Programma:
Generalità e
richiami di metrologia
Norma UNI 4546: definizione relative alle misurazioni.
Grandezze razionali, strumentali, selettive,
numerali.
Sistemi di unità di misura: sistemi assoluti
ed equazioni di coordinamento. Sistema SI; unità
di misura per le grandezze elettriche.
Requisiti dei campioni. Gli Istituti metrologici.
Cenni sui campioni nazionali e sui campioni
primari delle principali grandezze elettriche:
volt (generatore ad effetto Josephson, pila
di Weston) ohm (convertitore ad effetto Hall
quantizzato, resistori in leghe metalliche),
secondo (oscillatore a cesio 133). Campioni
secondari: generatori stabilizzati a diodo zener,
resistori shunt, oscillatori quarzati, circuiti
a rete RC.
Incertezze
Cause sistematiche ed accidentali di incertezza:
rumore elettrico, temperatura, consumo strumentale.
Incertezze assolute e relative. Cifre significative.
Propagazione delle incertezze nelle misurazioni
indirette. Metodi per la riduzione della incertezza
e per la correzione dello "errore di consumo".
Intervallometri e frequenzimetri
Intervallometro numerico: componenti base (oscillatore,
gate, contatore di eventi), funzionamento e
cause di incertezza. Periodometro numerico:
componenti base, funzionamento e cause di incertezza.
Frequenzimetro numerico: componenti base, funzionamento
e cause di incertezza. Disturbi a bassa e ad
alta frequenza e circuito formatore a comparatore
con isteresi.
Conversione e convertitori
AD
Conversione analogico-digitale: scopo e procedure.
Circuito campionatore (Sample-hold): principio
di funzionamento, cause di incertezza: banda
passante, droop, pedestal.
Convertitori AD a valore istantaneo: convertitore
flash, convertitore a successive approssimazioni,
convertitore ad inseguimento.
Convertitori AD a valore medio: reiezione ai
disturbi alternati ed ai disturbi impulsivi,
criteri di scelta per la durata dell'intervallo
di integrazione. Convertitore tensione-tempo
a doppia rampa.
Convertitori TRMS/DC
Valore efficace dei segnali periodici. Convertitore
TRMS/CC con amplificatori log e antilog.
Cenni sui convertitori RMS/CC
Strumenti indicatori
Voltmetro numerico: componenti base (partitore
resistivo e condizionamento del segnale di ingresso,
circuiti di protezione contro i sovraccarichi,
convertitore TRMS/CC, convertitore AD), funzionamento
e cause di incertezza.
Amperometro numerico:
componenti base (shunt e condizionamento del
segnale di ingresso, circuiti di protezione
contro i sovraccarichi, convertitore TRMS/CC,
convertitore AD), funzionamento e cause di incertezza.
Ohmetro numerico; schema
a blocchi, principio di funzionamento, cause
di incertezza.
Wattmetro: schema a
blocchi, principio di funzionamento, cause di
incertezza.
Dispositivi per ampliare
il campo di misura di voltmetro e amperometro:
Sonde per le misure in alta tensione. Shunt
esterni. Trasformatori voltmetrici (TV). Trasformatori
amperometrici (TA) convenzionali ed a nucleo
apribile ("TA a pinza"). Incertezze
introdotte dai trasformatori voltmetrici e amperometrici:
incertezze di modulo e di angolo.
Rivelatori di zero:
sensibilità e consumo, amplificatori
di ingresso. Amplificatori ad accoppiamento
diretto (DC amplifier), offset, deriva dell'offset,
sensibilità. Amplificatori ad accoppiamento
in alternata (AC amplifier) e selettivo. Amplificatori
a chopper.
Metodi per la caratterizzazione
dei componenti
Misurazione di resistenze in corrente continua:
inserzione VA metrica, ponte di Wheatstone.
Misurazione di capacità
in corrente alternata con il ponte di Schering:
condizione di equilibrio, convergenza del ponte
all'equilibrio e condizione di massima velocità,
capacità parassite, schermo e frequenza
di lavoro.
Strumenti per l'analisi
dei segnali
Oscilloscopio analogico: tubo a raggi catodici,
circuiti di deflessione verticale, orizzontale
e di trigger.
Oscilloscopio analogico a traccia multipla:
funzionamento chopped e alternated.
Sonde e loro compensazione.
Oscilloscopio numerico:
circuito di campionamento. Registrazione di
segnali periodici e frequenza minima di campionamento.
Sottocampionamento sincrono ed asincrono di
segnali periodici, banda equivalente. Registrazione
di segnali non periodici e frequenza di campionamento
minima. Pretrigger.
Analizzatore di spettro
a filtri multipli: componenti base, funzionamento,
cause di incertezza, applicazioni.
Analizzatore di spettro con rivelatore a supereterodina:
componenti base, funzionamento, cause di incertezza.
Analizzatore di spettro a FFT: cenni alla trasformata
discreta di Fourier, la finestratura del segnale
ed il leakage, le finestrature non rettangolari.
Misurazioni e prove
per la qualità del prodotto, ATE
La Norma UNI EN 29000 (serie). Il concetto di
qualità ed il costo della qualità.
Il ruolo della misurazione nel processo di ricerca
della qualità. Il costo della verifica.
CAT (computer aided test) e ATE (automatic test
equipement): evoluzione della tipologia costruttiva.
Sistemi e standard di interfacciamento. Caratteristiche
generali e prestazioni del sistema IEEE 488.
Struttura a livelli funzionali. Bus cable. Indirizzamento.
Controller, talker, listener. Data mode e command
mode. Protocolli di comunicazione. Cenni alla
programmazione delle periferiche e del controller.
Device dependent command e codice SCPI. Strumentazione
virtuale.
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