93814 - SENSORI E TECNICHE DI MISURA AVANZATE PER L'INGEGNERIA M

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). Digital Image Correlation. 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

Tubi di Pitot, anemometri a filo caldo. Anemometro Laser Doppler (LDA), Particle Image Velocimetry (PIV) e applicazioni avanzate in galleria del vento.

Testi/Bibliografia

Le dispense del corso sono disponibili sulla piattaforma di virtual learning (https://virtuale.unibo.it), insieme alle copie delle presentazioni utilizzate durante le lezioni. Il materiale è sufficiente per la preparazione dell'esame. Le copie delle presentazioni sono utili come supporto per prendere appunti durante le lezioni o come schemi per lo studio, che sarà approfondito sulle dispense. I testi riportati di seguito sono utili per ulteriori approfondimenti dei contenuti del corso.

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, Wiley&Sons

G. Minelli, Misure meccaniche, Patron

Metodi didattici

L'insegnamento è articolato in lezioni frontali, erogate in modalità mista come previsto attualmente dall'ateneo. 

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 e e procedure relative all'effettuazione di misure in condizioni sia statiche che dinamiche, e al funzionamento degli strumenti particolari analizzati durante il corso.

La prova consiste in tre quesiti aperti articolati in più domande sulle diverse parti del corso.

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