ID:
7235
Durata (ore):
48
CFU:
6
Url:
INGEGNERIA INDUSTRIALE/COMUNE Anno: 3
Anno:
2023
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (25/09/2023 - 15/12/2023)
Syllabus
Obiettivi Formativi
OF 1 (Conoscenza e comprensione): L'obiettivo del corso è di fornire le conoscenze e le competenze metodologiche-operative necessarie alla progettazione, alla caratterizzazione e all’impiego dei sistemi e degli strumenti di misura nell’ambito delle grandezze meccaniche e termiche nonché le nozioni fondamentali per l'elaborazione statistica dei dati sperimentali e la valutazione dell'incertezza di misura.
OF 2 (Capacità di applicare conoscenza e comprensione): Saper applicare le conoscenze ingegneristiche acquisite allo svolgimento, individuale o nell'ambito di gruppi di lavoro, di attività di progettazione e di sviluppo pratico dei concetti teorici acquisiti, utilizzando tecniche e strumenti di misura adeguati; far comprendere anche a interlocutori non specialisti le problematiche e le soluzioni applicative nei campi dell'ingegneria industriale.
OF 3 (Autonomia di giudizio): Al termine del corso lo studente dovrà avere la capacità di progettare e condurre esperimenti di media complessità, interpretare i dati e trarre conclusioni.
OF 4 (Abilità comunicative): Sarà caldamente consigliato l’utilizzo di libri di testo in inglese per agevolare la capacità di comunicare con linguaggio tecnico appropriato anche con esperti stranieri del proprio o di altri settori ingegneristici.
OF 5 (Capacità di apprendimento): Le attività formative svolte in laboratorio contribuiranno a far acquisire allo studente la capacità di lavorare in team, stimolando il confronto (tra studente e docente, tra studenti, tra studenti ed esperti esterni).
OF 2 (Capacità di applicare conoscenza e comprensione): Saper applicare le conoscenze ingegneristiche acquisite allo svolgimento, individuale o nell'ambito di gruppi di lavoro, di attività di progettazione e di sviluppo pratico dei concetti teorici acquisiti, utilizzando tecniche e strumenti di misura adeguati; far comprendere anche a interlocutori non specialisti le problematiche e le soluzioni applicative nei campi dell'ingegneria industriale.
OF 3 (Autonomia di giudizio): Al termine del corso lo studente dovrà avere la capacità di progettare e condurre esperimenti di media complessità, interpretare i dati e trarre conclusioni.
OF 4 (Abilità comunicative): Sarà caldamente consigliato l’utilizzo di libri di testo in inglese per agevolare la capacità di comunicare con linguaggio tecnico appropriato anche con esperti stranieri del proprio o di altri settori ingegneristici.
OF 5 (Capacità di apprendimento): Le attività formative svolte in laboratorio contribuiranno a far acquisire allo studente la capacità di lavorare in team, stimolando il confronto (tra studente e docente, tra studenti, tra studenti ed esperti esterni).
Prerequisiti
Principi di matematica, fisica, statistica, meccanica del continuo, circuiti elettrici.
Metodi didattici
Il corso comprende esercitazioni in aula per l’approfondimento degli argomenti trattatati a lezione ed esercitazioni in laboratorio per l’applicazione dei concetti sviluppati.
Verifica Apprendimento
L'esame finale si svolgerà in forma orale. Lo studente ha facoltà di predisporre una relazione sulle esercitazioni pratiche svolte in aula ed in laboratorio, a cui sarà assegnato un voto compreso tra 0/30 e 2/30, che si sommerà al voto dell’esame.
Testi
[1] E.O. Doebelin, Strumenti e Metodi di Misura, 2nd ed., McGraw-Hill.
[2] J.W. Dally, W.F. Riley, K.G. McConnell, Instrumentation for Engineering Measurements, Ed. J. Wiley & S.
[3] T.G. Beckwith, R.D. Marangoni, J.H. Lienhard, Mechanical Measurements, Addison-Wesley Publishing.
[4] ISO/IEC Guide 98-3:2008 - Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM:1995).
[5] H.G. Coleman, W.G. Steele, Experimentation and Uncertainty Analysis for Engineers, ed. J. Wiley & Sons.
[6] R. Montanini, Elaborazione statistica dei dati sperimentali, dispensa didattica, II ed., 2006.
[7] R. Montanini, Misure di portata e di velocità dei fluidi, dispensa didattica, I ed., 2007.
[2] J.W. Dally, W.F. Riley, K.G. McConnell, Instrumentation for Engineering Measurements, Ed. J. Wiley & S.
