37515 - MISURE MECCANICHE TERMICHE E COLLAUDI

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del modulo 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, LVDT, sensori di prossimità capacitivi, ottici e magnetici. 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. Freni meccanici, idraulici e magnetici.

 

Misure di pressione

Manometri, sensori piezoelettrici, piezoresistivi, capacitivi. Taratura dinamica dei sensori di pressione.

 

Misure di velocità nei fluidi

Tubo di Pitot. Anemometro a filo caldo. Laser Doppler Anemometry (LDA). Particle Image velocimetry (PIV).

 

Misure di portata

Diaframmi, boccagli, venturimetri e normativa UNI relativa. Rotametri. Misuratori vari: a turbina, elettromagnetici, a ultrasuoni.

 

Misure di temperatura

Termometri e termocoppie. Termoresistenze e termistori. Metodi nell'infrarosso: pirometri e termocamere.

Testi/Bibliografia

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, Ed. Wiley&Sons

G. Minelli, "Misure meccaniche", Patron

Metodi didattici

L'insegnamento è articolato in lezioni.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova orale.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, pc

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Raffaella Di Sante