SENSORS AND ADVANCED MEASUREMENT SYSTEMS
Anno accademico 2019/2020 - 1° annoCrediti: 12
SSD: ING-INF/07 - Misure elettriche e elettroniche
Organizzazione didattica: 300 ore d'impegno totale, 200 di studio individuale, 70 di lezione frontale, 30 di esercitazione
Semestre: Insegnamento annuale
ENGLISH VERSION
Obiettivi formativi
Il corso introduce alla conoscenza dei fondamenti per la progettazione e realizzazione di sensori e sistemi di sensori. In particolare, il corso ambisce a trasferire contenuti sui seguenti argomenti:metrologia di base finalizzata alla caratterizzazione dei sensori, metodologie di trasduzione con diversi esempi di sensori, l'elettronica di condizionamento, i sistemi multi-sensoriali intelligenti, cenni di elaborazione dei segnali di misura.
Alla fine del modulo lo studente sarà in grado di:
- implementare una sessione di misura finalizzata alla caratterizzazione metrologica di un sensore
- progettare un semplice sistema di sensori
- eseguire sessioni di misura sperimentali utilizzando sensoristica ed elettronica di condizionamento
- applicare opportunamente le metodologie per l'elaborazione dei segnali di misura
- interpretare correttamente il risultato della sessione di misura
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
L'insegnamento prevede sia lezioni frontali sia esercitazioni di laboratorio mirate a mettere in pratica i contenuti delle nozioni teoriche. Le esercitazioni in laboratorio saranno svolte in gruppo.
Le suddette modalità di svolgimento sono in linea con con gli obiettivi formativi dell'insegnamento che si prefiggono sia un trasferimento di conoscenza su nozioni di misure di base, sia l'applicazione di tali competenze in scenari sperimentali.
Prerequisiti richiesti
Conoscenza dei fondamenti della teoria della misura.
Frequenza lezioni
Il modulo non prevede obbligo di frequenza. Comunque, la frequenza delle lezioni è fortemente consigliata, anche per il carattere sperimentale delle argomentazioni trattate.
Contenuti del corso
·Basics on sensors
·Resistive sensors: potentiometers, Strain Gauges and RTD sensors.
·Conditioning electronics for resistive sensors
·Reactive sensors: capacitive, Inductive, LVDT
·Conditioning electronics for reactive sensors
·Active sensors: Thermocouples, Piezoelectric and Ferroelectric sensors
·Charge amplifier and measurement amplifier
·Absolute sensors (displacement, velocity, acceleration)
·Other sensors (Force, pressure, flux, etc.)
·Digital sensors and ultrasound sensor
·Smart sensor systems and sensor networks
·Basics on technologies for sensors
·Basics on signal processing
Testi di riferimento
E. Doebelin: Mesurement systems, Mc Graw Hill;
Pallas-Areny J.G. Webster: Sensors and Signal Conditioning
Tutorial on Smart sensor systems and sensor networks
Programmazione del corso
Argomenti | Riferimenti testi | |
---|---|---|
1 | Resistive sensors, capacitive sensors, inductive sensors, active sensors, digital sensors | E. Doebelin: Mesurement systems, Mc Graw Hill; |
2 | Conditioning Electronics | Pallas-Areny J.G. Webster: Sensors and Signal Conditioning. |
3 | Signal processing | E. Doebelin: Mesurement systems, Mc Graw Hill; |
4 | Smart sensor systems and sensor networks | Tutorial |
5 | Basic on technologies for sensors | E. Doebelin: Mesurement systems, Mc Graw Hill; |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame consiste in una prova orale mirata a verificare le competenze sugli argomenti trattati nel corso.
Alla fine del primo semestre sarà possibile sostenere una prova in itinere finalizzata alla valutazione delle conoscenze teoriche acquisite durante la prima parte del corso. Il punteggio massimo assegnato alla valutazione della prova in itinere è 30/30.
La prova in itinere si intende superata con (18/30). Superando la prova in itinire e avendo frequentato le sessioni didattiche e sperimentali previste per il secondo semestre, è possibile acquisire direttamente il voto finale del corso. Tale voto sarà calcolato come la media tra il voto della prova in itinere ed il voto relativo alla valutazione delle attività sperimentali svolte durante il corso.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Sensori resistivi
Sensori capacitivi
Sensori induttivi
Sensori attivi (Termocoppie, piezoelettrici)
Elettronica di condizionamento
Smart sensors
Tecnologie e materiali per la realizzazione di sensori