Classe delle lauree in:
Ingegneria dell’Informazione
Tipo di attività formativa:
Ambito disciplinare:
Corso di laurea in:
Ingegneria Elettronica e delle TLC
Settore scientifico disciplinare:
Misure Elettriche ed Elettroniche
(ING-INF/07)
Anno accademico:
2015-16
CFU:
6
Titolo dell’insegnamento:
Codice
Tipo di insegnamento:
Anno:
Semestre:
dell’insegnamento:
Misure e Strumentazione
obbligatorio
3
1
Elettronica
2168
DOCENTE:
Prof. Nicola GIAQUINTO (Professore Associato)
ARTICOLAZIONE IN TIPOLOGIE DIDATTICHE:
T-lezioni teoriche E-esercitazioni numeriche L-laboratorio P-progetto S-seminario V-visite d'istruzione
30T + 6E + 12L = 48 ore. Agli studenti vengono messe a disposizione altre ore di laboratorio per approfondimenti.
CONOSCENZE PRELIMINARI:
Calcolo differenziale e integrale di base. Teoria base della probabilità e delle variabili aleatorie continue. Teoria base delle reti
elettriche in regime costante, sinusoidale, e transitorio. Teoria base dei sistemi lineari.
OBIETTIVI FORMATIVI:
Alla fine del corso gli studenti devono essere in grado di: (i) utilizzare correttamente la strumentazione elettronica di base;
(ii) progettare, preparare e utilizzare circuiti tipici delle misure elettroniche; (iii) calcolare l’incertezza di misura; (iv)
presentare i risultati delle misure in forma corretta.
PROGRAMMA:
A) ERRORI E INCERTEZZA NELLE MISURAZIONI
L'errore come variabile aleatoria; incertezza standard e incertezza estesa, incertezza di caso peggiore, leggi di propagazione
di errori e incertezze.
B) STRUMENTAZIONE DA LABORATORIO
Uso di alimentatore, generatore di forme d’onda, multimetro, oscilloscopio. Strumentazione digitale programmabile.
Caratteristiche metrologiche statiche e dinamiche di strumenti commerciali.
C) ASPETTI NORMATIVI E LEGISLATIVI
Convenzione del metro, organizzazione internazionale della metrologia, Sistema Internazionale delle unità di misura (SI).
D) MISURE SU CIRCUITI ELETTRICI IN CORRENTE CONTINUA
Sonde, effetto di carico, e accorgimenti tipici per la misura in corrente continua di tensioni e correnti. Misure di resistenza e di
caratteristiche V-I statiche. Misura di resistenze molto piccole (conduttori) e molto grandi (dielettrici). Metodi a ponte.
Applicazioni tipiche ai sensori (sensori di temperatura, sensori di sforzo).
E) MISURE SU CIRCUITI ELETTRICI IN CORRENTE ALTERNATA E IN REGIME VARIABILE
Sonde, effetto di carico e accorgimenti tipici nelle misure in regime variabile, compensazione in frequenza. Misure di
impedenza e di caratteristica V-I dinamica.
F) ESERCITAZIONI DI LABORATORIO
Uso di base dell'oscilloscopio digitale. Misura con l'oscilloscopio di caratteristiche V-I. Misure di resistenza a due e a quattro
morsetti. Misure su cavi coassiali mediante riflettometria. Misure di risposta al gradino e risposta in frequenza su circuiti lineari.
Misure di risposta al gradino, di risposta in frequenza, guadagno e offset su amplificatori realizzati con OP-AMP.
G) PROGETTO
Relazioni sulle prove di laboratorio, da preparare a casa in gruppi.
METODI DI INSEGNAMENTO:
Lezioni frontali ed esercitazioni numeriche alla lavagna e/o con videoproiettore; esercitazioni pratiche di gruppo in
laboratorio; lavoro individuale e di gruppo a casa; tutoraggio in forma di assistenza individuale.
CONOSCENZE E ABILITÀ ATTESE:
Vedi "obiettivi formativi".
SUPPORTI ALLA DIDATTICA:
Laboratorio Didattico di Misure Elettriche ed Elettroniche del Dipartimento, con 8 banchi dotati di tutta la strumentazione di
base oltre che di PC interfacciato agli strumenti. Videoproiettore.
