99194 - LABORATORIO DI STRUMENTAZIONE ELETTRONICA AUTOMATIZZATA M

Conoscenze e abilità da conseguire

Apprendere le modalità di progetto e utilizzo dei moderni sistemi automatici di misura ed acquisizione dati basati su strumentazione digitale e virtuale gestita da calcolatore, con particolare enfasi alle applicazioni in campo industriale e scientifico.

Contenuti

Introduzione

Scopo del corso è illustrare mediante lezioni teoriche ed esperienze di laboratorio le principali fasi della progettazione di un sistema elettronico automatico per l’ acquisizione di dati e/o il controllo di un processo basato sul concetto di strumento virtuale e di presentare applicazioni in diversi ambiti: industriale, automotive, consumer ecc.

Le lezioni in aula affrontano le problematiche di progetto e realizzazione di un sistema complesso con particolare accento sulla scelta dei componenti hardware, il progetto di circuiti di condizionamento del segnale, lo sviluppo del software utente, l’ interfacciamento con altri strumenti o sistemi sia locali che remoti.
La maggior parte del corso si svolgerà in laboratorio e sarà dedicata allo sviluppo di sistemi di misura automatici basati su strumentazione da banco e schede di acquisizione. L’ ultima parte del corso è dedicata allo sviluppo di semplici progetti per la realizzazione di strumenti virtuali.

Programma

Lezioni in aula

Sistemi di acquisizione e generazione: schede di acquisizione, sistemi embedded, sistemi industriali VXI e PXI. Scelta della corretta configurazione del sistema di acquisizione del segnale. Acquisizione simultanea e algoritmi di scheduling per sistemi monoconvertitore. Ghosting, dithering, connessione con le sorgenti di segnale. Analisi delle caratteristiche di alcune schede di acquisizione e criteri guida nella scelta.

Condizionamento dei segnali: Amplificatori differenziali (DiffAmp) e amplificatori per strumentazione (InAmp). Amplificatori di isolamento. Convertitori I/V.
Analisi di data sheets di dispositivi di interesse e discussione dei parametri di merito. Commenti sui criteri di scelta e di progetto di un circuito di condizionamento con particolare riguardo all' interfacciamento con i trasduttori ed i sistemi di acquisizione.

Cabling: Ground loops, Shielding, Guarding. Considerazioni riguardante il contenimento del rumore mediante un corretto cablaggio.

Attività di laboratorio

Il linguaggio LabVIEW: fasi di progetto di un VI, l’ ambiente Labview, debugging di VI , implementazione di un VI, elaborazione e memorizzazione dei dati di misura, modularità. Gestione del sistema di misura, acquisizione di segnali, elaborazione e memorizzazione.

Misura di circuiti: analisi di un filtro attivo mediante schede di acquisizione e strumenti benchtop. Confronto fra i due approcci.

Sviluppo a gruppi del progetto di un semplice sistema di misura: definizione delle specifiche, scelta dei sensori, progetto del VI, scrittura del programma LabVIEW, debugging. Realizzazione del sistema, collaudo e demo finale.

Testi/Bibliografia

Application notes e documenti in formato pdf disponibili sul sito di riferimento.

Metodi didattici

Lezioni in aula e materiale didattico.

Attività in laboratorio.

Sviluppo di progetti.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame pratico (sviluppo di un progetto) concluso con una discussione sulle prestazioni del sistema realizzato.

Strumenti a supporto della didattica

Sito web dedicato

Link ad altre eventuali informazioni

http://virtuale.unibo.it

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Massimo Lanzoni