Misure Meccaniche e Termiche

LEZIONE N°1

• STANZA ❯ Idea di misura grossolana (a spanne) ❯ Più prendo una misura più precisa ❯ (RIVELLO)

MM = m/mm/s + E

• Misura
• Numero
• Errore di misura
• L'incertezza di misura

È impossibile fornire un numero preciso e soprattutto unico misura, che faccia deve essere coerente con l'applicazione e per il valore che serve.

• Incertezza = ignoranza consapevole ammettiamo di non sapere se il pezzo è lungo 2,00 o 99,5.
• Tolleranza = è un caso che ha il progettista, di dire se lo fai un millimetro di più non fa niente!
• Possibilità che il pezzo sia all'interno dell'intervallo.

• Esame
  • 3 Domande
    • 1° parte (anche di nostre) è importante + studiare bene!
    • 2° parte (ancora importante)
    • 3° do tutto domandarsi qualsiasi sapere mio anche per favorire uno sapere discente

DISTINZIONE TRA: STRUMENTI ANALOGICI E DIGITALI.

• DRF: Uno strumento analogico è uno strumento che segue con continuità la grandezza in ingresso. (CONTINUITÀ)
• DRF: Uno strumento digitale è uno strumento che non segue con continuità la grandezza in ingresso. (NON CONTINUITÀ)
  • EX: un semplice orologio si muove a scatti, non segue con continuità il tempo, quindi è digitale.
  • (Gli orologi meccanici che vanno a scatti) SONO ANALOGICI!
• RS sobra: "Informazione analogica, la convertiamo in digitale."
  • ES: OROLOGIO
    • ANALOGICO = 'orologio che gira a un continuo'.
    • DIGITALE = "switch" lancetta che si sposta ad intervalli.

Una riparazione analogica è un numero reale con infiniti decimali.

Def.

ERRORE = DIFFERENZA TRA IL VERO E IL CORRENTE

• Parola che sarà bandita durante il corso.

• Perché la misura assolutamente perfetta non la si avrà mai: nello stesso modo non posso conoscere esattamente l'errore dell'errore...
• Un'importanza assoluta non esiste, quindi non esiste l'errore (non esiste il vero).

Def.

ERRORE DI MISURAZIONE

• Solo atti di misurazione potrebbero modificare la grandezza che dobbiamo misurare.

SISTEMA ASTRATTO O ORIENTATO - RIPRODUTTORE - AMPLIFICATORE - TRASMETTITORE

• Taccheggerò i sistemi astratti o orientati: avrò un ingresso e un'uscita (ingresso (1) sarà la grandezza da misurare e l'uscita (θ)) sarà la misura.

TRASDUTTORE = TRADUCE LA GRANDEZZA MECCANICA IN ELETTRONICA.

Il problema è che nella realtà io avrò altri ingressi, detti modificatori e altri detti interferenti.

• ( ingresso modificatore )

Ad esempio la temperatura può modificare l'estensione di un pezzo e quindi può modificare lo strumento con le quali sto misurando.

QUELLO CHE CI INTERESSA È LA COSTATA DELLO STRUMENTO.

• INGRESSO MODIFICATORE (temperatura) ➔ valuta cosa ci va e modificare lo strumento di misura.
• INGRESSO INTERFERENTE (collega che muove il piano = vibrazioni)

• L'INCERTEZZA DIPENDE PROPRIO DAI MODIFICATORI E DAGLI INTERFERENTI.

Usiamo il mediodi per rimediare a questi modificatori e interferenti.

• 1. CORREZIONE CALCOLATA (X) = (NON LA USEREMO) Possono portare a errori nella misurazione.
• Misuriamo il tubo mentre varia la temperatura considerando la dilatazione dovuta all'usato tecnico, non si usa perché avrò incertezza maggiore, perché aggiungo incertezze anche per le temperature.

