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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA MECCANICA
Insegnamento
MISURE MECCANICHE E STRUMENTAZIONE INDUSTRIALE CON LABORATORIO
INL1001377, A.A. 2017/18

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2016/17

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
INGEGNERIA MECCANICA
IN0506, ordinamento 2011/12, A.A. 2017/18
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Curriculum INDUSTRIALE [002PD]
Crediti formativi 9.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese MECHANICAL MEASUREMENTS AND INDUSTRIAL INSTRUMENTATION WITH LABORATORY
Sito della struttura didattica http://im.dii.unipd.it/ingegneria-meccanica/
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria Industriale (DII)
Sito E-Learning https://elearning.unipd.it/dii/course/view.php?idnumber=2017-IN0506-002PD-2016-INL1001377-N0
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile GIULIO FANTI ING-IND/12

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Ingegneria meccanica ING-IND/12 9.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso II Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 9.0 72 153.0

Calendario
Inizio attività didattiche 25/09/2017
Fine attività didattiche 19/01/2018

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
8 A.A. 2107/18 01/10/2017 30/11/2018 FANTI GIULIO (Presidente)
LORENZINI ENRICO (Membro Effettivo)
BETTANINI FECIA DI COSSATO CARLO (Supplente)
DEBEI STEFANO (Supplente)
DORIA ALBERTO (Supplente)
PERTILE MARCO (Supplente)
7 A.A. 2016/17 01/10/2016 30/11/2017 FANTI GIULIO (Presidente)
DEBEI STEFANO (Membro Effettivo)
BETTANINI FECIA DI COSSATO CARLO (Supplente)
LORENZINI ENRICO (Supplente)
PERTILE MARCO (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti:
Conoscenze e abilita' da acquisire: Finalità è quella di fornire allo studente:
• le nozioni fondamentali del processo di misurazione,
• un metodo di analisi di strumenti per la determinazione delle loro caratteristiche metrologiche;
• la capacità di progettare una catena di misura in funzione delle prestazioni statiche e dinamiche richieste;
• la capacità di acquisire, elaborare ed interpretare parametri di grandezze statiche o tempovarianti.

Ogni studente, mediante esercitazioni di laboratorio esegue misure di parametri meccanici e termici mettendo in pratica le nozioni fondamentali del processo di misurazione ed in conformità alle normative; compila poi le relazioni di laboratorio che fanno parte integrante dell'esame.

L’insegnamento comprende lezioni di TEORIA ed ESERCITAZIONI pratiche.
Modalita' di esame: Compito scritto (3 quesiti)
Discussione orale sul compito scritto e sulle relazioni di laboratorio presentate dagli studenti

L'esame scritto consiste di 3 quesiti di cui:
- un esercizio
- una domanda di teoria
- una domanda sulle esercitazioni di laboratorio o su uno strumento.
Criteri di valutazione: Il voto finale, assegnato dopo una discussione orale sugli elaborati, è dato dalla media aritmetica dei 3 quesiti (voto in decimi). Potrà essere aggiunta una discussione sulle relazioni di laboratorio consegnate dallo studente.
Su richiesta dello studente, durante l’appello orale in cui viene sostenuto l’esame, il voto finale può essere variato al massimo di +/- 3 punti dopo una ulteriore verifica (domanda orale aggiuntiva su tutto il programma oppure definizione di una tesina di approfondimento della materia).

Lo studente, a scelta, può preparare il programma d’esame dell’anno in corso oppure quello dell’anno in cui ha seguito le lezioni; se per caso qualche quesito riguardasse argomenti fuori programma, lo studente può chiedere al docente la sostituzione del quesito.

Regole per il compito scritto:
- E' possibile interrompere la prova entro circa 10 min. dall'inizio, ma il numero dei ritirati non può eccedere il 30% dei presenti.
- Non è consentito l'uso di testi o appunti di alcun tipo, pena l'annullamento del compito e l'esclusione dall'appello seguente. Eventuali borse al seguito devono essere depositate a parte.
- I telefonini devono essere chiusi nelle borse.
- Sui tavoli devono essere presenti esclusivamente i fogli timbrati per lo svolgimento del compito ed il foglio contenenti i quesiti. Alla fine devono essere riconsegnati tutti i fogli timbrati. Lo studente può portare via solo il testo del compito.
Contenuti: PROGRAMMA

Fondamenti del processo di misurazione e definizioni secondo la normativa vigente. Concetti di grandezza e di misura. Modelli di misura. Ingressi di disturbo.

