37515 - MISURE MECCANICHE TERMICHE E COLLAUDI

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente conosce e sa analizzare in autonomia le problematiche relative all'effettuazione di misure su sistemi meccanici e termici, all'analisi ed all'interpretazione dei risultati, e alla comprensione del funzionamento dei più diffusi strumenti per la misura di grandezze fisiche. Inoltre, conosce gli strumenti utili per la comprensione e la gestione di moderni sistemi d'acquisizione e trattamento di dati sperimentali. Attraverso le esperienze proposte, che si svolgono presso i laboratori, lo studente acquisisce la capacità di applicare le competenze apprese nella scelta degli strumenti più adatti, nel corretto uso della strumentazione e nell'analisi critica dei risultati.

Contenuti

Concetti introduttivi

Generalità del concetto di misura: definizioni e normativa. Configurazioni generali di strumenti di misura e schemi a blocchi funzionali. Applicazioni di strumentazioni in vari campi: esempi.

 

Caratteristiche statiche di uno strumento

Taratura statica e curva di taratura. Elaborazione statistica dei dati. Caratteristiche metrologiche: accuratezza, sensibilità, soglia, risoluzione, isteresi, linearità. Incertezza: definizioni e normativa, analisi e determinazione.

 

Caratteristiche dinamiche di uno strumento

Introduzione ed equazione generale. Strumenti del I e II ordine e risposta a ingressi canonici. Risposta a ingressi periodici e transitori. Determinazione sperimentale dei parametri dinamici.

 

Elementi di analisi del segnale

Segnali periodici, transitori e casuali. Funzioni di auto- e cross-correlazione. Densità spettrale quadratica media. Risposta in frequenza di strumenti di ordine qualsiasi a ingressi generici: importanza e determinazione sperimentale e numerica.

 

Conversione analogico-digitale

Quantizzazione e codifica. Campionamento e condizionamento di segnali analogici. Convertitori A/D a doppia rampa e flash. Configurazioni di conversione per acquisizioni multicanale in sequenza e simultanee.

 

Misure di dimensioni, spostamento e velocità

Calibri, potenziometri, sensori di prossimità ottici. Encoders incrementali e assoluti.

 

Misure di spostamento, velocità e accelerazione assoluti

Sismografi. Accelerometri. accelerometri piezoelettrici e servoaccelerometri. Taratura di accelerometri con metodo assoluto e per confronto.

 

Misure di deformazione

Estensimetri. Estensimetri elettrici a resistenza: tipologie, applicazioni, cenni su fabbricazione e fissaggio di estensimetri a foglio, ponti estensimetrici e configurazioni di utilizzo, effetti della temperatura, misura di sollecitazioni semplici.

 

Misure di forza, coppia e potenza

Bilance e celle di carico piezoelettriche ed estensimetriche. Torsiometri.

 

Misure di pressione

Manometri, sensori piezoelettrici, piezoresistivi, capacitivi.

 

Misure di temperatura

Termometri e termocoppie. Termoresistenze e termistori.

 

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 sole copie delle presentazioni sono utili come supporto per prendere appunti durante le lezioni o come schemi per lo studio, che deve però essere approfondito sulle dispense. I testi riportati di seguito sono utili per ulteriori approfondimenti dei contenuti del corso.

Testi di riferimento:

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

G. Rossi, Misure meccaniche e termiche: basi teoriche e principali sensori e strumenti, Carocci

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 che si svolgono nel Laboratorio Meccanica e Aeronautica del Dipartimento di Ingegneria Industriale. Le esercitazioni sono svolte durante l'orario di lezione in tre o quattro giornate e sono utili per approfondire alcune tematiche del programma.

A seconda della situazione epidemiologica saranno tenute in aula/laboratorio o in remoto.

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, dei quali almeno uno incentrato sulla prima parte del corso riguardante le prestazioni statiche e dinamiche degli strumenti di misura.

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