Misure meccaniche e termiche - Parte 1

MISURE MECCANICHE E TERMICHE

Prof: Lacaria Del Prete

Esame: 1 pre - appello a Natale + orale a Gennaio scritto = 2 domande teoriche + 1 esercizio (dure 5 ore!!!)

26/09/2018

Secondo Kant, fino a che il primo a capire l'importanza delle misure se riusciamo a misurare qualcosa, allora andiamo avanti nella conoscenza.

Misurare: relazionarsi col mondo circostante ed essere capaci di riferire la misura effettuata ad un'altra persona.

Quindi, nell'ambito della misura, ci sono due aspetti fondamentali: riuscire a prendere la misura che si vuole effettuare e riuscire a comunicare questa misura a qualcun altro.

Per effettuare delle misure accettabili, abbiamo la necessità di definire un campo di riferimento. Oltre a fornire un'unità di misura, esso diventa essenziale il più universale possibile. A questo proposito, dato che le rivoluzione francese tutti i costruttori di te casse si riunirono ed inventarono il Sistema Metrico Internazionale (S.I). In esso configuravano lunghezza, tempo e peso come misure fondamentali.

Le misure si possono effettuare per due ragioni:

1. Monitorare operazioni e processi tecnici, osservando semplicemente ciò che accade dall'esterno;
2. Controllare una situazione intervenendo eventualmente per aggiustare le cose

Le misure possono anche essere effettuate in ambito sperimentale che differisce da quello teorico.

Metodo teorico - A fornisce risultati generali, non utilizzabili in ambito pratico - B non ci permette di analizzare la situazione reale effettuata con solo un modello matematico semplificato senza tenere conto delle effettive imperfezioni dei sistemi reali (infatti senza questo il dato orientativamente è utile)

C- il risultato ottenuto grazie al comportamento teorico è diverso da quello reale

D- necessita di strumenti meno costosi rispetto al metodo sperimentale

E- non c'è ristrettezza dal punto di vista del tempo necessario, diversamente dalla sperimentazione

METODO SPERIMENTALE: A- fornisce dei risultati utili solo per uno specifico problema (non validi a livello generico). B- analizza il comportamento reale del sistema, senza semplificazioni matematiche. C- gli strumenti necessari alla sperimentazione sono più costosi rispetto a quelli necessari al metodo teorico. D- la misura è effettuata sul sistema reale ed al massimo su un sistema in scala. E- bisogna occuparsi della regolazione, dalla costruzione e del debug dell'esperimento (nel caso non andasse a buon fine)

CONCETTO DI MISURA si articola in 3 punti fondamentali:

CLASSIFICAZIONE: 1- identificare le caratteristiche salienti del mio nuovo fenomeno. 2- Raggruppare le caratteristiche individuate in classi omogenee.

ORDINAMENTO: ordinare le grandezze all'interno di ciascuna classe, realizzando una scala di valori all'interno di ciascuna classe.

MISURA: momenti in cui assegniamo un numero a ciascun elemento (o proprietà) della classe omogenea, così da far cadere ogni giudizio soggettivo al riguardo.

5. mm Hg

Osserviamo che dal punto di vista dimensionale, stiamo misurando una pressione attraverso una lunghezza (cioè mm di Mercurio). La relazione che si sfrutta per questo caso è la legge di Stevino P = p.g.h dove g = 9.8 m/s², 1 mm = 10^-3 m e P = (13600 Kg/m³ per Hg):

13560 Kg/m³. 9.8 m/s². 10^-3 m = 133.4 Kg/m.s², 1/m²

P = 133.4 N/m² = 133.4 Pa

• 133.4

per il passaggio della conversione dai mm Hg ai Pa

6. BTU

dove BTU (British Thermal Unit) è la grandezza utilizzata soprattutto nelle caldaie e nei condizionatori inglesi.

BTU = 1 grad^o F * (1 lbm) * U_csH2O) dove 1 gr^o F = 5/9 gr^o C, 1 Lbm=0.453 Kg_m,

U_csH2O = calore necessario ad elevare la temperatura di 1 lb di acqua di

1 U_csH2O = 1 cal (unità di calore specifico dell'acqua)

=> BTU = 5/9 gr^o C * 0453 Kg_m x 1 cal / 1gr^o = 1053.5 J -> 1053.5 J

1 cal = 4186 J

1 g = 10^-3 Kg_m

CURVA DI TARATURA

Si parla invece di CURVA DI TARATURA quando si rilevano le discrezioni delle letture sul quadrante essere vicino completamente al numerica (linea dello strumento. Quindi non è elaborata con la curva di graduazione che rappresenta il principio)

Vediamo come si effettua la taratura:

1) Deve rendere lettori campioni ben distribuiti sul campo di misura ed effettuare la taratura dello strumento.

2) Deve utilizzare uno STRUMENTO CAMPIONE (Sc) nel quale inserire la serie grandezze da inserire nello STRUMENTO DELLA SERIE (S) quello da tarare.

Gli output letturati da S li chiamiamo MISURA BRUTA (U_t)

• IN
• S _out
• Sc _out
• …

Con lo strumento comune (che essendo quello di riferimento sarà più preciso dello strumento da tarare).

Per tracciare la curva di taratura si considerano varie grandezze in ingresso da inviare ad S. U₁..i..5..i saranno le misure lettie da tere sull' ascisse. Mentre sull' ordinata avremo la differenza U_i -  U_i  per calotto di quanto si discosta la misura del campione da quella bruta:

U -  U_t

...

Se U

La curva traccita è quella di taratura e rappresenta gli scarti di misura tra lo strumento campione e quello della serie.

Se U  - U ₀ > 0

• => U >> U_t e quindi S sta SOTTOSTIMANDO il valore esatto che avene fornito da Sc, devo aggiungere lo scarto per ottenere U _iv
• => U < U_t e quindi S sta SOVRASTIMANDO il valore esatto che avene fornito da Sc , devo sottrarre lo scarto per ottenere U_iv

Questa curva serve a correggere quella di graduazione e aveno tracciata dentro i metodi in laboratorio attraverso uno sperientale esper fondamentale di lentezze. Va effettuata su tutto il campo di misura

Inoltre un trasduttore può prod. generatrice.... un segnale debole e difficile da trasmettere

se la R_L non sarà mai trascurabile ma sarà sempre di qualche centinaia di Ω. Ora se non ∞

se R_L → ∞ e R_i = ∞ condizione più semplice da realizzare poichè tutti i voltmetri hanno resistenze interne dell’ordine del MΩ. In questo modo si tende ad impedire la circolazione della corrente I il più possibile cosi si riesce a misurare con V sempre più vicino a V_o. Quindi più viene caricato il voltmetro e minore sarà la corrente che circola con un txrs E_MMS.

Altrimenti_z l’impedenza generalizzata è semplice riuguardare più rapidamente l’ ℓ ℓ generato: lo V_o da tensione calcolato è la variabilità di [illegible] per cui è facile esprimere come ai finali 9_i + 9 + [illegible] 9_i = I cioè la corrente specie all’instant quando collega il misuratore al trasduttore. L’ impedenza generalizzata sarà:

_{Z GEN V 0 R i}

Il trasduttore non genero una tensione adequata alla misura = ⇒ vengono schematizzati con una R_L abbastanzza rilevante (100-1000 Ω), causendo la degradazione del segnale il minimo paraggio della corrente ( Caduta di potenziale interno al trasduttore). Per gando motiva torna R_L eleveta serve a bloccare il paraggio della corrente è quindi la degradazione del segnale, che potrà sempre più ritomo al valore paria Vo: (R_L = 1-100 MΩ)