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SISTEMI ELETTRONICI DI MISURA

Anno accademico e docente
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English course description
Anno accademico
2022/2023
Docente
GIANNI BOSI
Crediti formativi
6
Percorso
Ingegneria elettronica e wireless
Periodo didattico
Secondo Semestre
SSD
ING-INF/01

Obiettivi formativi

Il corso intende fornire un’esauriente introduzione alla strumentazione elettronica analogica e digitale tipicamente utilizzata nei laboratori di ricerca e sviluppo. In aggiunta, durante il corso vengono fornite le nozioni di base per valutare ed esprimere l’incertezza di misura.
Le principali conoscenze acquisite saranno:
- Capacità di valutare ed esprimere l’incertezza di misura.
- I principi di funzionamento della strumentazione analogica e digitale.
- Le tecniche di misura utilizzate per la caratterizzazione, in regime statico e dinamico, di dispositivi e circuiti elettronici.
- Introduzione alla programmazione per il controllo automatico degli strumenti e l’automatizzazione di una misura.
Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenze acquisite) saranno:
- Utilizzo della strumentazione di laboratorio (i.e. oscilloscopio, analizzatore di spettro, multimetro digitale, generatore di funzioni, alimentatore).
- Caratterizzazione di dispositivi (e.g. diodi e transistori) e circuiti (e.g. amplificatori, oscillatori) in regime statico e dinamico.
- Capacità di eseguire una scelta ragionata sulla strumentazione e la tecnica di misura necessaria per una particolare applicazione.
- Capacità di costruire un sistema di misura con più strumenti e automatizzarne il funzionamento.

Prerequisiti

Le seguenti conoscenze, in aggiunta agli argomenti trattati nel corso di “Circuiti elettrici: fondamenti e laboratorio”, risultano necessarie:
- Concetti elementari di teoria della probabilità.
- Concetti di base di elettronica analogica e digitale.

Contenuti del corso

Il corso prevede 60 ore di didattica tra lezioni ed esercitazioni, così distribuite:

- Introduzione (2.5 ore)
- Incertezza di misura (10 ore)
- Multimetro digitale (5 ore)
- Oscilloscopio digitale (5 ore)
- Analizzatore di spettro (7.5 ore)
- Sorgenti di segnale (2.5 ore)
- NI LabVIEW (17.5 ore)
- Esercitazioni di laboratorio (10 ore)

Metodi didattici

Il corso è organizzato nel seguente modo:
- lezioni videoregistrate che coprono tutti gli argomenti del corso.
- focus group con cadenza settimanale, in cui saranno analizzati gli argomenti di teoria con l’eventuale ausilio di esercizi e dimostrazioni pratiche. Particolare attenzione sarà posta sugli argomenti oggetto della prova d’esame.
- esercitazioni in laboratorio di informatica sulla programmazione in ambiente NI LabVIEW.
- esercitazioni in laboratorio di elettronica sull’utilizzo della strumentazione di misura.

Per garantire la fruibilità dei contenuti previsti nelle attività in presenza agli studenti che seguiranno il corso a distanza, le lezioni saranno erogate in streaming o accompagnate da videoregistrazioni.

A causa del numero limitato di postazioni presenti nei laboratori, gli studenti potrebbero dover partecipare alle esercitazioni in gruppi (max 2 persone per gruppo) distribuiti su più turni.

Modalità di verifica dell'apprendimento

L’esame consiste in un’unica prova scritta della durata complessiva di 3 ore. Essa è suddivisa in 3 sezioni:
1. esercizio sul calcolo dell’incertezza di misura (max 10 punti, sufficienza a 6 punti)
2. questionario con domande a risposta aperta relativa alla strumentazione di misura (max 13 punti, sufficienza a 7 punti)
3. questionario con domande a risposta multipla o breve sulla programmazione in ambiente NI LabVIEW (max 10 punti, sufficienza a 5 punti)
La prova permette di ottenere un massimo di 33 punti, e si ritiene superata se lo studente raggiunge la sufficienza su tutte e tre le sezioni, con un punteggio minimo di 18 punti complessivi.

Durante la prova non è possibile consultare testi, appunti o altro materiale.

Per motivi organizzativi la lista d'esame si chiude due giorni lavorativi prima della data dell'appello.

Testi di riferimento

Non esiste un testo che copra tutti gli argomenti del corso.

Per approfondimenti si suggeriscono i seguenti testi:
Gaetano Iuculano, Domenico Mirri, “Misure Elettroniche”, Ed. CEDAM.
Umberto Pisani, “Misure Elettroniche”, Ed. POLITEKO.
Nihal Kularatna, “Digital and Analogue Instrumentation: Testing and Measurement”, IEE.
Altri testi di supporto:
Sigfrido Leschiutta, “Misure Elettroniche”, Ed. Pitagora Editrice Bologna.
Gaetano Iuculano, “Introduzione a probabilità, statistica e processi stocastici nell’Ingegneria e nelle Scienze Fisiche”, Ed. Pitagora Editrice Bologna.
John R. Taylor, “Introduzione all’analisi degli errori”, Ed. Zanichelli.
Alessio Carullo, Umberto Pisani, Alberto Vallan, "Fondamenti Di Misure e Strumentazione Elettronica", Ed. CLUT.
Andrea De Marchi, Letizia Lo Presti, “Incertezze di misura”, Ed. CLUT.
Giovanni Colella, "Manuale di metrologia e strumentazione elettronica", Ed. Hoepli.