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Misure elettroniche II Introduzione al corso
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Misure elettroniche II
Misure elettroniche II
Misure Elettroniche II Introduzione al corso
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Indice degli argomenti
Introduzione e collocazione del corso
Obiettivi ed organizzazione del modulo
Materiale didattico e argomenti trattati
Supporti didattici
Introduzione al corso
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Riferimenti del docente
Prof. Umberto PisaniDipartimento di ElettronicaPolitecnico di TorinoEmail: [email protected]: 011 5644047
Corsi tenuti (2006):Introduzione alla sperimentazioneFondamenti di misure elettronicheStrumentazione e sistemi di misuraSensori, attuatori, e tecniche di misura di componenti elettronici (Master Sistemi Embedded)
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Collocazione del corso
Concetti base misure ed incertezze, strumentazione di base analogica e numerica
Matematica, fisica, elettrotecnica, elementi di statistica
MISURE ELETTRONICHE
Sistemi elettronici, fondamenti di controlli, fondamenti di teoria dei segnali
MISURE ELETTRONICHE II
Metodi di misura, Strumentazione di misura avanzata, Sistemi di misura gestiti da computer
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Denominazione dei corsi in presenza
Concetti base misure ed incertezze, strumentazione di base analogica e numerica
Matematica, fisica, elettrotecnica, elementi di statistica
Fondamenti di Misure Elettroniche
Sistemi elettronici, fondamenti di controlli, fondamenti di teoria dei segnali
Strumentazione e sistemi di misura
Metodi di misura, Strumentazione di misura avanzata, Sistemi di misura gestiti da computer
Introduzione al corso
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Obiettivi metodologici e formativi
Analisi dei metodi di misura delle principali grandezze elettriche
Applicabili alla misura di qualunque grandezza fisica trasformata in grandezza elettrica (sensori e trasduttori)
Definizione di una procedura di misura e analisi delle sorgenti di errori e di incertezza
Tecniche di correzione degli errori
Problemi connessi alle analisi spettrali
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Obiettivi di conoscenza e informativi
Strumentazione di misura avanzata: modalitàoperative, prestazioni e limiti
Sistemi di misura programmabili e problematiche nella definizione di interfacce standard per la gestione del sistema
Recenti sviluppi nella architettura e nellaprogettazione della strumentazione virtuale
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Cosa si sarà in grado di fare
Scegliere il metodo e la tecnica più opportuna per misurare una grandezza elettrica in funzione delle specifiche, accuratezza e costi
Comprendere le specifiche, prestazioni e limiti di strumentazione commerciale
Progettare un sistema di misura tradizionale
Progettare un processo di misura utilizzando strumentazione virtuale
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Organizzazione del corso
Organizzato in Unità dedicate ciascuna ad uno specifico argomento
Ciascuna Unità comprende varie Lezioni dedicate a particolari aspetti e/o metodi che si riferiscono all’argomento dell’Unità
Alcune Lezioni trattano esclusivamente esempi numerici con esercizi svolti
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Organizzazione di ciascuna lezione
Sono indicati i prerequisiti e gli obiettivi della lezione
Normalmente le lezioni contengonoelementi di teoriaelementi di riflessione e collegamento con altre disciplinealcuni documenti esterni
da aprire con hotwords presenti nelle slideda stampare prima di seguire la lezione
domande di riepilogo e verifica dell’apprendimento
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Esempi, esercizi, test
Esempi ed eserciziproblemi completamente svolti, partendo dalle specifiche fino al risultato numerico
Test di autovalutazionedomande al termine di ogni lezionein alcuni casi si suggerisce una impostazioneper tutti viene indicato il riferimento alle slide dove l’argomento è stato trattato
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Esercitazioni di laboratorio
Il corso ha caratteristiche spiccatamente sperimentali
Le esercitazioni di laboratorio costituiscono parte essenziale
Queste saranno proposte dai tutori con diverse tipologie a seconda delle disponibilità di laboratorio
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Scopo dei laboratori
L’esecuzione di esercitazioni sperimentali mettelo studente in grado di:
impostare la procedura sperimentale scegliere la strumentazione di misura e utilizzarla in modo correttoanalizzare i limiti dei modelli usati individuare le sorgenti di errori sistematicidefinire le procedure per correggere tali errori stimare correttamente le incertezze di misurapresentare in modo adeguato i risultati di misura
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Introduzione al corso
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Materiale didattico
CD con videolezioniesercizi,test di autovalutazione
Materiale in retecollocazione e contenuti indicati dai tutorimateriale nel sito del Ladispe
Materiale per il corso in presenzasul portale della didattica del corso di “Strumentazione e sistemi di misura”esercizi, scritti di esame con e senza soluzione
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Materiale didattico per i laboratori
Indirizzo Ladispe: http://ladispe.delen.polito.it
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Strumentazione e schede di laboratorio
Strumentazione:caratteristiche tecniche della strumentazione disponibilecaratteristiche metrologiche e accuratezza
