Misure elettroniche teoria + progetti labview

Programma

Fondamenti della misurazione

Concetti fondamentali e definizioni, misurando, misura, misurazione, motivi per cui si esegue una misura, unità di misura, misurabilità di una grandezza, grandezze misurabili, classificabili e misurabili solo per via indiretta, esecuzione di una misurazione.

Sistemi di unità di misura

Il Sistema Internazionale di Unità di Misura, Catena di Riferibilità, definizione delle unità di misura fondamentali, definizione delle unità di misura supplementari, prefissi del SI.

Incertezza di misura

Valore “vero”, errore ed incertezza, dispersione delle misure, fattori di influenza sistematici e aleatori, trattamento degli effetti sistematici e degli effetti aleatori, misurazione come esperimento aleatorio, valore medio, varianza e scarto quadratico medio (scarto tipo) incertezza, valutazione delle incertezze di categoria A, media sperimentale, varianza sperimentale e scarto tipo sperimentale, valutazione dell’incertezza di categoria B, interpretazione delle specifiche strumentali dal manuale di uno strumento di misura, valutazione dell’incertezza globale, l’incertezza estesa, espressione dell’incertezza in valore assoluto o relativo, le cifre significative, propagazione delle incertezze, compatibilità delle misure, scrivere la misura come risultato di una misurazione, esempi di calcolo dell’incertezza.

Misura di tensione e corrente

Misure di corrente e di tensione, deviazioni sistematiche di inserzione, modifica della portata, amplificatori operazionali, analisi opamp in retroazione negativa, principali configurazioni degli opamp, voltmetri numerici, conversione Analogico-Digitale, quantizzazione, voltmetri a rampa (analogica o numerica), voltmetro ad inseguimento, voltmetri a successive approssimazioni, voltmetri ad Integrazione, voltmetri a doppia rampa, rundown multi-rampa, modifica della portata con amplificatore/attenuatore, amplificatori a chopper, moduli di conversione AC/DC, convertitori a valor medio, convertitori di picco, convertitori a vero valore efficace a termocoppie, convertitori a vero valore efficace a transistori, convertitori a vero valore efficace.

Misure di tempo e di frequenza

Misuratore numerico di intervalli di tempo, schema e principio di funzionamento, risoluzione campo di misurazione, circuito di ingresso, finestra di trigger, porta logica, base dei tempi e divisori, incertezza dell'oscillatore, tolleranza di conteggio, conteggio di impulsi, misure di frequenza, misura di frequenza, misura di rapporto di frequenza, misure di intervallo di tempo, intervallo di tempo multiplo, misura di periodo, misura di periodo medio, misura di durata di un impulso, misura di ritardo di fase, contatore reciproco, incertezze nelle misure d’intervallo di tempo, misura del ritardo differenziale.

Caratterizzazione componenti passivi

Campioni di resistenza, resistori a decadi, misura di resistenze, metodo voltamperometrico, inserzione del voltmetro a monte o a valle dell’amperometro, misure di piccole resistenze col metodo del confronto, misure di resistività, misura di resistenze di valore elevato, metodo del Ponte di Wheatstone per la misura di resistenze, ponte di Wheatstone a sbilanciamento, sensibilità del Ponte, tecnica della doppia pesata.

Misure nel dominio del tempo

L’oscilloscopio: generalità. Modalità base tempi, sincronizzazione (trigger), Hold off, base dei tempi ritardata, oscilloscopio a doppia traccia, modalità Chopped, modalità Alternate, misurazione della tensione di picco e della componente alternativa, la sonda, compensazione della sonda, misure con l’oscilloscopio.

Programmazione Labview

Fondamenti della programmazione grafica, realizzazione di un sotto programma, strutture di programmazione (case, for, while e sequence), shift register e auto indicizzazione, utilizzo dei grafici, utilizzo degli array, utilizzo dei cluster, variabili locali e property node, realizzazione di strumenti virtuali.

