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MISURE MECCANICHE, TERMICHE E COLLAUDI (113MI)

A.A. 2019 / 2020

Periodo 
Primo semestre
Crediti 
6
Durata 
48
Tipo attività formativa 
Caratterizzante
Percorso 
[IN15+1+ - Ord. 2016] energia e sostenibilita'
Syllabus 
Lingua insegnamento 

Italiano

Obiettivi formativi 

Al termine del corso lo studente conosce e sa analizzare in autonomia le problematiche relative all’esecuzione di misure su sistemi meccanici e termici, all'analisi ed all'interpretazione dei risultati, e alla comprensione del funzionamento dei più diffusi strumenti per la misura di grandezze fisiche. Inoltre, conosce gli strumenti utili per la comprensione e la gestione di moderni sistemi d'acquisizione e trattamento di dati sperimentali. Attraverso le esperienze proposte, che si svolgono presso i laboratori, lo studente acquisisce la capacità di applicare le competenze apprese nella scelta degli strumenti più adatti, nel corretto uso della strumentazione e nell'analisi critica dei risultati.

Conoscenza e capacità di comprensione.
Al termine del corso lo studente conosce e sa analizzare in autonomia le problematiche relative all’esecuzione di misure su sistemi meccanici e termici, all'analisi ed all'interpretazione dei risultati, e alla comprensione del funzionamento dei più diffusi strumenti per la misura di grandezze fisiche.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate.
Applicare conoscenze, capacità di comprensione ed abilità nel risolvere problemi a tematiche nuove o non familiari, inserite in contesti più ampi (o interdisciplinari) connessi dell’analisi energetica dei processi industriali.
Autonomia di giudizio.
Sviluppare la capacità di integrare le conoscenze e gestire la complessità, nonché di formulare giudizi sulla base di informazioni limitate o incomplete, includendo la riflessione sulle responsabilità sociali ed etiche collegate all’applicazione delle conoscenze e dei giudizi.
Abilità comunicative.
Sviluppare la capacità di comunicare in modo chiaro e privo di ambiguità le conclusioni, nonché le conoscenze e la ratio ad esse sottese, a interlocutori specialisti e non specialisti.
Capacità di apprendere.
Sviluppare quelle capacità di apprendimento che consentano di continuare a studiare per lo più in modo auto-diretto o autonomo

Prerequisiti 

Nessuno

Contenuti 

1) Generalità sulle misure
Generalità del concetto di misura: definizioni e normativa. Configurazioni generali di strumenti di misura e schemi a blocchi funzionali. Applicazioni di strumentazioni in vari campi: esempi.

2) Caratteristiche funzionali di uno strumento di misura
Taratura statica e curva di taratura. Caratteristiche metrologiche: accuratezza, sensibilità, soglia, risoluzione, isteresi, linearità. Incertezza: definizioni e normativa, analisi e determinazione.

3) Conversione analogico-digitale
Quantizzazione e codifica. Campionamento e condizionamento di segnali analogici. Convertitori A/D. Configurazioni di conversione per acquisizioni multicanale in sequenza e simultanee.

4) Misure di dimensioni, spostamento e velocità
Calibri, potenziometri, LVDT, sensori di prossimità capacitivi, ottici e magnetici. Encoders incrementali e assoluti.

5) Misure di forza, coppia e potenza
Estensimetri: cenni. Bilance e celle di carico piezoelettriche ed estensimetriche. Torsiometri. Freni meccanici, idraulici e magnetici.

6) Misure di pressione
Manometri, sensori piezoelettrici, piezoresistivi, capacitivi.

7) Misure di velocità nei fluidi
Tubo di Pitot. Anemometro a filo caldo: cenni.
8) Misure di portata fluida
Diaframmi, boccagli, venturimetri e normativa UNI relativa. Rotametri. Misuratori vari: a turbina, elettromagnetici, a ultrasuoni, Coriolis.

9) Misure di temperatura
Termometri e termocoppie. Termoresistenze e termistori. Metodi nell'infrarosso: pirometri e termocamere.

10) Misure su combustibili e lubrificanti
Caratteristiche combustibili e lubrificanti. Determinazione del numero di cetano, determinazione viscosità e flash point lubrificanti.

11) Verifica / Collaudo di macchine e impianti
A seconda delle attività in corso verranno individuate delle macchine o degli impianti su cui operare.

Metodi didattici 

Lezioni, esercitazioni teoriche.
Il corso prevede numerose esercitazioni pratiche che costituiscono parte fondamentale del corso

Programma esteso 

1) Generalità sulle misure
Generalità del concetto di misura: definizioni e normativa. Configurazioni generali di strumenti di misura e schemi a blocchi funzionali. Applicazioni di strumentazioni in vari campi: esempi.

2) Caratteristiche funzionali di uno strumento di misura
Taratura statica e curva di taratura. Caratteristiche metrologiche: accuratezza, sensibilità, soglia, risoluzione, isteresi, linearità. Incertezza: definizioni e normativa, analisi e determinazione.

3) Conversione analogico-digitale
Quantizzazione e codifica. Campionamento e condizionamento di segnali analogici. Convertitori A/D. Configurazioni di conversione per acquisizioni multicanale in sequenza e simultanee.

4) Misure di dimensioni, spostamento e velocità
Calibri, potenziometri, LVDT, sensori di prossimità capacitivi, ottici e magnetici. Encoders incrementali e assoluti.

5) Misure di forza, coppia e potenza
Estensimetri: cenni. Bilance e celle di carico piezoelettriche ed estensimetriche. Torsiometri. Freni meccanici, idraulici e magnetici.

6) Misure di pressione
Manometri, sensori piezoelettrici, piezoresistivi, capacitivi.

7) Misure di velocità nei fluidi
Tubo di Pitot. Anemometro a filo caldo: cenni.
8) Misure di portata fluida
Diaframmi, boccagli, venturimetri e normativa UNI relativa. Rotametri. Misuratori vari: a turbina, elettromagnetici, a ultrasuoni, Coriolis.

9) Misure di temperatura
Termometri e termocoppie. Termoresistenze e termistori. Metodi nell'infrarosso: pirometri e termocamere.

10) Misure su combustibili e lubrificanti
Caratteristiche combustibili e lubrificanti. Determinazione del numero di cetano, determinazione viscosità e flash point lubrificanti.

11) Verifica / Collaudo di macchine e impianti
A seconda delle attività in corso verranno individuate delle macchine o degli impianti su cui operare.

Modalità di verifica dell'apprendimento 

L’esame è volto ad accertare una adeguata conoscenza degli argomenti teorici e pratici discussi nel corso e la capacità di applicarli per la risoluzione di problemi ingegneristici di base riguardanti le misure meccaniche
L’esame consiste in una prova orale, ed è articolato, normalmente, in tre domande estese. Almeno una domanda riguarda gli argomenti trattati nelle esercitazioni in aula e in laboratorio. A questo proposito, il candidato deve portare all’esame la raccolta scritta delle esercitazioni svolte durante il corso.
La valutazione dell’esame è espressa in trentesimi. L’esame è considerato sufficiente con una votazione di almeno 18/30.

Altre informazioni 

Il materiale didattico a supporto delle lezioni è disponibile sulla piattaforma Moodle.

Testi di riferimento 

Appunti delle lezioni e materiale didattico fornito dal docente.

Testo consigliato:
"Strumenti e metodi di misura" di Ernest O. Doebelin, McGraw-Hill


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