Riassunto e sintesi esame Misure Meccaniche e Termiche, prof. Castellini, libro consigliato Misure meccaniche e termiche: basi teoriche e principali sensori e strumenti, Gianluca Rossi

Parole Chiave - Misure

• Misura
• Segnale
• Rumore
• Filtro
  • Filtro
  • Equivalente
• Impulso
• Segnale Digitale
• Segnale Analogico
• Campionamento e digitalizzazione
• Aliasing
• Sistema Assoluto - Orientato
• Errore di Inserzione
• Ingresso Modificatore
• Ingresso Desiderato
• Ingresso Indesiderato
• Impedenza
• Incertezza
• Taratura Statica
• Sensibilità
• Risoluzione
• Ripetibilità
• Incertezza Tipo (A o B)
• Taratura Dinamica
• Strumento Ordine...
• Dinamometro
• Analisi Dinamica
• Funzione Risposta in Frequenza
• Strumenti Tempo Morto
• Potenziometro

• LVDT
  • C.C.
  • C.A.
• Sensorì proximity
• Sensori capacitivi
• Sensori conduttivi pass/osc
• Sensori ottici
• Sensori a triangolazione
• Fotodiodo differenziale
• Encoders
  • Lineari
  • Rotazionali
  • Incrementali
  • Assoluti
• Estensimetri
  • Filo
  • Film
• Ponte di Wheatstone
• Equazione generale ponte Wheatstone
• Elementi elastici
• Piezoelettrici
• Misure di potenza, coppia
• Accelerometro
• Sismografo

Sensori di pressione al quarzo

• Visura delle pressioni dinamiche
• Strumenti deformometrici
• Dispositivi di strozziamento
• Recettori
• Oscillatori a turbina
• Misuratori a vortice
• Misuratori elettromagnetici
• tubo di Pitot
• Anemometri
  • Filic caldo
  • Film caldo
• Termometro bimetallico
• Termocoppie
• Effetto Peltier, effetto Seebeck, effetto Thomson
• Termistore NTC e PTC, termistori a resistenza termica negativa
• Termistori

μ ± 2σ

Due misure sono compatibili quando la loro distribuzione statistica è parzialmente sovrapposta (ha lo stesso t). Posso pensare l'incertezza come una limitazione della tolleranza, se non sono preciso, "aumento" tolleranza aumentando l'incertezza!

Vorre...inserisce definita —> TARATURA STATICA. Nella taratura statica gli ingressi non possono variare nel tempo as meno che nel transitorio, prima che la situazione si stabilizzi; a causa delle incertezze nelle misurazioni ottengo una NUVOLA DI PUNTI e io voglio la curva che ha il minimo scarto quadratico medio. L'incertezza è lo scarto quadratico medio dei punti rispetto alla retta; tanto più la nuvola dei punti è vicina alla retta tanto più l'incertezza è bassa!

La retta non è l'unica approssimazione possibile; nel grafico infatti; se decido di approssimare la nuvola dei punti con la retta (1) ottengo uno strumento poco preciso, se scelgo la PARABOLA (2) ne ho uno meno incerto e dunque migliore.

Voglio trovare una funzione matematica che leghi INGRESSO e USCITA. La taratura è fondamentale, perché un sensore potrebbe essere usato in 2 modi diversi; inoltre è possibile eseguire una indicazione (3); ad un certo punto non varia più niente e in questo caso si usa un FONDO SCALA (max valore che posso misurare) oltre il fondo scala non posso misurare! Definisco RANGE il rapporto tra il max valore misurabile e il minimo!

Uno STRUMENTO DI ORDINE ZERO è ideale (significa che posso applicare la taratura statica ₉ per ogni t, segno in totale fedeltà il segnale in ingresso!). Le prestazioni statiche sono valide in ogni istante. =D NON ESISTONO STRUMENTI COSÌ! Posso pensare alcuni sensori strumenti come fossero di ordine zero (in certe condizioni). Se prendo il TERMOMETRO e lo sottopongo ad un gradino (variazione di una grandezza) p.esempio le metto sotto l’ascelle o se lo sottopongo a due prestazioni sono semplici (t lungo ottengo una curva, se voglio prestazioni elevate (t corto) ottengo la curva VERDE

2i = o ∀ i > 1 d_2ng_e + _d2o dt 2i + b_oa(t) V_t"ORDINE ZERO"2i =o ∀ i, 2…..

Posso approssimare tagliando dei termini se li pensò molto piccoli s≃ o!

TERMOMETRO A BULBOINGRESSO -→ T_H2oUSCITA -→ T_HgT_i T_H2o T_Hg V_Hg x H_g -→ -→ -→

Le prestazioni statiche sono valide se i fenomeni sono LENTI!Prendo il TERMOMETRO nel caso del termometro posso pensarlo come d. ordine 1 per le misurare delta fattore (lo un gradino termico) invece se uso per la misurazione delta T nella stanza posso considerarlo d. ordine zero!

°C3725

_t

∗ INERZIA TERMICA

mento M>1 delle proprietà dinamiche!

_{V · p Hg c Hg dt} ^{c = h · S · (T_i – T_o)}VOLUME DENSITA CALORESPECIFICO

h= coefficiente scambio termicoS= superficie del bulbo

MASSA → INERZIA

Ho due grafici perché passando dal dominio del tempo a quello della frequenza, devo studiare ampiezza e fase. L'unità di misura di H(w) è pari al rapporto delle unità di misura tra uscita e ingresso. Uno strumento si comporta come dimensionemamente perfetto se si comporta allo stesso modo di uno strumento statico H(w), cioè se ha il comportamento come se w fosse nullo.

Lo strumento ideale possiede ampiezza = 1!

ORDINE 0

L'ordine 1 fino a certe frequenze è totale poi cade, non mi sorprende, a ordine 1 devo aspett. un certo tempo.

più uso lo strumento.

non mi rappresento la posizione del cursore y, prendo il cursore e lo sposto x(t). A

• V(t) correndo con esso

C.C.

x(t) = velocità

V(t) = velocità

Potenziometro statico

k·x(t)

Cosa succede se decido di alimentare in C.A?

• C.A.

CASO A (segnale sinusoidale)

CASO B (segnale lineare)

Nel caso A ho uno spostamento del cursore fluente nel tempo

Nel caso B ho uno spostamento del cursore a velocità costante

3) E(x) ⇒ C(x) = E(x) A/(d + x)_dielettrico

dielettrico elastico e funzione d(x) =

se i.s.

1)

s.i.s.❏_xd

non ha meccanica – o praticamente istantibile!

❏ dielettrico❏

(plastica?)

e un sensore lineare e cambiamo la sensibilità ho A e d

armatura può essere tutto ciò che può essere usato in questo modo

(es. 2 lamine con dielettrico in mezzo)

come trasduco c in v?

C.a.

⬜️ capacita

v

Se non ho spostamento le cariche stanno avanti e indietro!

V/C ➤

w

in c.a. ho ingressi non tempo varianti.

C.c.

V

Il generatore pompa elettroni attacco cariche che bilanciano

la spinta del generatore dopo transitorio — equilibrio

Non posso avere corrente che mi circola (simile a circuito aperto), se la capacità si muove ottengo un

flusso di corrente, dal punto di vista elettrico e di ordine i, da quello meccanico 2 nel totale 3 !

V/C ➤

(es. microfono)

Semplice e basso cambi per ↑ w molte p _{w per i w}

Non posso

Misure