34719 - MISURE ELETTRICHE T

Conoscenze e abilità da conseguire

Il corso fornisce agli studenti i principali concetti relativi a: - Metrologia e teoria della misurazione - Condizionamento ed acquisizione di segnali - Funzionamento dei principali strumenti di misura digitali - Metodi di misura di segnali e grandezze elettriche - Principali misure e prove su macchine e sistemi elettrici Gli studenti saranno in grado di applicare le conoscenze acquisite a sistemi di misura al fine di comprenderne il funzionamento (se necessario consultando i manuali tecnici delle apparecchiature di misura impiegate), utilizzarli correttamente, determinare l'incertezza da associare ai risultati delle misure ottenuti (sia per via diretta che indiretta) e, se necessario, descriverne appropriatamente scopo, impiego e limiti di funzionamento.

Contenuti

Risultato della misurazione; la misura come variabile aleatoria; espressione e la determinazione dell'incertezza di misura: incertezza di tipo A e di tipo B; fattore di copertura; espressione dell'incertezza per misure dirette ed indirette; legge di propagazione dell'incertezza.
Il Sistema Internazionale di unità di misura; unità fondamentali, supplementari e derivate; cenno ai campioni di massa, lunghezza, tempo e di grandezze elettriche (corrente, tensione e resistenza). Il concetto di riferibilità.
Caratterizzazione del resistore in DC; misure di resistenza: metodo voltamperometrico, ponte di Wheatstone e applicazione del metodo di sostituzione.
Il condizionamento dei segnali; l'amplificatore operazionale: comportamento ideale e comportamento reale, parametri statici e dinamici per la sua caratterizzazione, esempi di circuiti con amplificatori operazionali e discussione del loro funzionamento.
Misure di tempo e di frequenza: discussione dei metodi di misura e dei loro limiti; metodo del contatore reciproco.
Processo di conversione A/D: campionamento, quantizzazione e codifica; il dispositivo Sample/Hold. L’aliasing.
I convertitori D/A: convertitore R-2R e convertitore a resistori pesati.
I convertitori A/D:
- convertitori a valore istantaneo (convertitore flash, a rampa semplice, a successive approssimazioni)
- convertitori a valor medio (convertitore a doppia rampa, a rampa multipla e convertitore tensione-frequenza)
Definizione e misura dei parametri di ampiezza di un segnale periodico: valore di picco, valor medio, valore efficace.
Il multimetro: misure di tensione e corrente continua ed alternata; misure di resistenza.
Le schede di acquisizione: funzionamento, caratterizzazione ed utilizzo. Il problema dei loop di terra. Gli strumenti virtuali.
Definizione di potenza attiva e reattiva e loro misura: wattmetro analogico e wattmetro digitale.
L'oscillografo digitale: schema a blocchi, organizzazione della memoria, concetto di trigger e di pretrigger, funzionamento in tempo reale ed in tempo equivalente. Confronto con l'oscillografo analogico.
Bus per il controllo della strumentazione digitale: bus IEEE488.
Parametri passivi dei circuiti: resistori, induttori e condensatori; discussione del loro circuito equivalente e dei parametri per la loro caratterizzazione.
Misure di impedenza con metodo voltamperometrico.
Ponti per misure di impedenza: ponti in alternata e problemi di convergenza alla condizione di equilibrio. Ponti di Wien, Schering e Maxwell.
Trasformatori di tensione (TV) e di corrente (TA); trasduttori ad annullamento di campo e a bobina di Rogowsky.
Misure su sistemi trifasi a 3 e 4 fili; il teorema di Aron; inserzione Barbagelata.
Misure in regime non sinusoidale: misure di distorsione, misure di contenuto armonico.
L'analizzatore di spettro analogico: circuito supereterodina. L'analizzatore di spettro digitale: la DFT, il problema del leakage e la finestratura; cenno al circuito PLL.
L'analizzatore di spettro realtime.
Strumenti e metodi per la misura della qualità dell'energia.
La misura e la localizzazione delle scariche parziali (compreso il funzionamento del sistema GPS per generare un riferimento temporale assoluto).
Cenni alle misure di inquinamento elettromagnetico e alle misure per la compatibilità elettromagnetica
Misure per la caratterizzazione delle macchine elettriche: misure per definirne la potenza.
Misure sul trasformatore: prova a vuoto, prova in cortocircuito, misura del rendimento convenzionale, prova di isolamento.
Misure sulla macchina asincrona: discussione della prova termica; funzionamento di diversi tipi di freni elettromagnetici.
Misure sugli impianti elettrici: definizione della resistenza del picchetto di terra e sua misura; misura della resistività del terreno.
Misura dell'impedenza dell'anello di guasto.

Testi/Bibliografia

Domenico Mirri, Gaetano Iuculano, Misure Elettroniche - CEDAM

Metodi didattici

Lezioni in aula

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame scritto + orale

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Gaetano Pasini