SENSORS AND ADVANCED MEASUREMENT SYSTEMS

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

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.

Conoscenza dei fondamenti della teoria della misura.

Il modulo non prevede obbligo di frequenza. Comunque, la frequenza delle lezioni è fortemente consigliata, anche per il carattere sperimentale delle argomentazioni trattate.

·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

E. Doebelin: Mesurement systems, Mc Graw Hill;

Pallas-Areny J.G. Webster: Sensors and Signal Conditioning

Tutorial on Smart sensor systems and sensor networks

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.

Sensori resistivi

Sensori capacitivi

Sensori induttivi

Sensori attivi (Termocoppie, piezoelettrici)

Elettronica di condizionamento

Smart sensors

Tecnologie e materiali per la realizzazione di sensori