Programma:

Generalità sul concetto di misura.
Applicazione della strumentazione di misura nei vari campi, in particolare nel collaudo: significato, generalità, esempi. Configurazione di uno strumento di misura. Schema a blocchi funzionali. Esempi.
Caratterizzazione di uno strumento Caratteristiche statiche di uno strumento. Precisione, sensibilità, linearità, ripetibilità, soglia, risoluzione, isteresi, spazio morto, leggibilità della scala, impedenza d'ingresso.Caratteristiche dinamiche. Modello matematico generalizzato di un sistema di misura. Strumento del I° e II° ordine e risposta ad ingressi canonici. Risposta di un modello generale di strumento ad un ingresso periodico. Risposta di un modello generale di strumento ad un ingresso transitorio. Spettro di frequenza di segnali modulati in ampiezza. Caratteristiche dei segnali casuali. Elementi di analisi del segnale. Modalità di elaborazione statistica dei dati e stima dei parametri.

Sistemi classici e moderni per misure
Sistemi classici e moderni per misure di: spostamento, deformazione, velocità di solidi (traslazione e rotazione), velocità di fluidi, accelerazione, portata, forza, pressione, temperatura, flussi di calore.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, le modalità di interpretazione del dato sperimentale derivato. Per gli strumenti innovativi si pone particolare attenzione alla illustrazione dei principi elettronici, ottici e meccanici sulla base dei quali sono realizzati. Ruolo dei sistemi di misura per l'incremento dell'affidabilità e della sicurezza. Analisi teorica ed esempi. Sistemi di misura per la manutenzione. Concetti generali ed esempi di applicazione

Manipolazione, trasmissione, registrazione ed elaborazione dei dati con applicazioni di laboratorio
In particolare in laboratorio verranno effettuate esercitazioni che prevedono la calibrazione e l'uso di: trasduttori di spostamento, trasduttori di pressione: estensimetrici, piezoelettrici ecc., termocoppie e termoresistenze, sensori per misure di vibrazioni: accelerometri, sensori di prossimità, ecc., flange tarate, boccagli, venturimetri per misure di portata, tubi di Pitot, anemometro a filo caldo, velocimetro laser Doppler, bagno dì taratura per termocoppie, registratore magnetico, centraline di acquisizione dati, analizzatore di spettro in tempo reale, computer e schede A/D per l'acquisizione ed elaborazione dati, catena di misura e "software" per analisi modale di strutture, sensori a fibra ottica, sistema PIV, vibrometro laser single-point, vibrometro laser a scansione.

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;"Sensors", W.Göpel, J.Hesse, J.N.Zemel, ed. VCH;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;"Transducers: theory and applications", J.A.Allocca, A.Stuart, ed. Prentice-Hall;"Temperature", T.J.Quinn, ed. Academic Press;"Fiber optic sensors", D.A.Krohn, ed. Instrument Society of America;"The laser doppler technique", L.E.Drain, ed. John & Wiley;"Optical Techniques for Industrial Inspection", P. Cielo, Academic Press.

Modalità di svolgimento del corso e dell’esame:

Il corso si articola in lezioni teoriche ed esercitazioni in laboratorio con seminari e visite presso aziende. Lo studente è tenuto a svolgere una tesina di carattere sperimentale su uno degli argomenti del corso, presso il laboratorio del Dipartimento di Meccanica. Verrà giudicata favorevolmente la redazione da parte degli studenti di una serie di relazioni riguardanti le esercitazioni di laboratorio svolte durante il corso. L'esame consiste nella discussione orale della tesina, delle esercitazioni e degli argomenti del corso.