Domande aperte Misure

A B

• R è la resistenza sconosciuta da misurare.

x

• R è una resistenza variabile.

C

• G è un galvanometro.

Condizione di Bilanciamento: Il ponte è in equilibrio quando la differenza di potenziale tra i due punti

centrali (connessi al galvanometro G) è zero. In questa condizione, il galvanometro non rileva

corrente.

Equazione di Bilanciamento: Quando il ponte è bilanciato, vale la seguente relazione:

=

ò ( ):

= ⋅

39) Descrivere i principali contributi di incertezza in una misurazione di resistenza eseguita

con ponte di Wheatstone

Contributi di Incertezza nella Misurazione di Resistenza con Ponte di Wheatstone

1. Incertezza sulle Resistenze: I resistori usati nel ponte di Wheatstone possono avere una

tolleranza che introduce incertezze. La tolleranza rappresenta la deviazione percentuale del

valore del resistore dal suo valore nominale. Introduce un errore sistematico che può portare a

misurazioni non accurate.

2. Scarsa Precisione del Rilevatore di Equivalenza: Il dispositivo utilizzato per rilevare il

bilanciamento del ponte (ad esempio, un galvanometro) può avere una precisione limitata. Un

rilevatore impreciso può portare a una determinazione errata del punto di equilibrio,

influenzando l'accuratezza della misurazione. Il_Saccarosio

3. Resistenza dei Fili e dei Contatti: La resistenza aggiuntiva introdotta dai fili di collegamento e

dai contatti può alterare la lettura della resistenza. Aggiunge una componente di resistenza non

desiderata al circuito, portando a una misurazione inaccurata.

4. Isteresi della Resistenza Variabile: La resistenza variabile (potenziometro) utilizzata per il

confronto può presentare isteresi, ovvero una differenza di comportamento al cambiamento di

direzione dell’adeguamento. L'isteresi può introdurre errori a causa della differenza nella

resistenza a seconda della direzione del cambiamento.

5. Bassa Tensione di Alimentazione: Una tensione di alimentazione troppo bassa può ridurre la

sensibilità del rilevamento del bilanciamento del ponte. Diminuisce la capacità di rilevare

piccoli sbilanciamenti, riducendo l'accuratezza della misurazione.

6. Effetto Joule: Il passaggio di corrente attraverso i resistori causa un riscaldamento, che varia la

resistenza secondo la relazione R = R_0*(1 + alpha*Delta T), dove ( alpha ) è il coefficiente di

temperatura. La variazione della temperatura modifica la resistenza durante la misurazione,

introducendo un errore termico.

7. Effetto Seebeck: Quando parti del circuito si trovano a temperature diverse, si genera una forza

elettromotrice (fem) che causa una corrente indesiderata nel circuito. Questa corrente può

sovrapporsi alla corrente del generatore, distorcendo la misurazione. Si può mitigare

effettuando misurazioni con polarità inversa e mediando i risultati.

8. Errato Dimensionamento dei Resistori di Confronto: Resistori di confronto non

adeguatamente dimensionati rispetto alla resistenza da misurare possono portare a un

bilanciamento del ponte difficile o impreciso. Se i resistori di confronto non sono scelti

correttamente, il bilanciamento del ponte sarà meno preciso, influenzando la qualità della

misurazione.

Lucidi_07 – Strumentazione Analogica

40) Quali sono gli strumenti in corrente alternata (Equipaggio magnetoelettrico + circuito non

lineare) più comunemente impiegati?

Circuiti non lineari più comunemente impiegati:

• A valore medio raddrizzato: A singola semionda e A doppia semionda

• Di cresta

• Fissatore a zero

L’indicazione di questi strumenti è pari al valore efficace sono nel caso di segnali in misura con forma

d’onda sinusoidale.

41) Parlare del convertitore AC a singola semionda e a doppia semionda.

Un convertitore AC a singola semionda e un convertitore AC a doppia semionda sono tipi di raddrizzatori

utilizzati per convertire la corrente alternata (AC) in corrente continua (DC). Il_Saccarosio

Convertitore AC a Singola Semionda

Un convertitore AC a singola semionda utilizza un solo diodo

per raddrizzare la corrente alternata. Durante una semionda

del segnale AC, il diodo conduce e permette il passaggio della

corrente, mentre durante l'altra semionda, il diodo blocca il

passaggio della corrente. Questo risultato in un'uscita che è

pulsante e corrisponde a una semionda del segnale AC.

Caratteristiche

• Semplicità: È il tipo di raddrizzatore più semplice e richiede solo un diodo.

• Efficienza: Non molto efficiente poiché utilizza solo una semionda della corrente AC, sprecando

l'altra.

• Ondulazione: L'uscita ha un'ondulazione significativa che richiede un filtro per ottenere una DC

più liscia.

• Utilizzo: Tipicamente utilizzato in applicazioni a bassa potenza o dove la qualità della DC non è

critica.

Convertitore AC a Doppia Semionda (Ponte di Graetz)

Un convertitore AC a doppia semionda utilizza due diodi (nella configurazione a doppio diodo) o un

ponte a diodi (nella configurazione a ponte) per raddrizzare entrambe le semionde del segnale AC. In

questo modo, durante ogni semionda del segnale AC, almeno un diodo conduce e permette il passaggio

della corrente, risultando in un'uscita che corrisponde a entrambe le semionde del segnale AC.

