Catene di misura, principi fisici dei sensori. Concetto di misura. Errori, classificazione propagazione nelle catene di misura, metodi di elaborazione dei dati , stima della media e varianza.
Campionamento digitali. Spettri di potenza. Autocorrelazione di segnali. Filtri analogici e digitali. Misure di base forze, pressioni, temperature, portate, velocità, posizione, coppia e concetti di verifica prestazionale e collaudo.
"Theory and design for mechanical measurements”, R.S. Figliola, D.E. Beasley, John Wiley & Sons, 1991
“Fundamentals of temperature, pressure and flow measurements”, R.P. Benedict, A Wiley-Interscience Publication John Wiley & Sons, 1984
“Fluid Mechanics Measurements”, R.J. Goldstein, Hemisphere publishing corporation, 1983
“Strumenti e metodi di misura”, E. O. Doeblin, Mc GRAW-HILL INTERNATIONAL EDITIONS
“Measurment System - Application and design”, E. O. Doeblin, Mc GRAW-HILL INTERNATIONAL EDITIONS
Dally, “Experimental stress analysis”, College House Enterprises, 2005.
Bray, Vicentini “Meccanica Sperimentale”, Levrotto e Bella, 1975
Ajovalasit “Analisi sperimentale delle tensioni con gli estensimetri elettrici a resistenza”, Aracne, 2008.
Cigada, Comolli, Manzoni “Estensimetria Elettrica”, Città Studi Edizioni, 2006.
Azzoni “Strumenti e misure per l’ingegneria meccanica”, Hoepli, 2006.
Obiettivi Formativi
L'obbiettivo generale del corso è fornire le conoscenze e le capacità nell'ambito della sperimentazione, misura e collaudi su macchine, strutture e prodotti e processi industriali. In particolare, il corso permette allo studente di acquisire le conoscenze su :
- significato di misura, sperimentazione, controllo e collaudo. Misure statiche e dinamiche;
- sensori, principali principi fisici utilizzati e catene di misura per i diversi tipi di misura;
- analisi dei dati e loro trattamento, tenendo conto degli errori ed incertezze di misura;
Attraverso esempi e casi studio il corso si pone l'obbiettivo anche di accrescere la capacità di applicare le conoscenze sopra elencate e la comprensione, in particolare:
- per identificare e quantizzare problemi e formulare soluzioni nell’ambito dell’ingegneria meccanica;
- identificare i metodi più idonei per effettuare la sperimentazione o il controllo su un prodotto/struttura/macchinario e per accertarne/ verificarne/collaudarne le sue caratteristiche.
-per comprendere come si possono verificare le prestazioni e migliorare i sistemi, innovare i medesimi anche attraverso lo sviluppo ed il miglioramento dei metodi di misura e controllo, nell’ambito dell’ingegneria meccanica.
Ulteriore obbiettivo è quello di far raggiungere una preparazione adeguata per poter accedere al terzo livello degli studi universitari (frequenza a master di secondo livello ed a scuole di dottorato), in modo da approfondire ulteriormente conoscenze e capacità nell’ambito della ricerca.
Prerequisiti
solide basi di fisica, analisi, fisica tecnica e costruzione delle macchine.
Metodi Didattici
il corso viene affrontato essenzialmente attraverso lezioni frontali lasciando un po' di spazio per qualche esperienza di laboratorio per meglio comprendere l'uso di strumentazioni anche avanzate.
Altre Informazioni
l'approccio sperimentale, anche se faticoso,permette di familiarizzare con sensori e sistemi di acquisizione e controllo finalizzando le nozioni teoriche
Modalità di verifica apprendimento
A titolo volontario si prevede l'esecuzione di una esperienza di misura in laboratorio e relativo elaborato, da svolgere normalmente in gruppo.
In questo caso l'elaborato è oggetto di discussione durante la verifica orale finale che si articola nelle seguenti parti:
1) presentazione e discussione dell'eventuale elaborato (dieci-quindici minuti)
2)Successivo esame orale 25-30minuti (due domande ""teoriche"" prese dal programma, oppure un quesito di carattere applicativo, sul collaudo di un sistema o di un componente di impianto)
La durata complessiva dell'esame orale è circa 30-40 minuti
Programma del corso
concetti di base su misure e sistemi di misura.
Sistemi di misura e componenti principali, connessioni e catena di misura.
Caratteristiche degli strumenti. Segnali costanti e variabili nel tempo. Errori; definizione individuazione e propagazione nella catena di misura e combinazione degli errori.
Misure di temperatura; effetto seebek e termocoppie, leggi delle termocoppie, termoresistenza e termistori.
Misure avanzate di temperatura; sistemi radiometrici ed errori.