Elaborazione dati di misure. Misure statiche: GPN, distribuzioni statistiche e convoluzioni, il test del chi-quadro, criterio di Chauvenet, analisi di regressione.

La qualità della misura. Cifre significative. Errore, incertezza di misura e tolleranza. Un modello per l’analisi dell’incertezza. Ripetibilità ed effetti sistematici. Propagazione dell’incertezza secondo la Guida ISO. Incertezza estesa.

I sistemi di unità di misura. I sistemi di misura: CGS, MKS, Tecnico, Inglese. Il sistema SI.
La metrologia e gli enti metrologici.

Stesura di relazioni tecnico-scientifiche.

Prestazione degli strumenti di misura. Prestazioni statiche e taratura: sensibilità, linearità, ripetibilità, riproducibilità, accuratezza, risoluzione, isteresi, deriva, banda morta.

Prestazioni dinamiche di strumenti di misura. Funzione di trasferimento operazionale e sinusoidale. Rappresentazione della funzione di trasferimento. Determinazione sperimentale di parametri caratteristici. Risposte di strumenti fino al secondo ordine compreso ad ingressi canonici.

Elaborazione numerica di grandezze tempovarianti: campionamento, caratteristiche statistiche, medie temporali e nel dominio della frequenza. Analisi in frequenza: “aliasing”, DFT, FFT, convoluzione, "leakage". Spettro di potenza, cepstrum di potenza, trasformata del cepstrum, wavelets.

Teoria generalizzata dei sistemi di misura. Analisi funzionale di strumenti di misura. Trasduttori elementari attivi e passivi. Reti di trasduttori. Impedenza meccanica e generalizzata nel caso traslazionale e rotazionale. Ingressi indesiderati; metodi di correzione. Effetto di inserzione. Schemi a blocchi. Risoluzione di reti meccaniche. Trasferimento di potenza tra elementi a due e a quattro porte.

Misure dimensionali con sistemi di visione: convoluzione con filtri, tecniche sub-pixel, evidenziazione di bordi, “template matching”, trasformate bidimensionali.

Strumenti di misura. Misure di lunghezza, di tempo e di frequenza, di deformazione, di moto, di forza, di velocità nei fluidi, di temperatura (termocoppie, termoresistenze, bolometri etc.). Sistemi di acquisizione e elaborazione dati. Misure di stati di tensione e deformazione con metodi estensimetrici e fotoelastici.

Esercitazioni di laboratorio. 1) Misure dimensionali con sistemi a contatto e con sistemi di visione ed analisi statistica di un campione di dati dimensionali. 2) Risposta di sensori di temperatura per la misura del ciclo di regolazione di una resistenza termostatata. 3) Costruzione e taratura statica di un dinamometro a mensola con estensimetri elettrici a resistenza. 4) Effetto di carico nella misura del primo modo di vibrare di una mensola e nella misura dello smorzamento; propagazione di onde elastiche longitudinali in presenza di difetti. 5) Taratura di filtri elettrici in frequenza.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: - Lezioni frontali;
- esperienze in aula svolte dal docente con la collaborazione degli studenti;
-esperienze di laboratorio svolte dagli studenti sotto la guida del docente.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Testi consigliati ed appunti dalle lezioni.
Testi di riferimento:
  • G. Fanti, Teoria e pratica della misurazione. Padova: Libreria Progetto, 2017.
  • G. Fanti, Sistemi di visione per misure dimensionali. Padova: Libreria Progetto, 2007. Cerca nel catalogo
  • G. Fanti, P. Malfi, Esercizi di Misure Meccaniche e Termiche. Padova: Progetto, 2012. Cerca nel catalogo