Definizioni sulla strumentazione e specifiche del processo metrologico

Descrizione delle modalità di trigger e condizioni di misura

DC, HF—REJECT, LF-REJECT (filtro la sorgente cosi trigger si aggancia meglio al segnale).

Le modalità sono:

• normal= trigger se e solo se condizioni sono verificate
• auto= se dopo un tot prestabilito no condizioni si attiva in automatico, trigger reale ha la precedenza.
• single-sweep= attiva solo una volta al primo evento di trigger per un tot di tempo prestabilito, per riottenere lo reimpostare condizioni manualmente.

Condizione di ripetibilità di misura: si intende il grado di accordo tra misure effettuate sullo stesso misurando senza alcuna variazione sulle condizioni di misura, usando quindi lo stesso strumento, nello stesso ambiente con lo stesso operatore, con una distanza temporale molto breve.

Approccio deterministico: la fascia di valore assegnata al misurando individua un intervallo in cui è contenuto ragionevolmente il misurando.

Approccio probabilistico: si va a considerare la misura come una variabile aleatoria. Individuando un intervallo in cui è

Ragionevolmente contenuto il misurando con una probabilità assegnata. La deviazione standard è un info quantitativa dell’incertezza ed è chiamata incertezza tipo.

Cosa è e cosa serve il circuito trigger: è un circuito elettronico presente in tutti gli oscilloscopi e definisce le condizioni necessarie affinché un oscilloscopio inizi un’acquisizione o inizi a prelevare campioni. Il segnale di trigger viene generato nel pre amplificatore verticale durante il passaggio del segnale in analisi. Stabilizza un segnale periodico o ripetitivo e cattura e visualizza eventi singoli come impulsi.

Caratteristiche statiche di un sistema di misura:

1. Racchiudono le info necessarie a legare l’uscita con il misurando quando il sistema di misura funziona in regime stazionario.
2. Funzione di conversione: lega l’ingresso all’uscita.
3. Funzione di taratura: lega ad ogni valore di uscita l’ingresso corrispondente con la relativa fascia di incertezza.

si distingue la curva di taratura (dal valore di uscita al valore centrale di ingresso),costante di taratura= pendenza della curva se lineare), incertezza di taratura= ampiezza dellafascia di valori.
sensibilità=pendenza della curva di conversione, inverso della costante di taratura
stabilità=capacità di mantenere inalterate le caratteristiche di funzionamento nel tempo lungo
lineare= quanto l'andamento si discosta dall'andamento lineare
risoluzione=minima variazione del misurando rilevabile dallo strumento
accuracy=semi-ampiezza della fascia di valori attorno al valor misurato nel quale si trova il misurando secondo un certo livello di confidenza
ripetibilità=attitudine dello strumento di dare misure dello stesso misurando poco diverse tra loro mantenendo immutate le condizioni di misura
isteresi=massima differenza tra i valori dell'uscita nel caso in cui il misurando sia prima crescente e poi decrescente.
Sample-hold: è ilcampionatore che fa da interfaccia tra il segnale analogico analizzato e il convertitore ad. Questo permette di mantenere costante il segnale analogico che varia velocemente per un certo tempo per permettere al convertitore di eseguire le operazioni di conversione. Sensore di umidità: sensore tradizionale capacitivo passivo. Grandezza in entrata umidità, in uscita capacità. Detto anche igrometro, sfrutta la capacità di un condensatore a facce piane parallele tra le quali viene posto un dielettrico salino, il quale, con l'umidità, per la risposta del sale alla presenza di particelle di acqua, si dilata allontanando le armature. La capacità è inversamente proporzionale alla distanza tra di esse. Rilevando la variazione di capacità si rileva il valore di umidità. Effetto di carico: Misura tensione = inserisco il multimetro in parallelo. In questo modo la resistenza di entrata del multimetro modifica la distribuzione di corrente modificando la misura delmisurando per minimizzare l'effetto viene scelta una Rv molto più grande di r2 in questa maniera il parallelo è circa uguale a r2, evitando l'effetto di carico ovvero errore della misurazione. Misura corrente viene fatta in serie, ed è una misura indiretta basata sulla misura della tensione ai capi di una resistenza nota detta di shunt. In questo caso per non influenzare il circuito e non modificare la resistenza equivalente si prende un Rshunt molto minore di r1 per fare si che la serie equivalga a r1, se questo non accade effetto di carico. GENERATORE DI FUNZIONE è un dispositivo elettronico utilizzato per generare tensioni alternate variabili con diverse caratteristiche:

• frequenza
• ampiezza
• offset
• duty-cycle
• forma d'onda: triangolare, rampa, rettangolare, sinusoidale, impulso e rumore gaussiano

Inoltre, il generatore di funzione riesce a fornire delle funzioni programmate, anche da pc per la programmazione da remoto. Il circuito equivalente è costituito da un generatore.tensione e la relativa resistenza di uscita connessi in serie. quasi tutti hanno una resistenza di uscita di 50 ohm, e questo programmato per lavorare a carico adattato dunque pari a 50ohm. Conversione A/D: 3 processi, perché il digitale, ruolo catena di misura, schema a blocchi, teorema di Shannon. STRUMENTI Strumento di misura: definizione (sollecitazione e risposta) e 3 componenti: rilevatore, trasduttore e visualizzatore. Ognuno caratterizzato da una funzione R(G) che lega risposta alla variazione della grandezza. Intervallo di funzionamento: soglia-portata Prontezza: tempo necessario per la risposta ad una variazione della grandezza. Calibrazione: confronto con uno strumento di accuratezza nota detto campione. Qualità metrologica: Capacità di uno strumento di fornire misure "migliori" o "peggiori" rispetto ad un altro, definita sulla base di alcuni parametri: - portata - larghezza dibanda-risoluzione-precisione-sensibilità-accuratezza-ripetibilità-riproducibilità

Caratteristiche metrologiche: info associate ad ogni strumento per valutarne le prestazioni e la corretta modalità di impiego: generali, statiche, dinamiche.

