SENSORS AND ADVANCED MEASUREMENT STRATEGIES

Obiettivi del corso
Il modulo si prefigge di fornire le conoscenze sulle metodologie di sensing e sull’elettronica di condizionamento per i sensori. In particolare, saranno introdotti i fondamenti dei principi di trasduzione resistivi, reattivi e attivi. Durante il corso sono previste delle esercitazioni finalizzate a fornire agli studenti nozioni pratiche sull'impiego della strumentazione e dei sensori. Le suddette esercitazioni rappresentano un'occasione importante per acquisire quelle "soft-skills" tipiche delle attività pratico-sperimentali.
Inoltre, lo studente sarà in grado di coordinarsi con i colleghi nello svolgimento di attività di gruppo, svolte con l'ausilio di un tutor.

Conoscenza e comprensione
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.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Alla fine del modulo lo studente sarà in grado di:
- progettare un semplice sistema di sensori
- applicare opportunamente le metodologie per l'elaborazione dei segnali di misura
- interpretare correttamente il risultato della sessione di misura

L'insegnamento prevede lezioni frontali mirate a trasferire i contenuti teorici del corso su sensori e sistemi di sensori.

Le suddette modalità di svolgimento sono in linea con con gli obiettivi formativi dell'insegnamento che si prefiggono il trasferimento di conoscenza nell'ambito dei sensori, dell'elettronica di condizionamento e dei sistemi di sensori.

Qualora l’insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto sopra dichiarato, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel presente syllabus.

Fondamentali: nozioni di elettrotecnica e elettronica

Utili: conoscenze 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.

Introduzione ai sensori

[Didattica frontale: 3 ore]

Elementi di metrologia

[Didattica frontale: 6 ore]

Sensori resistivi: potenziometri, estensimetri, RTD.

[Didattica frontale: 6 ore]

Elettronica di condizionamento per sensori resistivi

[Didattica frontale: 5 ore]

Sensori reattivi: capacitivi, induttivi, LVDT

[Didattica frontale: 5 ore, Esercitazioni 6 ore]

Elettronica di condizionamento per sensori reattivi

[Didattica frontale: 2 ore]

Sensori attivi: Termocoppie, piezoelettrici ed elettronica di condizionamento

[Didattica frontale: 8 ore, Esercitazioni 6 ore]

Esercitazione sull’utilizzo di strumentazione di misura

[Esercitazione: 3 ore]

Contributo dell’insegnamento agli obiettivi dell’Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile

Gli argomenti trattati nel corso e le conoscenze acquisite sono direttamente o indirettamente funzionali allo sviluppo di soluzioni tecnologiche sostenibili, oltre che contribuire ad una formazione di qualità, in accordo con gli obiettivi 3, 4, 7, 9, 11, 12, 13, 14 e 15 dell’Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile.

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.

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. È possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata — Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del proprio Dipartimento (https://www.cinap.unict.it/content/referenti).

 La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Sensori resistivi

Sensori capacitivi 

Sensori induttivi 

Sensori attivi (Termocoppie, piezoelettrici) 

Elettronica di condizionamento