34666 - MISURE ELETTRICHE M

Conoscenze e abilità da conseguire

Fornire i concetti di base sulla metrologia, sugli strumenti analogici e digitali, sui metodi di misura. Elementi di base sul collaudo delle macchine elettriche e degli impianti elettrici e prove relative.

Contenuti

Risultato della misurazione; la misura come variabile aleatoria; espressione e la determinazione dell'incertezza di misura: incertezza di tipo A e di tipo B; fattore di copertura; espressione dell'incertezza per misure dirette ed indirette; legge di propagazione dell'incertezza.
Il Sistema Internazionale di unità di misura; unità fondamentali, supplementari e derivate; cenno ai campioni di massa, lunghezza, tempo e di grandezze elettriche (corrente, tensione e resistenza).
Caratterizzazione del resistore in DC; misure di resistenza: metodo voltamperometrico, ponte di Wheatstone e applicazione del metodo di sostituzione.
Il condizionamento dei segnali; l'amplificatore operazionale: comportamento ideale e comportamento reale, parametri statici e dinamici per la sua caratterizzazione, esempi di circuiti con amplificatori operazionali e discussione del loro funzionamento.
Misure di tempo e di frequenza: discussione dei metodi di misura e dei loro limiti; metodo del contatore reciproco.
Processo di conversione A/D: campionamento, quantizzazione e codifica; il dispositivo Sample/Hold
I convertitori D/A: convertitore R-2R e convertitore a resistori pesati.
I convertitori A/D:
- convertitori a valore istantaneo (convertitore flash, a rampa semplice, a successive approssimazioni)
- convertitori a valor medio (convertitore a doppia rampa, a rampa multipla e convertitore tensione-frequenza)
Definizione e misura dei parametri di ampiezza di un segnale periodico: valore di picco, valor medio, valore efficace.
Il multimetro: misure di tensione e corrente continua ed alternata; misure di resistenza.
Le schede di acquisizione: funzionamento, caratterizzazione ed utilizzo. Il problema dei loop di terra. Gli strumenti virtuali.
Definizione di potenza attiva e reattiva e loro misura: wattmetro analogico e wattmetro digitale.
L'oscillografo analogico: funzionamento tubo a raggi catodici e determinazione analitica della sua sensibilità; discussione dei limiti di banda e metodi per aumentarli; stadi di deflessione orizzontale e verticale: schema a blocchi e funzionamento. Concetto di trigger.
L'oscillografo digitale: schema a blocchi, organizzazione della memoria, concetto di pretrigger, funzionamento in tempo reale ed in tempo equivalente. Confronto con l'oscillografo analogico.
Bus per il controllo della strumentazione digitale: bus IEEE488.
Parametri passivi dei circuiti: resistori, induttori e condensatori; discussione del loro circuito equivalente e dei parametri per la loro caratterizzazione.
Misure di impedenza con metodo voltamperometrico.
Ponti per misure di impedenza: ponti in alternata e problemi di convergenza alla condizione di equilibrio. Ponti di Wien, Schering e Maxwell.
Trasformatori di tensione (TV) e di corrente (TA); trasduttore ad annullamento di campo e a bobina di Rogowsky.
Misure su sistemi trifasi a 3 e 4 fili; il teorema di Aron; inserzione Barbagelata.
Misure in regime non sinusoidale: misure di distorsione, misure di contenuto armonico.
L'analizzatore di spettro analogico: circuito supereterodina. L'analizzatore di spettro digitale: la DFT, il problema del leakage e la finestratura; cenno al circuito PLL.
Strumenti e metodi per la misura della qualità dell'energia.
La misura delle scariche parziali.
Misure sugli impianti fotovoltaici.
Cenni alle misure di inquinamento elettromagnetico e alle misure per la compatibilità elettromagnetica
Misure per la caratterizzazione delle macchine elettriche: misure per definirne la potenza.
Misure sul trasformatore: prova a vuoto, prova in cortocircuito, misura del rendimento convenzionale, prova di isolamento.
Misure sulla macchina asincrona: discussione della prova termica; funzionamento di diversi tipi di freni elettromagnetici.
Misure sugli impianti elettrici: definizione della resistenza del picchetto di terra e sua misura.

Testi/Bibliografia

Domenico Mirri, Gaetano Iuculano, Misure Elettroniche - CEDAM

Metodi didattici

Lezioni in aula

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame orale

Orario di ricevimento

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