LABORATORY of SENSORS and SENSING SYSTEMS
Anno accademico 2021/2022 - 1° annoCrediti: 6
SSD: ING-INF/07 - Misure elettriche e elettroniche
Organizzazione didattica: 150 ore d'impegno totale, 90 di studio individuale, 35 di lezione frontale, 25 di laboratorio
Semestre: 2°
ENGLISH VERSION
Obiettivi formativi
Conoscenza e comprensione
Il corso introduce all'impiego di sensori e sistemi di sensori per la realizzazione e caratterizzazione di sistemi di misura. Inoltre, saranno trattate soluzioni per lo sviluppo di sistemi multi-sensoriali intelligenti e per l'elaborazione dei segnali di misura.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Alla fine del modulo lo studente sarà in grado di:
- implementare una sessione di misura finalizzata alla caratterizzazione metrologica di un sensore
- eseguire sessioni di misura sperimentali utilizzando sensoristica ed elettronica di condizionamento
- elaborare segnali di misura ed interpretare il risultato di una 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 su sensori e sistemi di sensori. 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 il trasferimento di conoscenza sull'impiego di sensori e sistemi di sensori.
Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.
Prerequisiti richiesti
Conoscenza dei fondamenti della teoria della misura, sensori e metodologie di trasduzione.
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Skills related to basic measurement theory are required.
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.
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The course attendance is not mandatory, although strongly suggested.
Contenuti del corso
Automatic Measurement Systems
Smart sensors
Rapid prototyping of sensors
Sensors exploiting smart materials
Micro-Electro-Mechanical Systems
Non Linear Energy-Harvesting
Signal processing for sensing systems
Application of sensors: Assistive Technology, Environmental monitoring
Experimental sessions for the implementation of (Smart)sensing systems
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 | Automatic Measurement Systems | Tutorial |
| 2 | Smart sensor systems and sensor networks | Tutorial |
| 3 | Rapid prototyping of sensors | Tutorial |
| 4 | Sensors exploiting smart materials | Tutorial |
| 5 | Micro-Electro-Mechanical Systems | Tutorial |
| 6 | Non Linear Energy-Harvesting | Tutorial |
| 7 | Data elaboration and signal processing | E. Doebelin: Mesurement systems, Mc Graw Hill; tools tutorial |
| 8 | Application of sensors | Tutorial |
| 9 | Measurement systems employing resistive sensors, capacitive sensors, inductive sensors, active sensors, digital sensors | E. Doebelin: Mesurement systems, Mc Graw Hill; |
| 10 | Development of conditioning Electronics for sensing systems | Pallas-Areny J.G. Webster: Sensors and Signal Conditioning. |
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. Il voto finale dell'esame terrà conto anche della valutazione delle performance dello studente durante lo svolgimento delle attività sperimentali.
La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.
The examination consists in a colloquium aimed to assess competences on subjectes presented during the course. The final mark will take into account performances demonstrated during the experimental sessions.
Learning assessment may also be carried out on line, should the conditions require it.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Sviluppo di sistemi di misura basati sull'impiego di:
- Sensori resistivi
- Sensori capacitivi
- Sensori induttivi
- Sensori attivi (Termocoppie, piezoelettrici)
- Smart sensors e sistemi sensoriali embedded
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Development of measurment systems based on:
Resistive sensors
Capaciive sensors
Inductive sensors
Active sensors (Thermocouples, piezoelectric sensors)
Smart sensors and embedded sensing systems