40048 - SENSORI E TRASDUTTORI PER L'INDUSTRIA E L'AMBIENTE M

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2018/2019

Conoscenze e abilità da conseguire

Introdurre l'allievo al funzionamento ed alla caratterizzazione delle principali tipologie di sensori e trasduttori impiegati in ambito industriale e per rilevazioni ambientali; fornire indicazioni per un corretto interfacciamento fra questi dispositivi e le apparecchiature di controllo ed elaborazione che ne sfruttano i segnali; progettare ed implementare semplici sistemi di acquisizione ed elaborazione dei segnali forniti dai trasduttori.

Programma/Contenuti

I sensori

La misurazione. Principali applicazioni dei sensori: misura e controllo. Impatto dei sensori nello sviluppo industriale.

Caratteristiche metrologiche dei sensori
Il modello del sensore. La caratterizzazione del sensore. I regimi di funzionamento: regime stazionario e regime dinamico. Le condizioni operative. La vita. I criteri di scelta dei sensori.

Principi di funzionamento dei sensori passivi
Sensori resistitivi. Sensori capacitivi. Sensori induttivi. Sensori magnetici, effetto Hall. Magnetoresistori.

Principi di funzionamento dei sensori attivi
Effetti Peltier, Thomson, Seebeck. Effetto piezoelettrico. Effetto piroelettrico.

Sensori e trasduttori per grandezze meccaniche
Encoder, Resolver, Synchro. Sensori di prossimità ad induzione. Estensimetri. Trasformatori differenziali lineari (LVDT). Trasduttori di posizione ad ultrasuoni.

Sensori e trasduttori per misure di portata.
Trasduttori a differenza di pressione, magnetici, ad ultrasuoni, a generazione di vortici e ad accelerazione di Coriolis.

Integrazione dei sensori nella strumentazione elettronica
I trasduttori come elementi circuitali. Smart sensors. Amplificazione e rumore. Richiami sui blocchi di condizionamento del segnale. Sistemi industriali per acquisizione dati da sensori e trasduttori. Strumenti virtuali.

I sensori ottici
Sensori interferometrici ed intensimetrici. Principi di funzionamento: Michelson, Sagnac, Mach-Zehnder, Fabry-Pérot. Sorgenti ottiche (led e laser). Fotorivelatori. Le fibre ottiche. Realizzazione di sensori mediante fibre ottiche.

Applicazioni dei sensori
Applicazioni generali. Meccaniche. Automobilistiche. Avioniche. Robotiche. Ambientali. I sensori nel controllo di qualità.

Testi/Bibliografia

Lucidi delle lezioni
Fiber Optic Sensors, Second Edition Edited by Shizhuo Yin , Paul B . Ruffin , and Francis T . S . Yu CRC Press
Industrial Process Sensors David M. Scott CRC Press
Novel Sensors and Sensing R . G . Jackson Taylor & Francis

Metodi didattici

Il corso sarà affiancato da esercitazioni di laboratorio

Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame orale

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna e lucidi

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Gaetano Pasini

Consulta il sito web di Pier Andrea Traverso