ELECTRICAL AND ELECTRONICS MEASUREMENTS

Anno accademico 2019/2020 - 1° anno
Docente: Salvatore BAGLIO
Crediti: 6
SSD: ING-INF/07 - Misure elettriche e elettroniche
Organizzazione didattica: 150 ore d'impegno totale, 100 di studio individuale, 35 di lezione frontale, 15 di esercitazione
Semestre:
ENGLISH VERSION

Obiettivi formativi

Il corso ha l'obiettivo di fornire nozioni di base dei concetti principali di metrologia, delle metodologie principali per l’esecuzione delle misurazioni, del principio di funzionamento e delle modalità d’uso di strumenti di misura elettronici

Ampio spazio sarà dedicato all'attività sperimentale in laborario su strumentazione elettronica di misura.

A conclusione del corso gli studenti avranno conoscenza delle metodologie di caratterizzazione metrologica e delle metodologie di misura.

Le nozioni acquisite nel corso consentiranno di effettuare la taratura dei sistemi di misura e di progettare ed eseguire correttamente misurazioni con strumentazione elettrica ed elettronica.


Modalità di svolgimento dell'insegnamento

L'insegnamento è composto sia da lezioni frontali sia da esercitazioni sperimentali in laboratorio volte a acquisire esperienza diretta di metodi di misura e strumentazione elettronica mettendo in pratica gli insegnamenti teorici, le metodologie studiate e le competenze acquisite. Quando possibile, seminari specialistici tenuti da ricercatori provenienti da ambienti industriali e/o accademici nazionali ed internazionali saranno organizzati e proposti agli studenti.


Prerequisiti richiesti

Conoscenza dei concetti base di elettrotecnica, fisica, elettronica


Frequenza lezioni

Consigliata


Contenuti del corso

Il corso ha l’obiettivo di trasferire agli allievi ingegneri elettrici i concetti principali relativi alle problematiche delle misure e delle misurazioni con dispositivi elettrici ed elettronici.

Verranno affrontati argomenti riguardanti la metrologia, le metodologie principali per l’esecuzioni di misurazioni, la strumentazione elettronica analogica e numerica e la definizione ed il trattamento delle incertezze di misura.

Si parlerà infine di problematiche attuali nel settore delle misure elettriche quali “misure in regime deformato” e “smart grid”.

Nell’ambito del corso sono previste prove in itinere ed una intensa attività sperimentale in laboratorio volta a fornire competenze sull’uso della strumentazione e dei principali strumenti informatici per la gestione della strumentazione.

Programma

Parte I: Generalità e Cenni di metrologia

Schema generale di un sistema di misura, Grandezze interferenti e modificanti. Cenni di metrologia (Norme UNI-4546), Taratura di un sistema di misura.

Propagazione dell’incertezza nelle misurazioni indirette con approccio statistico e deterministico.

Parte II: Gli strumenti di misura analogici (cenni)

Gli strumenti di misura elettromeccanici: Amperometro e voltmetro. L’oscilloscopio analogico: Schema a blocchi funzionali, La sezione verticale, La sezione orizzontale, La sezione di trigger, Base dei tempi principale e base dei tempi ritardata. Misurazioni tipiche con l’oscilloscopio.

Parte III: Gli strumenti di misura numerici

Cenni su Campionamento e quantizzazione di un segnale analogico. La conversione Analogico numerica. Contatori e frequenzimetri numerici. Voltmetri elettronici numerici a singola rampa, voltmetri a doppia rampa, voltmetri a conversione tensione-frequenza. L’oscilloscopio numerico, strategie di campionamento (sequenziale, casuale) e di gestione dei convertitori ADC. Elaborazione negli strumenti numerici (medie e filtri). Valutazione dei bit efficaci. Analizzatori di spettro numerici.

Parte IV: Metodi di misura

Metodi di misura indiretti: Il metodo volt-ampero-wattmetrico. Misure sui sistemi trifase. Misure nel dominio della frequenza,

Parte V: Problematiche avanzate nelle misure elettriche (cenni)

Misure in regime di 50 Hz deformato, Smart grid.

Esercitazioni e Laboratorio

Attività sperimentale relativa alla realizzazione di un sistema di misura su sistemi trifase. Sistemi automatici di misura con il tool software LabView.


Testi di riferimento

  • Lucidi e materiale didattico fornito dal Docente
  • Norme UNI 4546, Guida per la valutazione dell’incertezza nelle misurazioni.
  • J.J. Carr, Elements of electronic instrumentation and measurements, Prentice Hall, 1996.
  • Zingales, Misure Elettriche, UTET.
  • E.O. Doebelin, Strumenti e Metodi Di Misura - MCGRAW-HILL - Ed 2008


Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1incertezza nelle misurazioni - uncertainty in measurementGuide to the Uncertainty in Measurements 
2metodi di misura - measurement methodsJ.J. Carr, Elements of electronic instrumentation and measurements, Prentice Hall, 1996 
3Misure di potenzaZingales, Misure Elettriche, UTET. 
4Strumentazione elettronica numerica - digital instrumentationJ.J. Carr, Elements of electronic instrumentation and measurements, Prentice Hall, 1996. 

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

Colloquio orale


Esempi di domande e/o esercizi frequenti

- valutazione dell'incertezza nelle misurazioni indirette

- differenza tra il concetto di errore e quello di incertezza

- voltmetri numerici

- misure nei sistemi trifase