Italiano

Fondamenti della misurazione, Sistemi di unità di misura, Incertezza di misura, Misura di tensione e corrente, Misure di tempo e di frequenza, Caratterizzazione componenti passivi, Misure nel dominio del tempo, Sensori e condizionamento analogico, Conversione analogico digitale, Sistemi di acquisizione dati, Programmazione Labview, Oscilloscopio digitale.

Instrumentation and Measurement in Electrical Engineering, Roman Malaric, Brown Walker Press
Principles of Electrical Measurement, Tumanski, Taylor & Francis

Fornire allo studente la nozioni di base di un processo di misurazione delle principali grandezze elettriche ed elettroniche e di alcuni strumenti di misura

Competenze in ingresso: elettrotecnica ed elettronica

Lezioni frontali e esercitazioni laboratorio

Prova pratica e orale

nessuna

Fondamenti della misurazione
Concetti fondamentali e definizioni, Misurando, Misura, Misurazione, Motivi per cui si esegue una misura, Unità di misura, Misurabilità di una grandezza, Grandezze misurabili, classificabili e misurabili solo per via indiretta, Esecuzione di una misurazione,
Sistemi di unità di misura
Il Sistema Internazionale di Unità di Misura, Catena di Riferibilità, Definizione delle unità di misura fondamentali, Definizione delle unità di misura supplementari, Prefissi del SI.
Incertezza di misura
Valore “vero”, Errore ed Incertezza, Dispersione delle misure, Fattori di influenza sistematici e aleatori, Incertezza, Valutazione delle incertezze di categoria A, Valutazione dell’incertezza di categoria B, interpretazione delle specifiche strumentali dal manuale di uno strumento di misura, Valutazione dell’incertezza globale, L’incertezza estesa, Espressione dell’incertezza in valore assoluto o relativo, Le cifre significative, Propagazione delle incertezze, Compatibilità delle misure, Scrivere la misura come risultato di una misurazione, Esempi di calcolo dell’incertezza.
Misura di tensione e corrente
Misure di corrente e di tensione, deviazioni sistematiche di inserzione, modifica della portata, amplificatori operazionali, analisi opamp in retroazione negativa, principali configurazioni degli opamp, Voltmetri numerici, Conversione Analogico-Digitale, Quantizzazione, Voltmetri a Rampa (numerica), Voltmetro ad inseguimento, Voltmetri a successive approssimazioni, Voltmetri ad Integrazione, Voltmetri a Doppia Rampa, rundown multi-rampa, Modifica della portata con amplificatore/attenuatore, amplificatori a chopper, moduli di conversione AC/DC, Convertitori a valor medio, Convertitori di picco, Convertitori a vero valore efficace a termocoppie, Convertitori a vero valore efficace a transistori, Convertitori a vero valore efficace
Misure di tempo e di frequenza
Misuratore numerico di intervalli di tempo, Schema e principio di funzionamento, Risoluzione campo di misurazione, Circuito di ingresso, Finestra d trigger, Porta logica, Base dei tempi e divisori, Incertezza dell'oscillatore, Tolleranza di conteggio, Conteggio di impulsi, Misure di frequenza, Misura di frequenza, Misura di rapporto di frequenza, Misure di Intervallo di tempo, Misura di periodo, Misura di periodo medio, Misura di durata di un impulso, Misura di Ritardo di fase, Contatore reciproco.
Caratterizzazione componenti passivi
Campioni di resistenza, Resistori a decadi, Misura di resistenze, Metodo voltamperometrico, Inserzione del voltmetro a monte o a valle dell’amperometro, Misure di piccole resistenze col metodo del confronto, Misure di Resistività, Misura di resistenze di valore elevato, Metodo del Ponte di Wheatstone per la misura di resistenze, ponte di Wheatstone a Sbilanciamento, Tecnica della doppia pesata,
Oscilloscopio analogico
L’oscilloscopio: generalità. Modalità base tempi, Sincronizzazione (trigger), Hold off, Base dei Tempi Ritardata, Misurazione della tensione di picco e della componente alternativa, la sonda, compensazione della sonda, Misure con l’oscilloscopio.
Misura di Potenza ed Energia:
unità di misura, definizioni di potenza attiva, apparente e non attiva/reattiva per circuiti monofase in regime continuo, sinusoidale e non sinusoidale
Programmazione Labview:
fondamenti della programmazione grafica, realizzazione di un sottoprogramma, strutture di programmazione (case, for, while e sequence), auto indicizzazione, utilizzo dei grafici, utilizzo degli array, utilizzo dei cluster, realizzazione di generazione segnali elementari, filtraggio, sincronizzazione e misura delle principali grandezze caratteristiche dei segnali.
Caratteristiche Generali della Strumentazione di Misura
Sensibilità, Risoluzione, Linearità, Isteresi, Ripetibilità, Stabilità, Tempo di risposta, Risposta in frequenza, regressione lineare curva di taratura
Sensori e condizionamento analogico
Definizioni fondamentali, descrizione dei principi di funzionamento, caratteristiche dei sensori, scopi del condizionamento analogico, funzionamento ed utilizzo degli amplificatori operazionali per il condizionamento, Convertitori a valore efficace, Amplificatore Differenziale per Strumentazione, Condizionamento di Sensori Resistivi, induttivi e capacitivi, Enfatizzazione del Contenuto Informativo, filtraggio, Isolamento Galvanico
Conversione analogico digitale
Caratteristiche dei segnali analogici e dei segnali digitali, campionamento, aliasing, sample and hold, quantizzazione e codifica, rumore di quantizzazione, non idealità dei convertitori, convertitore SAR, convertitori in parallelo, convertitori in pipeline, convertitori multiplexati, convertitori a sovra campionamento e convertitori sigma-delta.
Sistemi di acquisizione dati
architetture dei SAD, caratteristiche dei SAD, potenziale di riferimento, classificazione delle sorgenti di segnale, classificazione degli stadi d’ingresso, compatibilità tra sorgente di segnale e stadio, analisi delle prestazioni.
Oscilloscopio digitale:
architettura di un oscilloscopio digitale, modalità di trigger, pre e post trigger, modalità tempo reale, modalità tempo equivalente sincrono sequenziale e asincrono, interpolatore fine, aliasing percettivo, banda passante equivalente, specifiche oscilloscopi digitali, accuratezza delle misure con l’oscilloscopio, utilizzo dell’oscilloscopio, esempi di utilizzo
Analizzatore di stati logici
Sonde di Acquisizione, Funzionamento nel dominio del tempo e nel dominio degli stati, Oscilloscopi Mixed Signal, Protocol Analyzer
Analizzatore Spettrale
Richiami Analisi di Fourier per Segnali Periodici, Misura della distorsione armonica, Specifiche di un analizzatore di spettro, Analizzatori a Banco di Filtri, Analizzatori a sintonia variabile, cenni al supereterodina, Analizzatore di spettro con FFT, campionamento, Finestratura e Spectral Leackage, Analisi Sincronizzata, Zero Padding

