Programma:

Generalità su concetto di Misura (Norma UNI 4546:1984- Misure e misurazioni. Termini e definizioni). Applicazioni della strumentazione di misura nei vari campi: significato, generalità, esempi.Configurazione di uno strumento di misura. Schema a blocchi funzionali. Esempi

CARATTERIZZAZIONE DI UNO STRUMENTO
Caratterizzazione statica di uno strumento: concetto e definizione di taratura statica e di incertezza di misura.Caratteristiche statiche: precisione, sensibilità, linearità, ripetibilità, soglia, isteresi,risoluzione, impedenza di ingresso.Caratterizzazione dinamica di uno strumento: modello matematico generalizzato di un sistema di misura.Descrizione di strumenti di ordine 0, strumenti del I° e del II° ordine: risposta ad ingressi canonici, determinazione delle caratteristiche dinamiche di ciascuna tipologia di strumento.

ANALISI DEL SEGNALE
Risposta di un modello generale di strumento ad un ingresso periodico: concetto di Trasformata di Fourier.Risposta di un modello generale di strumento ad un ingresso transitorio.Risposta di un modello generale di strumento ad un ingresso casuale: caratterizzazione di un segnale casuale

SISTEMI CLASSICI E MODERNI PER MISURE
Sistemi classici e moderni per misure di: spostamento, velocità, accelerazione, deformazione, velocità di flusso, portata, forza, pressione, temperatura, flussi di calore e suono.Per ogni grandezza fisica si indicano gli strumenti utilizzabili, con particolare riguardo a quelli che realizzano la misura senza contatto.Di tutti gli strumenti si danno: la descrizione del principio di funzionamento, la valutazione critica delle prestazioni e dei campi di impiego, i criteri di scelta e le modalità di interpretazione del dato sperimentale derivato

Misure di dimensione e spostamento: concetti generali e definizioni. Misura con contatto: potenziometro, trasformatore differenziale lineare (LVDT).Misure senza contatto: sensori di prossimità, sensori capacitivi, sensori ottici, encoders.
Misure di velocità: trasduttori di velocità lineari (LVT), dinamo tachimetrica.
Misure di accelerazione: accelerometri assoluti, accelerometri piezoelettrici
Misure di deformazione: estensimetri: principio di misura, configurazioni, montaggio e applicazioni.
Introduzione alle misure tramite Interferometri ottici
Misure di Forza e coppia meccanica: bilancia, bilancia elettromagnetica, celle di carico (piezoresistive, ad estensimetri, piezoelettriche).Misure di coppia su albero fisso e su albero rotante: torsiometri.
Misure di potenza meccanica: misure di potenza assorbita (macchina operatrice) e misure di potenza fornita (macchina motrice)
Misure di pressione: calibratore a pesi morti, manometri (manometro ad U, inclinato, micro-manometro, barometro di Torricelli), trasduttori elastici di pressione (tubo di Bourdon, manometri a membrana o a soffietto), sensori di pressione ad estensimetri, sensori piezoelettrici, sensori capacitivi.
Misure di velocità di flusso: tubo di Pitot, anemometro a filo caldo, accenno alle nuove tecnologie di misura Laser Doppler Anemometry (LDA) e Particle Image Velocimetry (PIV).
Misure di portata: metodi deprimogeni: diaframma, boccaglio, venturimetro, rotametro
Misure di temperatura: termometri, termoresistenze e termocoppie.
Misure acustiche: microfono,fonometro. Accenni a strumenti di misura acustici innovativi: intensimetria acustica

COLLAUDI
Significatività di una misura nel collaudo e studio delle normative.Esempi di collaudo di impianti e macchine. Verifica delle prestazioni della macchina per fini fiscali.Verifica sperimentale delle prestazioni attese dai singoli elementi e componenti della macchina in relazione alle specifiche progettuali.

Testi di riferimento:

"Measurement systems: application and design",E.Doebelin, ed. Mc Graw Hill;"Les capteurs en instrumentation industrielle", G. Asch, ed. Dunod;"Instrumentation for engineering measurements", J.W.Dally, W.F.Riley, K.G.Mc Connell, ed. John Wiley & sons;Norma UNI 4546, Misure e misurazioni;Norma UNI 10023. Misure di portata;"Handbook of measurement science", P.H.Sydenham, vol. 1, 2, ed. John&Wiley;"Temperature", T.J.Quinn, ed. Academic Press.

Modalità di svolgimento del corso e dell’esame:

Il corso si articola in lezioni teoriche ed esercitazioni in laboratorio con seminari e di eventuali visite presso aziende.Lo studente è tenuto a redigere delle relazioni riguardanti le esercitazioni dilaboratorio svolte durante il corso. Verrà giudicata favorevolmente lo svolgimento di una tesina di carattere sperimentale su uno degli argomenti del corso, presso il laboratorio del Dip. di Meccanica. L'esame consiste nella discussione orale degli argomenti del corso,delle esercitazioni e dell'eventuale tesina.