Strumentazione elettronica e misure

Corso di Laurea di Ingegneria Elettronica
Prof. D. Gallo
Prova del 07/03/2014

1. Si implementi un generatore di onda triangolare di ampiezza di picco-picco controllabile (valore di default 2, risoluzione 0.2, fondoscala 10) con periodo controllabile (default 1000 µs risoluzione 1µs) con durata 20 periodi (controllabili), con offset pari ad 1 (controllabile) e fase 1 rad (controllabile), ed un generatore di sinusoide di ampiezza controllabile (valore default 1, risoluzione 0.1, fondoscala 10) con periodo 20 volte (controllabile) più grande del precedente con numero di punti a periodo pari a 400 (controllabile) e fase 2 rad (controllabile). Si calcoli il segnale ottenuto confrontando i valori dei due segnali ed associando all’uscita 1 se il primo è maggiore e zero altrimenti. Tracciare un grafico con i primi due segnali ed un secondo grafico col segnale modulato.
2. Si effettui una misura della frequenza media del segnale ottenuto con una risoluzione di almeno 1 Hz.
3. Si effettui una misura sincronizzata della componente continua dell’onda triangolare.

Solo misure

4. Simulare l’effetto di una quantizzazione bipolare a 3 bit fondo con scala e saturazione ad 1V su un periodo dell’onda sinusoidale.

Solo strumentazione

5. Effettuare un’analisi spettrale su segnale triangolare con finestra di Hamming con una risoluzione di almeno 100 Hz.

Per ognuno degli esercizi realizzare un differente strumento virtuale inserendo i controlli e gli indicatori che si ritengono necessari.

Salvare tutti i file iniziando col proprio cognome e nome seguito da un numero (es. GalloDaniele1), raccoglierli in una cartella del desktop chiamandola col proprio cognomenome alla fine del tempo copiare la cartella sulla penna usb.

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ESERCIZIO 1.vi
C:\Users\Admin\Desktop\informatica\Misure elettroniche(prof GALLO)\LAVORI DI MISURE\ProveD'esame svolte\Prova 07-03-2014 completa\ESERCIZIO 1.vi
Last modified on 13/03/2016 at 13:07
Printed on 11/09/2017 at 13:09 Plot 0 Plot 0

Segnale triangolare Segnale sinusoidale
2 1
Generazione onda triangolare Generazione onda sinusoidale 1,75 0,75 1,5 0,5
Ampiezza Picco Picco Ampiezza Picco 1,25 0,25 2 1 1 0
Periodo secondi Periodo 20 volte più grande 0,75 -0,25 0,001 20 0,5 -0,5 0,25 -0,75
NP npp 0 -1 20 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0 0,005 0,01 0,015 0,02 400 Time Time

Offset fase rad 1 2 Plot 0 Plot 0
Entrambi i segnali Segnale modulato
Fase rad 2 1 1 0,9 1,5 0,8 0,7 1 0,6 0,5 0,5 0,4 0 0,3 0,2 -0,5 0,1 -1 0 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0 0,005 0,01 0,015 0,02 Time Time

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Printed on 11/09/2017 at 13:17 Entrambi i segnali Offset Segnale triangolare
Ampiezza Picco Ampiezza Picco Picco 2 True
Campioni triangolare
Periodo secondi Y frequenza 1 Segnale modulato
Campioni sinusoidali ta NP Y Y dt dt Fase rad Fase deg 180
Ampiezza Picco Segnale sinusoidale
Periodo 20 volte più grande frequenza periodo npp fc fase rad fase deg N campioni 180 False 0

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Printed on 11/09/2017 at 13:32 Plot 0 Plot 0

Segnale triangolare Segnale sinusoidale
2 1
Generazione onda triangolare Generazione onda sinusoidale 1,75 0,75 1,5 0,5
Ampiezza Picco Picco Ampiezza Picco 1,25 0,25 2 1 1 0
Periodo micronsecondi Periodo 20 volte più grande 0,75 -0,25 1000 20 0,5 -0,5 0,25 -0,75
NP npp -1 0 20 0,2 0,4 0,6 0,8 0,2 0,4 0,6 0,8 0 1 0 1 400 Time Time

Offset fase rad 1 2 Plot 0 Plot 0
Entrambi i segnali Segnale modulato
Fase rad 2 1 1 0,9 1,5 0,8 0,7 1 0,6 Ordine filtro 0,5 0,5 2 Misura frequenza 0,45 0 Armonica T salita 0 0,3 F discesa 1 Ton 0,2 -0,5 Risoluzione hz 1 0,1 1 ta -1 0 0,2 0,4 0,6 0,8 0,2 0,4 0,6 0,8 0 1 0 1 0,02 NP Trigger Livello di trigger Time Time

