Il corso è destinato a studenti del Corso di Laurea in Ingegneria meccanica (1. Livello). Intende fornire gli elementi per la comprensione e lo studio della moderna strumentazione elettronica di misura e controllo in ambito industriale. Intende inoltre fornire gli elementi per la comprensione della moderna strumentazione e sensoristica di misura ottica.
Il Corso si divide in due parti.
Nella prima parte, dopo un'introduzione concernente la strumentazione elettronica inserita in una catena di misura e controllo, vengono illustrati gli aspetti principali relativi alle misurazioni e alla loro incertezza, vengono discusse le caratteristiche statiche e dinamiche degli strumenti di misura. Vengono poi acquisite le competenze relative ai blocchi di amplificazione, condizionamento (filtraggio) e conversione dei segnali di ingresso con attenzione al problema del campionamento. Vengono anche presentati gli oscilloscopi e gli analizzatori di spettro, insieme a cenni sulla strumentazione virtuale.
Nella seconda parte, introdotta la componentistica di base ottica e optoelettronica, vengono illustrate le principali tecniche di misura ottica e di visione bi-e tridimensionale per controllo dimensionale in- e fuori linea, imaging e riverse engineering.
Introduzione al Corso
Generalità sul Corso. Argomenti, testi consigliati, modalità d'esame. Tesi e stage. La ricerca e l'industria insieme nella strumentazione elettronica e ottica. Proprietà intellettuale e start-up accademici.
Caratteristiche statiche e dinamiche degli strumenti
Calibrazione statica. La taratura. Presentazione delle misure. Analisi dei segnali nel dominio del tempo e della frequenza. Strumenti lineari del primo e del second'ordine.
Le serie e le trasformate di Fourier: teoria ed esercitazioni pratiche
Il condizionamento dei segnali di misura: gli amplificatori operazionali
Il condizionamento dei segnali. L'amplificatore operazionale. L'amplificatore di carica. L'oscilloscopio (cenni). Disturbi nelle misure. Accoppiamenti.
Il filtraggio dei segnali e la conversione A/D e D/A
Caratteristiche dei filtri passivi e attivi. Il campionamento del segnale. La conversione analogico/digitale e la conversione digitale/analogica.
La misura del tempo e della frequenza
Famiglie di porte logiche. Contatori. Misura di periodi di tempo, ritardi ta eventi, frequenze.
Oscilloscopi, analizzatori di spettro. Strumentazione virtuale (Labview).
Richiami di ottica, componenti ottici e optoelettronici
Richiami di ottica geometrica e ondulatoria. Sorgenti ottiche incoerenti e coerenti, rivelatori, fibre ottiche
Strumentazione ottica per misure industriali
Tipologie di strumenti ottici. Interferometri, velocimetri, vibrometri, misuratori di stress, misuratori di temperatura, misuratori di radiazione.
Tecniche di visione industriale 2D e 3D
Sensori ottici a matrice: CCD e CMOS. I sistemi di visione e le loro applicazioni. La visione 2D e 3D e la misura: misure dimensionali, misure di profili, misure di colore.
1. Per la prima parte
P.M. Azzoni: Strumenti e misure per l'Ingegneria Meccanica. Hoepli Ed. (In Italiano)
2. Per la seconda parte:
Lucidi del Docente
Lezione con proiezione di lucidi. Esercitazioni di Laboratorio.
Esame orale o scritto.