Caratteristiche

• Efficienza: Più efficiente rispetto al raddrizzatore a singola semionda poiché utilizza entrambe

le semionde del segnale AC.

• Ondulazione: L'ondulazione dell'uscita è minore rispetto al raddrizzatore a singola semionda,

producendo una DC più liscia.

• Complessità: Più complesso rispetto al raddrizzatore a singola semionda, richiedendo almeno

due diodi (o quattro in un ponte a diodi) e un trasformatore con centro presa nel caso del doppio

diodo.

• Utilizzo: Utilizzato in applicazioni a media e alta potenza dove la qualità della DC è più critica.

Due configurazioni principali:

• Raddrizzatore a Doppio Diodo: Richiede un trasformatore con centro presa e due diodi. Ogni

diodo raddrizza una semionda del segnale AC.

• Raddrizzatore a Ponte (Ponte di Graetz): Utilizza quattro diodi per raddrizzare entrambe le

semionde senza la necessità di un trasformatore con centro presa. Il_Saccarosio

42) Parlare del fissatore a zero

Il fissatore a zero (in inglese "clamp circuit" o "DC restorer") è un

circuito elettronico utilizzato per stabilire un livello di riferimento

fisso (solitamente zero volt) a un segnale di ingresso variabile,

modificando il suo livello di tensione continua senza alterarne la

forma d'onda.

Il fissatore a zero porta il livello minimo del segnale di ingresso a

zero volt.

Quando il segnale di ingresso va sotto zero (negativo), il diodo conduce e carica il condensatore in modo

tale che il livello di tensione più basso del segnale si porta a zero volt. Quando il segnale diventa positivo,

il diodo non conduce e il segnale viene traslato verso l'alto.

43) Parlare del convertitore AC a valore di cresta

Un convertitore AC a valore di cresta, noto anche come raddrizzatore a valore di picco, è un circuito

elettronico che rileva e misura il valore di picco (cresta) di un segnale di corrente alternata (AC).

Il convertitore AC a valore di cresta funziona utilizzando un diodo,

un condensatore e, talvolta, un resistore per catturare e

mantenere il valore massimo della tensione AC applicata.

Processo di Funzionamento:

1. Ingresso del Segnale AC: Il segnale AC è applicato al circuito attraverso il diodo.

2. Condizione di Picco: Quando la tensione del segnale AC raggiunge il suo valore di picco positivo,

il diodo conduce e il condensatore si carica fino a quel valore di picco.

3. Memorizzazione del Picco: Una volta che il condensatore è carico al valore di picco, mantiene

questa tensione anche quando il segnale AC scende sotto il valore di picco. Il diodo impedisce

che il condensatore si scarichi attraverso il segnale AC.

4. Lettura del Valore di Cresta: La tensione ai capi del condensatore rappresenta il valore di picco

del segnale AC. Questo valore può essere misurato o utilizzato in altre parti del circuito.

44) Quali sono i contributi di incertezza principali nelle misurazioni eseguite con strumenti

elettromeccanici?

I contribuiti principali nelle misurazioni eseguite con strumenti elettromeccanici sono:

• Incertezza strumentale: Data in forma ridotta, rispetto alla portata ed in percentuale ed indica

la Classe dello strumento. L’incertezza relativa aumenta allontanandosi dalla portata.

• Incertezza di lettura: Dipende dall’operatore e dalla conformazione della scala. Se la scala è

lineare è una incertezza assoluta costante. Unità di formato e risoluzione.

• Carico strumentale: Effetto sistematico che, se corretto, produce un’incertezza residua. Il

costruttore fornisce una indicazione valida per tutte le portate dello strumento. Il_Saccarosio

Lucidi_08 – Misure Frequenza e Intervalli di Tempo

45) Descrivere lo schema di principio di un contatore a misurazione diretta di PERIODO,

evidenziando i principali contributi di incertezza.

Il principio di misura di una misurazione diretta di periodo si basa sul conteggio del numero m di impulsi

di un segnale campione nell’intervallo di tempo t . Il periodo in misura t è ottenuto come: = ∙ .

x x

È necessario generare una porta di misura pari a t , contare gli eventi e generare un segnale campione.

x

Schema di principio:

Principali Contributi di Incertezza:

• Incertezza del campione interno: il campione di riferimento è tipicamente un oscillatore al

quarzo caratterizzato da: una frequenza nominale, una tolleranza, una deriva temporale e una

sensibilità rispetto alle grandezze di influenza.

• Incertezza di quantizzazione: è dovuta all’assenza di sincronizzazione tra gli impulsi contati e

l’intervallo di misura. Nel caso peggiore il risultato del conteggio è sbagliato di ±1 count.

• Effetti del rumore: contributo maggiore dovuto al rumore sovrapposto al segnale da cui si

ricava la porta di misura. Nelle misurazioni di periodo il rumore presente sul segnale in misura

influenza gli istanti di inizio e fine conteggio.

35. Descrivere lo schema di principio di un contatore a misurazione diretta di FREQUENZA,

evidenziando i principali contributi di incertezza.

Un contatore a misurazione diretta di frequenza è uno strumento utilizzato per determinare la frequenza

di u