1 0 Plot 0 Plot 0 Plot 0
Filtraggio con transitorio Filtraggio senza transitorio Segnale triggerato
0,3 0,3 1 0,2 0,2 0,8 0,1 0,1 0,6 0 0 0,4 -0,1 -0,1 0,2 -0,2 -0,2 -0,3 -0,3 0 0,2 0,4 0,6 0,8 0,2 0,4 0,6 0,01 0,02 0 1 0 0 0,005 0,015 Time Time Time

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Printed on 11/09/2017 at 13:40 Entrambi i segnali Offset Segnale triangolare
Ampiezza Picco Ampiezza Picco Picco 2 Campioni triangolare True
Periodo micronsecondi periodo s frequenza Y 1000000 ta ta NP 1
Campioni sinusoidali Y Fase rad Fase deg dt 180
Ampiezza Picco Segnale sinusoidale Armonica
Periodo 20 volte più grande frequenza periodo npp fc 10 fase rad fase deg 180 N campioni Risoluzione hz Ton

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Printed on 11/09/2017 at 13:40

Segnale modulato Y Filtraggio senza transitorio
Filtraggio con transitorio dt Segnale triggerato Y Y Y T salita
Bandpass 0 F discesa Y NX Misura frequenza dt Livello di trigger Ton 2 NP Trigger
Ordine filtro False 0

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Printed on 11/09/2017 at 13:41 Plot 0 Plot 0

Segnale triangolare Segnale sinusoidale
2 1
Generazione onda triangolare Generazione onda sinusoidale 1,75 0,75 1,5 0,5
Ampiezza Picco Picco Ampiezza Picco 1,25 0,25 2 1 1 0
Periodo secondi Periodo 20 volte più grande 0,75 -0,25 0,001 20 0,5 -0,5 0,25 -0,75
NP npp -1 0 20 0,005 0,01 0,015 0,02 0,005 0,01 0,015 0,02 0 0 400 Time Time

Offset fase rad 1 2 Ordine filtro
Fase rad Larghezza filtro % T salita Livello di trigger
F discesa 10 1 2 Componente DC 0 1 NP Trigger
Armonica 61

Plot 0 Plot 0 Plot 0
Filtraggio con transitorio Filtraggio senza transitoiro Segnale triggerato
1 1 2 0,75 0,75 0,5 0,5 1,5 0,25 0,25 0 0 1 -0,25 -0,25 -0,5 -0,5 0,5 -0,75 -0,75 -1 -1 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,002 0,004 0,006 0,008 0,010 0 0,002 0,004 0,006 0 Time Time Time

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ESERCIZIO 3.vi
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Last modified on 13/03/2016 at 15:52
Printed on 11/09/2017 at 13:42 Offset Segnale triangolare
Ampiezza Picco Ampiezza Picco Picco 2 Bandpass
Periodo secondi frequenza Y dt ta NP Armonica Fase rad Larghezza filtro % Fase deg 1 180 100
Ampiezza Picco Ordine filtro
Segnale sinusoidale
Periodo 20 volte più grande frequenza periodo npp fc fase rad fase deg N campioni 180

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ESERCIZIO 3.vi
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Last modified on 13/03/2016 at 15:52
Printed on 11/09/2017 at 13:42 Filtraggio senza transitoiro Segnale triggerato
Filtraggio con transitorio Y Y Y T salita F discesa 0 Componente DC 2 NP Trigger Livello di trigger

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ESERCIZIO 4.vi
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Printed on 11/09/2017 at 13:43 Plot 0 Plot 0

Segnale triangolare Segnale sinusoidale
2 1
Generazione onda triangolare Generazione onda sinusoidale 1,75 0,75 1,5 0,5
Ampiezza Picco Picco Ampiezza Picco 1,25 0,25 2 1 1 0
Periodo secondi Periodo 20 volte più grande 0,75 -0,25 0,001 20 0,5 -0,5 0,25 -0,75
NP npp 0 -1 20 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0 0,005 0,01 0,015 0,02 400 Time Time

