9797608 - MEASUREMENTS FOR AUTOMATION AND INDUSTRIAL PRODUCTION A - Z

Il corso introduce all'uso, analisi e progettazione di Sistemi Automatici di Misura per l'Automazione e la Produzione Industriale. I temi affrontati sono: i trasduttori, i sistemi di condizionamento, la strumentazione per applicazioni industriali, il software per la connettività della strumentazione.

Le lezioni vengono impartite in lingua inglese. Lo studente sarà in grado di coordinarsi con i colleghi nello svolgimento di attività di gruppo.

Conoscenza e comprensione - Knowledge and understanding

Alla fine del corso lo studente sarà in grado di descrivere e analizzare i blocchi necessari alla realizzazione di un sistema automatico di misura di complessità tipica. Egli conosce inoltre le procedure necessarie per caratterizzare i sistemi realizzati.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione - Applying knowledge and understaning

Lo studente sarà in grado di usare le conoscenze acquisite per la progettazione e la realizzazione di sistemi automatici di misura. Egli sarà, inoltre, in grado di caratterizzare i sistemi realizzati mediante verifiche sperimentali.

Autonomia di giudizio - Making judgements

Egli è in grado di analizzare criticamente le prestazioni e le caratteristiche metrologiche di un sistema di misura. E' in grado di migliorare le prestazioni di un sistema di misura scegliendo opportunamente gli elementi di tale sistema. Questa capacità viene acquisita mediante esercitazioni partecipate in classe e attività di laboratorio.

Abilità comunicative - Commumication skills

E' in grado di comunicare in forma scritta e orale e usando un linguaggio tecnico appropriato alla disciplina i principi di funzionamento dei sistemi di misura e le prestazioni ottenibili dagli stessi. E' in grado di riportare in forma analitica i risultati del processo di calibrazione di sistemi di misura. Tale capacità viene acquisita attraverso la partecipazione di prove di laboratorio che si concludono con la stesura di relazioni tecniche scritte. 

Capacità di apprendere - Learning skills

E' in grado di leggere e comprendere testi scientifici specifici del settore dei sistemi di misura, redatti in lingua inglese. E' in grado di leggere e interpretare manuali e altri ausili tecnici. Tale capacità viene sollecitata attraverso lo studio individuale dei testi suggeriti e l'analisi collettiva di estratti da manuali, durante le esercitazioni e le prove di laboratorio.

L'insegnamento prevede sia lezioni frontali sia esercitazioni di laboratorio mirate a mettere in pratica i contenuti delle nozioni teoriche e a sviluppare le relative competenze. Le esercitazioni in laboratorio saranno svolte in gruppo.

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

Le propedeuticità culturali richieste appartengono alle aree dei Principi di base della Metrologia, Analisi e progettazione di circuiti elettronici, Principi di programmazione.

La frequenza delle lezioni non è obbligatoria. La presenza in laboratorio è fortemente sollecitata. Si consiglia la frequenza del corso che prevede, oltre alle lezioni teoriche, esercitazioni numeriche partecipate e attività di gruppo.

Unità 1. Sistemi Automatici di Misura

*I Sistemi Automatici di Misura, *LabVIEW.

Unità 2. I Trasduttori

Sensori di movimento (*estensimetri, sensori capacitivi, sensori induttivi, *LVDT). *Termistori.
Sensori generanti: *termocoppie e *sensori piezoelettrici.
*Sensori sismici ed *encoders. *Sensori per la transizione ecologica.

Unità 3. Sistemi di Sensing Intelligenti

Sensori intelligenti e reti di sensori wireless.
MEMS e power harvesting.

Unità 4. Circuiti di Condizionamento

*Il ponte di Wheatstone a deflessione,  il ponte di Wheatstone linearizzato, *l'amplificatore di misura. 

Unità 5. Il Software per la connessione degli strumenti (cenni)

I sistemi di acquisizione dati, Interfacce seriali e parallele: RS-232, USB, *IEEE488, VME, VXI. 

(*) Competenze minime per il superamento dell'esame finale. 

Unità 6. Laboratorio

1) E. O. Doebelin, Strumenti e metodi di misura, McGraw-Hill

2) E. O. Doebelin, Measurement systems, McGraw-Hill

3) Ramon Pallàs-Areny John G.Webster,  Sensors and Signal Conditioning, Wiley Inter-Science

4) Materiale e manuali forniti dal docente

The final exam will consist of an oral test. Relevant elements for the determination of the final score will be:

1) the correctness and adequacy of the answers

2) the technical quality of the language,

3) the correctness of the solution.

The student will be required to answer 3 questions. 1 question will deal with sensors and transducers (Units 2-3). 1 question will deal with conditioning circuitry (Unit 4) . 1 question will deal with lab experiments and interfacing systems (Units 5-6). The score of each question will be in the interval 1-10. The final score will be the summation of the partial scores. The typical duration of an examination is 30 min.

To ensure equal opportunities and in compliance with current laws, interested students may request a personal interview in order to plan any compensatory and/or dispensatory measures based on educational objectives and specific needs. Students can also contact the CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) referring teacher within their department.

Learning assessment may also be carried out on line, should the conditions require it.

Gauge Factor estimation

Instrumentation amplifier

Virtual Instruments in LabVIEW