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, 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

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova finale orale. La prova orale mira ad accertare le conoscenze acquisite durante il corso, riguardanti le problematiche relative all'effettuazione di misure in condizioni sia statiche che dinamiche, il funzionamento e la taratura degli strumenti più diffusi per la misura delle grandezze fisiche, analizzati durante il corso e in laboratorio. La prova consiste in tre quesiti dei quali almeno uno incentrato sulla prima parte del corso, riguardante le prestazioni statiche e dinamiche degli strumenti di misura.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, pc

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Raffaella Di Sante