressi principali e di disturbo. Caratteristiche statiche di un sensore: taratura statica, incertezza di misura e normativa di riferimento. Caratteristiche dinamiche di un sensore: funzioni di trasferimento, strumenti di ordine uno e due, elementi di analisi del segnale.

Misure di dimensioni, spostamento e velocità

Calibri, potenziometri, LVDT, sensori piezoelettrici, sensori di prossimità capacitivi, ottici e magnetici. Impieghi industriali. Encoders incrementali e assoluti per la misura di velocità di alberi rotanti. Interferometri e vibrometri laser Doppler per misure avanzate e senza contatto.

Misure di spostamento, velocità e accelerazione assoluti

Sismografi. Velocimetri. Accelerometri piezoelettrici.

Misure di deformazione

Estensimetri elettrici: tipologie, applicazioni, fabbricazione e fissaggio di estensimetri a foglio, ponti estensimetrici e configurazioni di utilizzo, effetti della temperatura, misura di sollecitazioni semplici (trazione, flessione e torsione). Estensimetri ottici moderni: fibre ottiche con reticoli di Bragg, tecniche di misura distribuite in fibra ottica.

Misure di forza, coppia e potenza

Bilance e celle di carico piezoelettriche ed estensimetriche. Misure di coppia su alberi rotanti: torsiometri. Misure di potenza trasmessa ad un albero: dinamometri meccanici, idraulici e magnetici.

Misure di pressione

Manometri, sensori piezoelettrici, piezoresistivi, capacitivi. Misure di bassa pressione (vuoto). Misure di suono: fonometri, microfoni e sonde intensimetriche per misure di potenza. Normative comunitarie per misure di suono dei macchinari.

Misure di velocità nei fluidi e di portata

Tubi di Pitot, anemometri a filo caldo. Anemometro Laser Doppler (LDA), Particle Image Velocimetry (PIV) e applicazioni avanzate in galleria del vento. Misuratori di portata: diaframmi, venturimetri, a turbina, magnetici, ultrasonici, a vortici. Normativa di riferimento per i misuratori di portata industriali.

Misure di temperatura

Termometri e termocoppie. Termoresistenze e termistori. Fibre ottiche. Metodi nell'infrarosso: pirometri e termocamere.

Testi/Bibliografia

Testo di riferimento:

E.O. Doebelin, Strumenti e Metodi di misura , McGraw Hill

Altri testi:

R. Figliola, D. Beasley, Theory and design for Mechanical Measurements, Ed. Wiley&Sons

G. Minelli, "Misure meccaniche", Patron

Metodi didattici

L'insegnamento è articolato in lezioni frontali e in esercitazioni utili per approfondire alcune tematiche del programma.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova finale scritta. La prova scritta mira ad accertare le conoscenze acquisite durante il corso, riguardanti le problematiche relative all'effettuazione di misure in condizioni sia statiche che dinamiche, e al funzionamento degli strumenti analizzati durante il corso. La prova consiste in tre quesiti aperti. In caso di superamento della prova, è prevista la possibilità di confermare il voto ottenuto o di sostenere la prova orale

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, pc.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Raffaella Di Sante