Generali: si suddividono tra relative all'ingresso e relative all'uscita. Ingresso: specie del misurando, input range, campo di sicurezza del misurando. Uscita: specie del misurando, output range, potenza erogabile, impedenza di uscita, alimentazione.

Caratteristiche dinamiche: si dividono tra dominio della frequenza e del tempo. Nella frequenza abbiamo risposta in frequenza, campo di frequenza, frequenza di risonanza. Nel tempo, tempo morto, di salita, di discesa di risposta, costante di tempo, sovraelongazione, tempo di assestamento, limite di velocità, tempo di recupero, vita.

CONVERSIONE A/D

Quantizzazione

Tempo di digitalizzazione

MULTIMETRO DIGITALE:

Definizione: dispositivo elettronico atto a eseguire misure di tensione

corrente e resistenza.

Soluzione mezza cifra: display a segmenti, display led.

Pannello frontale: banco, portatile.

Schema a blocchi: disegno

Misura di tensione: parallelo, due percorsi possibili AC o DC, distinzione RMS e TRUE-RMS, resistenza di ingresso del multimetro per evitare effetto di carico. Rv

Misura di corrente: serie, come evitare effetto di carico. Rshunt

Misura di resistenza: disegno, uso la i che ho trovato dalla prima caduta di tensione, dalla seconda trovo Rx. Problema: resistenze molto piccole: tensioni di disturbo, accendo e spengo la tensione di riferimento, resistenze di contatto, soluzione dei 4 terminali. Resistenze grandi: inserisco Rn nota tra i due morsetti.

PROCESSO DI MISURAZIONE E INCERTEZZA:

Accuratezza vs precisione: la prima scarto valore medio e valore vero (fattori sistematici), la seconda legata alla dispersione quindi all'ampiezza della curva della distribuzione (fattori aleatori).

Compatibilità: delle misure si dicono mutuamente compatibili se

hanno almeno un elemento incomune tra le fasce di valore.

Incertezza: un parametro associato ad una misurazione che ci definisce la dispersione dei valori misurati. L'analisi dell'incertezza si distingue dall'errore poiché riflette la mancanza della conoscenza del valore esatto del misurando. Data da un contributo aleatorio e uno sistematico. Il primo dovuto a variazioni non prevedibili delle grandezze di influenza, il secondo effetti che si ripropongono in modo identico o in modo identico ogni volta che si effettua la misura spesso legate allo strumento stesso utilizzato.

La stima dell'incertezza può seguire un approccio deterministico o probabilistico.

Misura diretta vs indiretta

Tipo A - Tipo B

OSCILLOSCOPIO:

Definizione: serve a visualizzare graficamente un segnale di tensione o corrente, dispositivo elettronico, digitale o analogico.

Pannello frontale disegno

Banda passante analogica: intervallo di frequenze che l'oscilloscopio riesce a

trattare.Effetti di carico: per evitarli in questo caso:-alta impedenza: parallelo R-C-bassa impedenza. Resistenza di 50 ohm. (collegamento con carico adattato nel generatore difunzione.Terminazione passante: quando bassa impedenza non è possibile.

Display: divisioni, comandi verticali e orizzontali

Comando XY: esclude la base dei tempi dall'asse orizzontale alla quale si assegna un segnaleesterno. Sullo schermo si visualizza un segnale in funzione di un altro. Per misurare la differenzadi fase in rapporto armonico con stessa ampiezza.

Cursori: linee verticali e orizzontali che si spostano usando manopole servono per effettuaremisure di parametri come ampiezza frequenza e offset ad esempio.

Misure automatiche: tasto Measure, tipo ampiezza, sovraelongazione e sotto.

Comando math: somma, prodotto, differenza e inversione.

Schema a blocchi: si mette un attentatore perché l'elettronica interna dell'oscilloscopio lavorameglio con un range di tensioni ristretto.

Posso mettere una resistenza. Ma ho dipendenza di frequenza, compenso mettendo una capacità se r1c1=r2c2 top. In questo modo bilancio soltanto l'effetto della capacità, non lo elimino, che comunque continuano a disturbare il circuito, allora metto capacità variabili in modo da variare l'attenuazione mantenendo valida la compensazione. Convertitore flash: modo più veloce di eseguire una conversione analogico-digitale. Costituito da due alla n meno 1 comparatori e due alla n resistenze, dove n è il numero di bit. Comparatori e resistenze identiche tra loro. La rete resistiva distribuisce ai comparatori la tensione di riferimento. Ogni comparatore compara la sua tensione di riferimento al segnale proveniente dal canale di ingresso, dando 1 se il suo riferimento è maggiore, 0 altrimenti, si ha così un output digitale. Interleaved Sampling: strategia implementata negli oscilloscopi a 4 canali per aumentare la velocità di conver.