Approssimato a 3 % cifre

Se immaginiamo di aver tracciato moltissime misure ottengo

Non rappresentarli meglio. Disegnare uno che sia il più al centro possibile

Unica retta dei minimi quadrati, che minimizza lo scarto quadratico medio

(tendenza)

Def:

Lo scarto quadratico medio, è la media degli scarti al quadrato; lo scarto è la distanza dalla curva considerata dai punti.

La traditria consiste nel confrontare il dato di uscita con il dato di ingresso (nostro) relativo da misurare, e seguendo che x = f(e) allora y = ?

... l'interezza dipende dalla larghezza della "nuvola" di punti.

Alla fine io strumento considero l'andamento della curva ...

La curva è "buona se la nuvola è 'aderente' alla curva

Potrebbe succedere che ho un punto lontano dagli altri

Può succedere che ho:

Devo considerare y₁ o y₂?

Devo usare la y₁ considerando che P_max è il fondo scala, ovvero la massima grandezza misurabile: ... eliminano i dati oltre il fondo scala

Soglia = minimo valore misurabile dallo strumento (q_min)

Range dinamico = fondo scala/Soglia - q_max/q_min

Entro questa nuvola lo strumento non riesce a misurare

Quali sono le esigenze che abbiamo?

Voltmetro

• RV = resistenza voltmetro - deve essere la più alta possibile evitando di modificare il circuito.
• RA = resistenza amperometro - deve essere la più bassa possibile evitando di modificare il flusso.

Amperometro

Ad esempio: se si vale Rv il circuito riduce il flusso. Al numeratore di ΔP deve esserci un tipo; il numeratore di η non può essere un tipo! Praticamente, l'unico che la potenza dissipate dal dispositivo sia nulla.

Intrusività = lo strumento non deve assorbire potenza dal circuito.

Quindi:

• Spinta - resistenza massima
• Flusso - resistenza minima

Stima di incertezza

Se ho un'incertezza, ho un'incertezza dell'incertezza! Quindi, l'incertezza si stima. Nel dubbio sovrastimare l'incertezza.

• Tipo A: quello che abbiamo detto fino ad adesso (serie esperimento, analisi statistica)
• Tipo B: utilizzo di informazioni pregresse...

* Ho bisogno del tipo B per vari ristoranti:

• G deviate (segno grande per dubitate)
• Non ho fid (situazione di ripetizione)
• Non conosco condizioni di utilizzo

1. Devo misurare l'area, misuro base e altezza e vedo; stessa cosa per il rendimento. Quindi non posso fare un'analisi in tipo A per misurazioni in area, rendimento o se mi occorrono di grandezze derivate.
2. Devo utilizzare uno strumento più preciso del mondo. Non ho quindi una grandezza di confrontare, allora devo usare il tipo B. (riferimento)
3. Tipo A almeno deve essere costante. Se il metro pesa, il misuratore lo usa a -5°C (0.0, 3.0°C) La taratura deve aderire all'utilizzo dello strumento!

Come si stima secondo una tipologia B?

* Tipo A fa un'analisi di misure ripetute e uno studio statistico dei dati raccolti.

Tipo B è l'utilizzo di informazioni pregresse con confronto di sensore...

PASSAGGIO TEMPO-FREQUENZA

ω = 2πf

PASSAGGIO DETTO PASSAGGIO DI FOURIER

φ(t) = Σ ai sin(ωt + φi)

Vediamo un grafico come la somma due grafici:

Vista nel dominio della frequenza (grafico a destra), con solo 2 linee ho nuovamente individuato il fenomeno.

Tutti i fenomeni sono rappresentabili in frequenza!

Nota Bene: È importante controllare il segnale in frequenza perché molti fenomeni sono associati a tale grandezza.

Esempio: Se avessi:

Il grafico a destra è molto più chiaro.

È quando molte quantità abbiamo un rumore.

Esempio:

Rumore bianco ↔ quando tutte le frequenze

Rumore primeggiante in frequenza

Rumore colorato ↔ rumore che ho quando passano quantità sulle altre.

Rumore rosa

Rosso ↔ bassa frequenza

Rosa e bianco

Alte frequenze

Se a me interessa nascondere