Offset fase rad 1 2 Plot 0 Plot 0
Entrambi i segnali Segnale modulato
Fase rad 2 1 1 0,9 1,5 0,8 0,7 1 0,6
On bipolare VFS 0,5 0,5 Off unipolare Tipo 1 0,4 0 0,3 Bit 0,2 -0,5 3 0,1 Tipo -1 0 Più vicino Saturazione 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0 0,005 0,01 0,015 0,02 1 Time Time Quanto

0 Plot 0
Segnale quantizzato
1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 -0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -1 0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018 0,02 Time

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Printed on 11/09/2017 at 13:44 Entrambi i segnali Offset Segnale triangolare
Ampiezza Picco Ampiezza Picco Picco 2 Campioni triangolare True
Periodo secondi frequenza Y ta NP 1
Campioni sinusoidali Y Fase rad Fase deg dt 180
Ampiezza Picco Segnale sinusoidale
Periodo 20 volte più grande frequenza periodo Tipo npp fc Tipo fase rad fase deg N campioni 180 Campioni VFS-Quanto Tipo VIN 0 O -VFS 0 VFS Quanto Bit Quanto

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ESERCIZIO 4.vi
C:\Users\Admin\Desktop\informatica\Misure elettroniche(prof GALLO)\LAVORI DI MISURE\ProveD'esame svolte\Prova 07-03-2014 completa\ESERCIZIO 4.vi
Last modified on 13/03/2016 at 16:10
Printed on 11/09/2017 at 13:44

Segnale modulato Y dt Segnale quantizzato Segnale campionato True Sdegnale quantizzato "Per difetto" False Campioni quantizzati L Y Saturazione False "Più vicino", Default True 0 "Per eccesso" False

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Printed on 11/09/2017 at 13:44 Output Input 0 0 0 0 T salita F discesa Livello di trigger 0

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SUB TRIGGER.vi
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Printed on 11/09/2017 at 13:45 T salita F discesa False False Input 0 Livello di trigger 1 Output 0 0 True True

Prova Labview misure elettroniche

Strumentazione elettronica e misure
Corso di Laurea di Ingegneria Elettronica
Prof. D. Gallo
Prova del 13/03/2013

1. Si implementino due generatori di forma di onda arbitraria controllabile (valore di default per entrambi sinusoidali); il primo di valore di picco controllabile (valore default 1) a frequenza controllabile (valore default 50 Hz) con il numero di punti a periodo (valore default 30), ed il secondo di valore efficace controllabile (valore default 0.7) isofrequenziale al precedente, durata e fase controllabili (valore default 60 ms e 30 gradi). I due segnali devono avere parametri di generazione omogenei. Tracciare un grafico che contenga entrambi i segnali con colori e stili di disegno differenti.
2. Utilizzando solo le forme d’onda e nessuno dei parametri di generazione si implementi un misuratore di impedenza che determini valore della parte resistiva e induttiva o capacitiva specificando la tipologia (un indicatore numerico per R, un indicatore numerico per L o C ed un indicatore testuale induttiva/capacitiva).
3. Utilizzando solo la forma d’onda del primo e nessuno dei parametri di generazione si implementi un misuratore di valore efficace.
4. Sul segnale ottenuto dal quadrato del secondo effettuare un’analisi spettrale completa fino aalla 31 armonica utilizzando la finestra di Hanning e con risoluzione spettrale di 0.1 Hz.

Per ognuno degli esercizi realizzare un differente strumento virtuale inserendo i controlli e gli indicatori che si ritengono necessari.

Salvare tutti i file iniziando col proprio cognome e nome seguito da un numero (es. GalloDaniele1), raccoglierli in una cartella del desktop chiamandola col proprio cognomenome alla fine del tempo copiare la cartella sulla penna usb.

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esercizio 1.vi
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Printed on 11/09/2017 at 14:11

Generazione prima onda Generazione seconda onda 1 Forma d'onda
signal type signal type 2 2 Forma d'onda
Sine Wave Sine Wave Generazione segnali 1
Ampiezza rms Ampiezza Picco 0,8 0,7 1 0,6 frequenza fase deg 0,4 50 30 0,2 0 npp ta ms -0,2 30 60 -0,4 -0,6 -0,8 -1 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 0,055 0,060 Time
Isofrequenziali, stesso ta e fc

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esercizio 1.vi
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Last mo