[3] T.G. Beckwith, R.D. Marangoni, J.H. Lienhard, Mechanical Measurements, Addison-Wesley Publishing.
[4] ISO/IEC Guide 98-3:2008 - Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM:1995).
[5] H.G. Coleman, W.G. Steele, Experimentation and Uncertainty Analysis for Engineers, ed. J. Wiley & Sons.
[6] R. Montanini, Elaborazione statistica dei dati sperimentali, dispensa didattica, II ed., 2006.
[7] R. Montanini, Misure di portata e di velocità dei fluidi, dispensa didattica, I ed., 2007.
Contenuti
- GENERALITA’ SUL CONCETTO DI MISURA. Regole di presentazione dei dati sperimentali in forma numerica (cifre significative) ed in forma grafica (fattore di taratura, presentazione della caratteristica di uno strumento secondo OIML, presentazione dei residui rispetto a una retta ai minimi quadrati). Applicazioni nel campo dell’ingegneria industriale, dell’ingegneria biomedica e nel controllo di qualità. Metodi fondamentali di misurazione: confronto diretto e confronto indiretto con strumenti tarati.
- ELEMENTI DI STATISTICA APPLICATA ALL’INGEGNERIA. Concetti fondamentali di statistica per l’elaborazione dei dati sperimentali. Rappresentazione grafica dei dati. Caratteristiche di una distribuzione statistica: costanti di posizione, costanti di dispersione, parametri di asimmetria e curtosi, gradi di libertà, variabili standardizzate. Modelli teorici di distribuzioni statistiche. Sperimentazione ed inferenza statistica. Analisi della normalità di una distribuzione sperimentale: uso del grafico di probabilità normale (GPN), test del ². Criteri di esclusione dei valori meno probabili. Analisi di regressione lineare semplice e misure di correlazione. Cenni sul Design of Experiment (DOE) e sull’analisi della varianza (ANOVA). Esercitazioni individuali o di gruppo in aula.
- ESPRESSIONE E VALUTAZIONE DELL’INCERTEZZA DI MISURA. Contributi all'incertezza determinati per via statistica - Incertezza di tipo A. Calcolo delle varianze associate. Contributi all'incertezza non determinati per via statistica - Incertezza di tipo B. Cause d'incertezza di cui non è nota la distribuzione - ipotesi di distribuzione rettangolare o trapezoidale. Cause d'incertezza per cui si ritiene più probabile la zona prossima al valor medio - ipotesi di distribuzione triangolare. Calcolo delle varianze associate. Legge di propagazione delle incertezze tipo. Gestione di processi di misura descritti da un'equazione analitica. Gestione di processi di misura descritti da una procedura operazionale. Calcolo della varianza della variabile dipendente. Calcolo dell'incertezza estesa. Calcolo dei gradi di libertà. Determinazione del fattore di copertura. Criteri generali per la dichiarazione dell’incertezza. Esercitazioni in laboratorio.
- ANALISI DELLE PRESTAZIONI STATICHE DEGLI STRUMENTI DI MISURA. Precisione, accuratezza, ripetibilità, sensibilità, linearità, soglia, risoluzione, isteresi, leggibilità della scala, impedenze di ingresso e di uscita. Calibrazione statica di uno strumento di misura. Esempi.
- MISURE DI SPOSTAMENTO E VELOCITA’. Misure di spostamento relativo. Trasduttori resistivi: potenziometro a resistenza ed a film plastico. Trasduttori induttivi: LVDT, RVDT. Trasduttori capacitivi. Trasduttori a correnti parassite. Trasduttori ad effetto Hall. Trasduttori laser a triangolazione. Trasduttori digitali di posizione: encoder. Misure di velocità relativa. Dinamo tachimetrica. Metodi stroboscopici.Tachimetri a correnti indotte. Esercitazioni in laboratorio.
- MISURE DI DEFORMAZIONE. Estensimetri elettrici a resistenza: circuiti di misura, strumentazione per ER. Effetti della temperatura sugli estensimetri: estensimetri autocompensati, metodi di compensazione. Effetti della lunghezza dei cavi di collegamento e correzioni. Effetti della non linearità del ponte di Wheatstone e correzioni. La misura delle sollecitazioni semplici: trazione/compressione, flessione, torsione. Misure su organi rotanti: slip rings e sistemi di telemetria. Cenni sulla misura di uno stato di sollecitazione incognito: le rosette estensimetriche. Esercitazioni in laboratorio.