CONTROLLO DELL’APPRENDIMENTO E MODALITÀ D’ESAME:
Prova pratica di laboratorio seguita da colloquio orale.
TESTI DI RIFERIMENTO PRINCIPALI:
Materiale didattico prodotto autonomamente dal docente su teoria, esercizi numerici, ed esercitazioni di laboratorio.
Manuali degli strumenti utilizzati in laboratorio.
Application notes dei costruttori di strumenti.
Il riferimento per tutto il materiale didattico è https://sites.google.com/site/giaquintopoliba
ULTERIORI TESTI SUGGERITI:
Nessuno
Degree class:
Information Engineering
Type of course
Disciplinary area:
First level (three year) degree:
Electronic and TLC Engineering
Scientific Discipline Sector:
Electrical and Electronic
Measurement (ING-INF/07)
Academic year:
2015-16
ECTS Credits:
6
Title of the course:
Code:
Type of course:
Year:
Semester:
Electronic Measurements
2168
compulsory course
3
1
and Instrumentation
LECTURER:
Prof. Nicola GIAQUINTO (Associate Professor)
HOURS OF INSTRUCTION
T-theoretical lessons E-numerical exercises L-lab practice P-project work S-seminar V-teaching visits/tours
30T + 6E + 12L = 48 hours. Students can spend additional hours in laboratory for further instruction.
PREREQUISITES:
Basic differential and integral calculus. Basic theory of probability and of continuous random variables. Basic circuit theory.
Basic linear system theory.
AIMS:
At the end of the course, students should be able to: (i) use correctly basic electronic instrumentation; (ii) design, prepare and
utilise typical circuits in electronic measurement; (iii) evaluate the measurement uncertainty; (iv) present correctly the results
of measurements.
PROGRAMME:
A) ERRORS AND UNCERTAINTY IN MEASUREMENTS
Error as a random variable; standard and expanded uncertainty, worst-case uncertainty, laws of propagation of errors and
uncertainties.
B) LABORATORY INSTRUMENTATION
Use of power supply, waveform generator, multimeter, oscilloscope. Digital programmable instrumentation. Static and
dynamic metrological characteristics of commercial instruments.
C) NORMATIVE AND LEGISLATIVE ASPECTS
Metre Convention, international organization of metrology, International Systems of measurement units (SI).
D) MEASUREMENTS ON CIRCUITS IN CONSTANT CONDITIONS
Probes, load effect, typical expedients in measurements of constant voltages and currents. Measurements of resistance and
of static V-I characteristics. Measurement of very small resistances (conductors) and very large ones (dielectric). Bridge
methods. Typical applications to sensors (temperature and strain sensors).
E) MEASUREMENT ON CIRCUITS IN SINUSOIDAL AND IN TRANSIENT CONDITIONS
Probes, load effect and typical expedients in measurements of variable voltages and currents. Frequency compensation.
Measurement of impedance and of dynamic V-I characteristic.
F) LABORATORY PRACTICE
Basic usage of the digital oscilloscope. Measurement of V-I characteristics using the oscilloscope. Two-wire and four-wires
resistance measurements. Measurements on coaxial cables using reflectometric techniques. Measurements of step
response and frequency response on linear time-invariant circuits. Measurements of step response, frequency response,
gain and offset on amplifiers built with OP-AMPS.
G) PROJECT WORK
Reports on the laboratory measurements, to prepare at home in teams.
TEACHING METHODS:
Classroom lessons and numerical exercises with blackboard and/or videoprojector; laboratory team-work; individual and
team homework; individual personalized tutoring.
EXPECTED OUTCOME AND SKILL:
See section "Aims".
TEACHING AIDS:
Didactic Laboratory of Electrical and Electronic Measurements of the Department, with 8 benches provided with all the basic
instruments and with PC interfaced to the instruments. Video-projector.
EXAMINATION METHOD:
Laboratory practice test, followed by oral discussion. As an alternative, oral examination including discussion of the laboratory
practice done during the course.
BIBLIOGRAPHY:
Courseware produced independently by the teacher, covering theory, numerical exercises and laboratory practises.
Manuals of the instrumentation used in the laboratory.
Application notes of the instruments manufacturers.
The reference site for all the courseware is https://sites.google.com/site/giaquintopoliba.
FURTHER BIBLIOGRAPHY:
None