44596 - SENSORI E TRASDUTTORI LS (6 CFU)

Conoscenze e abilità da conseguire

Il corso si propone di fornire agli studenti indicazioni per:

-         capire come si caratterizzano le prestazioni di un sensore nei diversi regimi di funzionamento

-         caratterizzare le prestazioni di questi dispositivi dal punto di vista metrologico

-         fornire una panoramica sulle diverse tipologie e principi di funzionamento di questi dispositivi

-         fornire indicazioni per un corretto interfacciamento fra questi dispositivi e le apparecchiature di controllo ed elaborazione che ne sfruttano i segnali al fine di minimizzare l’incertezza sul valore dei parametri monitorizzati

-         progettare ed implementare semplici sistemi di acquisizione ed elaborazione dei segnali forniti dai trasduttori

Contenuti

I sensori

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

 

Caratteristiche metrologiche dei sensori

Il ruolo del sensore. 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. Amplificazione e rumore. Richiami sui blocchi di condizionamento del segnale. Smart sensors. Sistemi industriali per acquisizione dati da sensori e trasduttori. Strumenti virtuali.

 

I sensori a fibre ottiche

 

Applicazioni dei sensori

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

Testi/Bibliografia

• E. Arri, S. Sartori, Le misure di grandezze fisiche, Paravia, Torino, 1984.
• John G. Webster, The measurement, instrumentation and sensors handbook, IEEE Press, 1999

• Handbook of Modern Sensors, Jacob Fraden, AIP Press, 1996
• Sensor technology and devices, Ljubisa Ristic, Artech House, 1994
• Uni, Norma UNI 4546. Misure e misurazione.
• Fotocopie dei lucidi utilizzati a lezione

Metodi didattici

Il corso sarà affiancato da esercitazioni di laboratorio

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame orale

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna luminosa, PC, laboratorio didattico

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Gaetano Pasini