- MISURE DI FORZA E DI COPPIA. Metodi di base per la misura della forza e della coppia. Trasduttori ad ER: schemi di elementi elastici sensibili a trazione/compressione, a flessione, a taglio. Circuiti di misura. Non linearità del ponte di Wheatstone. Non linearità geometrica dell’elemento elastico. Compensazione degli effetti termici sullo zero e sul fondo scala. Trasduttori piezoelettrici: principio di funzionamento, tipologie costruttive, circuiti di misura, amplificatori di carica, trasduttori ICP. Esercitazioni in laboratorio.
- MISURE DI PRESSIONE. Metodi di visualizzazione di una corrente fluida. Misure della direzione di una corrente fluida. Il tubo di Pitot. Anemometri a filo e a film caldo. Anemometria laser Doppler. Misure di velocità in flussi bi- o tridimensionali. Esercitazioni in laboratorio.
- MISURE DI VELOCITA’ DEI FLUIDI. Metodi di visualizzazione di una corrente fluida. Misure della direzione di una corrente fluida. Il tubo di Pitot. Anemometri a filo e a film caldo. Anemometria laser Doppler. Misure di velocità in flussi bi- o tridimensionali. Esercitazioni in laboratorio.- MISURE DI PORTATA. Metodi di base per la misura della portata di un fluido. Dispositivi a strozzamento. Rotametri. Misuratori a turbina. Misuratori elettromagnetici. Misuratori a vortice. Misuratori ad ultrasuoni. Misuratori a variazione del momento della quantità di moto (momento angolare). Misuratori ad effetto Coriolis. Misuratori termici (gas). Esercitazioni in laboratorio.
- MISURE DI TEMPERATURA. La scala termodinamica assoluta. La scala internazionale pratica di temperatura (ITS90). Le scale di temperatura Celsius e Fahrenheit. Termometri a dilatazione di liquido. Termometri a lamina bimetallica. Termometri a pressione. Termometri a resistenza: principio di funzionamento, tipologie, caratteristiche metrologiche, curva di graduazione, misura diretta del R con collegamento a 2 e a 4 fili, misura del R con circuito a ponte alimentato a tensione costante, cause di errore. Termistori: principio di funzionamento, tipologie, caratteristiche metrologiche, curva di graduazione, misura diretta del R con collegamento a 4 fili, misura del R con circuito a ponte alimentato a tensione costante, cause di errore. Termocoppie: principio di funzionamento, tipologie, caratteristiche metrologiche, materiali termoelettrici, procedure di fabbricazione ed installazione, leggi empiriche delle termocoppie, realizzazione del giunto di riferimento, catena di misura, cause di errore. Termometri a radiazione: principio di funzionamento, caratteristiche metrologiche, pirometri a larga banda, pirometri a banda selettiva, pirometri ottici monocromatici, pirometri ottici a due colori. Esercitazioni in laboratorio.
- ELEMENTI DI STATISTICA APPLICATA ALL’INGEGNERIA. Concetti fondamentali di statistica per l’elaborazione dei dati sperimentali. Rappresentazione grafica dei dati. Caratteristiche di una distribuzione statistica: costanti di posizione, costanti di dispersione, parametri di asimmetria e curtosi, gradi di libertà, variabili standardizzate. Modelli teorici di distribuzioni statistiche. Sperimentazione ed inferenza statistica. Analisi della normalità di una distribuzione sperimentale: uso del grafico di probabilità normale (GPN), test del ². Criteri di esclusione dei valori meno probabili. Analisi di regressione lineare semplice e misure di correlazione. Cenni sul Design of Experiment (DOE) e sull’analisi della varianza (ANOVA). Esercitazioni individuali o di gruppo in aula.
- ESPRESSIONE E VALUTAZIONE DELL’INCERTEZZA DI MISURA. Contributi all'incertezza determinati per via statistica - Incertezza di tipo A. Calcolo delle varianze associate. Contributi all'incertezza non determinati per via statistica - Incertezza di tipo B. Cause d'incertezza di cui non è nota la distribuzione - ipotesi di distribuzione rettangolare o trapezoidale. Cause d'incertezza per cui si ritiene più probabile la zona prossima al valor medio - ipotesi di distribuzione triangolare. Calcolo delle varianze associate. Legge di propagazione delle incertezze tipo. Gestione di processi di misura descritti da un'equazione analitica. Gestione di processi di misura descritti da una procedura operazionale. Calcolo della varianza della variabile dipendente. Calcolo dell'incertezza estesa. Calcolo dei gradi di libertà. Determinazione del fattore di copertura. Criteri generali per la dichiarazione dell’incertezza. Esercitazioni in laboratorio.