Materiale didattico:schede relative alle esercitazioni di laboratorioschemi di relazioniriferirsi al materiale didattico sviluppato per l’analogo corso in presenza “Strumentazione e sistemi di misura”
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Testi di riferimento
G. Zingales: Misure Elettriche-Metodi e strumentiUtet Libreria-Torino, 1992
per le misure di impedenzaponti di misurariferimenti in ciascuna lezione
U. Pisani: Misure ElettronicheEd. Politeko,Torino, 2000
riferimenti in ciascuna lezione
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Misura di resistenze e di impedenze
Tecniche volt-amperometriche in DC
Tecniche volt-amperometriche in AC
Tecniche di zero: ponte in DC
Tecniche di zero: ponte in AC
Tecniche di risonanza: il Q-metro
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Generatori di segnale
Generatore sinusoidale BF
Generatori di funzione
Generatori sinusoidali a RF
Generatori a battimenti
Oscillatori a quarzo
Generatori di segnale sintetizzati
Generatori per sintesi indiretta
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Analizzatore di spettro
Generalità sull’analisi spettrale
Analizzatori a scansione
Analizzatori a doppia conversione
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Sistemi automatici di misura
Lo standard BUS IEEE488
Strumentazione virtuale
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Misure di potenza
Misure a BF
Misure a RF
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Introduzione al corso
Supporti didattici
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Supporti per l’attività sperimentale
Caratteristiche particolari di un corso a distanza di tipo sperimentaleSuperamento del vincolo spazio-temporaleSperimentazione non in presenza da affiancare a quella effettivamente svolta in laboratorioAd integrazione delle attività di laboratorio sono stati sviluppati due strumenti didattici:
laboratorio realizzato con strumenti completamente virtuali (Swilab)laboratorio con fruibilità remota via Internet (MeLa)
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Sperimentazione virtuale
Swilab
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Swilab
È possibile scaricare dei file eseguibili ciascuno dei quali realizza un particolare strumento di misura:
generatori di segnale, oscilloscopio analogico e numerico, voltmetro fasometro, …DUT (Device Under Test)
Il DUT consiste in un circuito a un ingresso e due possibili uscite che può essere testato e misuratocollegandolo agli strumenti virtuali
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Swilab
Il DUT può comprendere elementi passivi (R,L,C, diodi) e attivi (transistori, amplificatori operazionali) la cui topologia ed i cui valoripossono essere cambiatiBasato su un simulatore SPICE completamente trasparente all’utenteEccitazione sinusoidale o con f.d.o. diversemediante generatore virtuale applicato ai morsetti di ingressoFacilità di realizzazione di circuiti diversi da quelli previsti in libreria
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Generatore di segnali virtuale
Pannello del generatore di segnali
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Oscilloscopio virtuale
Pannello dell’oscilloscopio
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Circuito in prova
Circuito di un rivelatore di cresta con evidenziata la finestra dei parametri circuitali
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Misure sul circuito in prova
Oscillogrammi in ingresso (V1) ed in uscita (V2)
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Supporti didattici
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Sperimentazione a distanza
Sistema Mela
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Modalità di accesso al MeLa
Strumentazione reale utilizzabile in remotoSu richiesta, da fare ai tecnici del LADISPE, inviando una Email verrà assegnata una password per accedere al Sistema MeLaLa stessa esercitazione può essere eseguita da più utenti collegati in remotoSistema di gestione delle code di accessoSi sceglie on-line il tipo di esperimento da eseguire
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Rack del sistema Mela
Strumentazione disponibile su rack
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Interfacce di strumenti reali 1/3
Generatore di segnali
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Interfacce di strumenti reali 2/3
Oscilloscopio numerico
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Interfacce di strumenti reali 3/3
Analizzatore di spettro
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Esperimenti eseguibili in remoto
Esperimenti reali eseguibili in remoto:misure su filtromisure su mixerponte di Wheatstone……
I dati di misura sono trasferiti via rete all’utenteche può scrivere una relazione e presentare i risultati
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Misura su un filtro
Filtro P.B. collegato a:FGEN (gen. segnali)DSO (oscill. Digit.)
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Misura su un mixer
Mixer collegato a:FGEN (generatore segnali)QUARTZ (oscillatore a quarzo)FFT VSA(Analizz. FFT)
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Ponte di Wheatstone
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Utilizzo a fini didattici di Labview
Ambiente di programmazione ad oggetti Labview
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Labview
A seguito di accordi con National Instruments èdisponibile gratuitamente su CD il programma Labview
L’utilizzo previsto è solo per fini didattici
Per ottenere il programma:prendere accordi con il tutorcontattare i tecnici Ladispe inviando una mailfirmare un modulo di impegno per l’utilizzo esclusivo del programma a fini didattici