ELECTRICAL AND ELECTRONICS MEASUREMENTS

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.

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.

Conoscenza dei concetti base di elettrotecnica, fisica, elettronica

Consigliata

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.

• 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

la piattaforma studium.unict.it contiene le slide usate a lezione

Colloquio orale

- valutazione dell'incertezza nelle misurazioni indirette

- differenza tra il concetto di errore e quello di incertezza

- voltmetri numerici

- misure nei sistemi trifase