- ANALISI DELLE PRESTAZIONI STATICHE DEGLI STRUMENTI DI MISURA. Precisione, accuratezza, ripetibilità, sensibilità, linearità, soglia, risoluzione, isteresi, leggibilità della scala, impedenze di ingresso e di uscita. Calibrazione statica di uno strumento di misura. Esempi.
- MISURE DI SPOSTAMENTO E VELOCITA’. Misure di spostamento relativo. Trasduttori resistivi: potenziometro a resistenza ed a film plastico. Trasduttori induttivi: LVDT, RVDT. Trasduttori capacitivi. Trasduttori a correnti parassite. Trasduttori ad effetto Hall. Trasduttori laser a triangolazione. Trasduttori digitali di posizione: encoder. Misure di velocità relativa. Dinamo tachimetrica. Metodi stroboscopici.Tachimetri a correnti indotte. Esercitazioni in laboratorio.
- MISURE DI DEFORMAZIONE. Estensimetri elettrici a resistenza: circuiti di misura, strumentazione per ER. Effetti della temperatura sugli estensimetri: estensimetri autocompensati, metodi di compensazione. Effetti della lunghezza dei cavi di collegamento e correzioni. Effetti della non linearità del ponte di Wheatstone e correzioni. La misura delle sollecitazioni semplici: trazione/compressione, flessione, torsione. Misure su organi rotanti: slip rings e sistemi di telemetria. Cenni sulla misura di uno stato di sollecitazione incognito: le rosette estensimetriche. Esercitazioni in laboratorio.
- MISURE DI FORZA E DI COPPIA. Metodi di base per la misura della forza e della coppia. Trasduttori ad ER: schemi di elementi elastici sensibili a trazione/compressione, a flessione, a taglio. Circuiti di misura. Non linearità del ponte di Wheatstone. Non linearità geometrica dell’elemento elastico. Compensazione degli effetti termici sullo zero e sul fondo scala. Trasduttori piezoelettrici: principio di funzionamento, tipologie costruttive, circuiti di misura, amplificatori di carica, trasduttori ICP. Esercitazioni in laboratorio.
- MISURE DI PRESSIONE. Metodi di visualizzazione di una corrente fluida. Misure della direzione di una corrente fluida. Il tubo di Pitot. Anemometri a filo e a film caldo. Anemometria laser Doppler. Misure di velocità in flussi bi- o tridimensionali. Esercitazioni in laboratorio.
- MISURE DI VELOCITA’ DEI FLUIDI. Metodi di visualizzazione di una corrente fluida. Misure della direzione di una corrente fluida. Il tubo di Pitot. Anemometri a filo e a film caldo. Anemometria laser Doppler. Misure di velocità in flussi bi- o tridimensionali. Esercitazioni in laboratorio.- MISURE DI PORTATA. Metodi di base per la misura della portata di un fluido. Dispositivi a strozzamento. Rotametri. Misuratori a turbina. Misuratori elettromagnetici. Misuratori a vortice. Misuratori ad ultrasuoni. Misuratori a variazione del momento della quantità di moto (momento angolare). Misuratori ad effetto Coriolis. Misuratori termici (gas). Esercitazioni in laboratorio.
- MISURE DI TEMPERATURA. La scala termodinamica assoluta. La scala internazionale pratica di temperatura (ITS90). Le scale di temperatura Celsius e Fahrenheit. Termometri a dilatazione di liquido. Termometri a lamina bimetallica. Termometri a pressione. Termometri a resistenza: principio di funzionamento, tipologie, caratteristiche metrologiche, curva di graduazione, misura diretta del R con collegamento a 2 e a 4 fili, misura del R con circuito a ponte alimentato a tensione costante, cause di errore. Termistori: principio di funzionamento, tipologie, caratteristiche metrologiche, curva di graduazione, misura diretta del R con collegamento a 4 fili, misura del R con circuito a ponte alimentato a tensione costante, cause di errore. Termocoppie: principio di funzionamento, tipologie, caratteristiche metrologiche, materiali termoelettrici, procedure di fabbricazione ed installazione, leggi empiriche delle termocoppie, realizzazione del giunto di riferimento, catena di misura, cause di errore. Termometri a radiazione: principio di funzionamento, caratteristiche metrologiche, pirometri a larga banda, pirometri a banda selettiva, pirometri ottici monocromatici, pirometri ottici a due colori. Esercitazioni in laboratorio.
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Corsi
Corsi
INGEGNERIA INDUSTRIALE
Laurea
3 anni
No Results Found