Italian

Fundamentals of measurement, Units of measurement units, Measurement uncertainty, Voltage and current measurements, Time and frequency measurements, Passive component characterization, The oscilloscope, Labview Programming.

Instrumentation and Measurement in Electrical Engineering, Roman Malaric, Brown Walker Press
Principles of Electrical Measurement, Tumanski, Taylor & Francis

Provide the student with the basics of a measurement process of the main electrical and electronic quantities

Electrotechnics and Electronics

Lectures and laboratory exercises

Practical and oral test

nothing

Fundamentals of measurement.
Basic concepts and definitions, measuring, measurement, reasons for measuring, measurement units, measurement of a size, measurable quantities, classifiable and measurable indirectly, performing a measurement.
Units of measurement units.
The international system of measurement units, traceability chain, definition of basic units, definition of additional units, SI prefixes.
Measurement uncertainty.
"True" value, error and uncertainty, dispersion of measures, systematic deviation and influence factors, treatment and impact of systematic effects, measurement as a random experiment, average value, variance and standard deviation, uncertainty, category A uncertainties, experimental media, experimental variance and standard deviation, B category uncertainty, interpretation of instrumental specifications from a measuring instrument manual, global uncertainty assessment, extended uncertainty, expression of uncertainty In absolute or relative value, Significant figures, Propagation of uncertainties, Measurability compatibility, Write a result of a measurement, examples of uncertainty calculation.
Voltage and current measurements.
Current and voltage measurements, systematic insertion deviations, range modification, operational amplifiers, negative feedback opamp analysis, major opamp configurations, numeric voltmeter, analogue-digital conversion, quantization, ramp voltmeter (analog or numeric), tracking voltmeter, voltmeters with successive approximations, integration voltmeters, double ramp voltmeters, multi-ramp rundown, amplitude / attenuator range variation, chopper amplifiers, AC / DC conversion modules, average value converters, peak converters, true-rms thermocouple converters, true-rms transistor converters.
Time and frequency measurements.
digital meter of Time range, schema and operating principle, measurement range, resolution, input circuit, trigger window, logic port, timing base and splitter, oscillator uncertainty, count tolerance, pulse count, measurements of frequency, frequency ratio measurement, time interval measurements, time interval multiplier, period measure, average period measurement, pulse duration measurement, phase delay measurement, countermeasures, uncertainties in Time interval measurements, differential delay measurement.
Passive component characterization.
Resistance standard, decades resistors, resistance measurement, voltamperometric method, voltage meter upstream or downstream of the ammeter, measurement of small resistances by comparison method, resistance measurements, measurement of high resistances, method of bridge wheatstone for resistance measurement, unbalanced wheatstone bridge, bridge sensitivity, double weighing technique,
measures in the domain of time.
The oscilloscope: generality. Basic timing modes, trigger, hold off, delayed time base, double trace oscilloscope, chopped mode, alternate modes, peak voltage measurement and alternative component, probe, probe compensation, oscilloscope measurements .
Labview Programming:
basics of graphical programming, execution of a subprogram, programming structures (houses, for, while and sequence), shift registers and auto indexing, graphing usage, array usage, cluster usage, local variables and property nodes, realization of virtual tools.