Appunti degli studenti per corsi ed esami del Prof. Vangi Dario

Appunti del corso completo di Misure Meccaniche e Collaudi relativo all'anno accademico 2019/2020 (esito esame: 30 e lode). Gli appunti sono frutto dell'integrazione di dispense, appunti presi a lezione e del libro di testo. Misura ed errori di misura: -concetto di misura -configurazioni generali e descrizione funzionale degli strumenti di misura, catena di misura e vari esempi (trasduttore di pressione, tubo di Bourdon, contagiri digitale, galvanometro d'Arsonval, servomeccanismo) -tipi di segnali -metodo di funzionamento ad azzeramento e a deflessione -tipi di ingressi (desiderati, interferenti, modificanti) con vari esempi (manometro differenziale, estensimetri a resistenza elettrica) -metodi di correzione degli effetti interferenti e modificanti, metodo dell'insensibilità intrinseca, dell'elevato guadagno di feedback, delle correzioni calcolate sull'uscita, del filtraggio del segnale con vari esempi (filtro meccanico con molle, filtraggio all'ingresso/all'uscita, filtraggio su un termometro a radiazione), metodo degli ingressi in opposizione con vari esempi (millivoltmetro, tubo di Pitot, misuratore della portata massica di gas, giroscopio) -grandezze tempo-invarianti -definizioni per gli strumenti di misura (range, span, risoluzione, caratteristica, sensibilità, soglia di ingresso-saturazione, linearità ai punti estremi, linearità media, linearità ai minimi quadrati, isteresi, deriva di zero e di sensibilità) -ripetibilità, accuratezza, stabilità -taratura, taratura statica -metodo e processo di misura, concetto di processo "sotto controllo statistico" -grandezze tempo-varianti -conversione analogico-digitale, teorema del campionamento, aliasing -criteri di scelta di uno strumento di misura -errori di misura, classificazione errori per tipo, per fonte e per caratteristica, protezione passiva e attiva dagli errori -teorema limite centrale, distribuzione normale (gaussiana), media, moda, mediana, probabilità, ripetibilità, accuratezza, precisione e loro relazioni con la gaussiana, legge empirica del caso -propagazione degli errori ed esempio con tubo di Pitot -distribuzione delle medie, distribuzione di t-student, criterio di Chauvenet con esempio, valutazione se due distribuzioni di dati sono confrontabili -analisi di regressione e correlazione, metodo dei minimi quadrati, coefficiente di correlazione, test di ipotesi (chi quadro) con esempio Misure fredde: -estensimetria, concetti generali, volume elementare rappresentativo, principio di funzionamento con dimostrazione, elementi costitutivi degli estensimetri (griglia, supporto, terminali, adesivi, protettivi) e materiali tipici, rosette estensimetriche -influenza della temperatura, thermal output, sensibilità trasversale, procedura di applicazione estensimetri -catene di misura estensimetriche, ponte di Wheatstone, configurazione a un quarto di ponte, mezzo ponte e ponte intero, con esempi nei casi di flessione, corpo soggetto a una differenza di temperatura, trazione con differenza di temperatura, torsione -alimentazione ed amplificazione, centralina estensimetrica, trasmissione dei segnali, relative configurazioni a ponte intero, mezzo ponte e quarto di ponte -fonti di errore negli estensimetri -taratura estensimetri -campi di applicazione degli estensimetri -celle di carico, classificazione (a trazione, a flessione, a taglio, a torsione) -torsiometri, metodo ottico, con estensimetri elettrici, macchina a carcassa oscillante -relazione sforzi-deformazioni, caso monoassiale e biassiale, caso di estensimetri inclinati (monoassiale, biassiale e generale, cerchi di Mohr) -procedura di prova -esempio di progettazione di una cella di carico a flessione -misure non distruttive, classificazione difetti, tipologie di prove (metodo radiografico, ultrasonoro, magnetoscopico, con liquidi penetranti, correnti indotti, rilevazione di fughe...), sistema di ispezioni, criterio di accept/reject, campi di applicazione -misure non distruttive con ultrasuoni, applicazioni, pro e contro, tipi di onde, tecniche di osservazione, incidenza normale e obliqua, propagazione delle onde nei materiali, zona di Fresnel e di Fraunhofer, zona morta Misure calde: -misure di temperatura, effetto Seebeck, coefficienti di Seebeck, polarità termoelettrica, leggi delle termocoppie, tipi di accoppiamenti fra metalli, giunzione di riferimento, esempi di giunzioni, tipologie di giunzioni, cause di errori nelle termocoppie, collegamenti in serie e in parallelo -termoresistenze, configurazione a ponte di Wheatstone, metodo operativo ad azzeramento ed a deflessione, metodi di collegamento (tecnica a 2 fili, a 3 fili, a 4 fili volt-amperometrica), cause di errore nelle termoresistenze -termistori, confronto con termocoppie e termoresistenze -errori nelle misure di temperatura, errori di conduzione, per irraggiamento, per incompleto recupero dell'energia cinetica -misure di pressione, manometri (differenziale, a pozzetto, a tubo inclinato, micromanometro, tubo di Bourdon), trasduttori di pressione (estensimetrici, capacitivi, induttivi, piezoelettrici, piezoresistivi), misure di pressione in fluidi in movimento, misure di pressione statica con wall tap, con anelli piezometrici, tubo di pitot, effetto naso ed effetto stelo, sonde cilindriche, sonde kiel, sonde direzionali, sonda cobra/pneumatica e relativa procedura di taratura, anemometro a filo caldo -misure di portata, misuratori volumetrici, diaframma e dimostrazione legge, posizionamento delle prese di pressione, boccagli, tubo Venturi, raddrizzatori di flusso, elementi a flusso laminare, tubi di Pitot, rotametri, misuratori a turbina, misuratori elettromagnetici, misuratori ad ultrasuoni, misuratori doppler, misuratori a tempo di transito, misuratori clamp-on, misuratori a distacco di vortici, misuratori massici, misuratori termici, misuratori Coriolis -acustica, equazioni delle onde sonore, legge di Ohm acustica, grandezze caratteristiche (frequenza, lunghezza d'onda, ampiezza, pressione efficace, densità di energia istantanea, potenza sonora, intensità sonora, decibel), analisi in frequenza, rumore e classificazione, curve noise rating, cenni sull'orecchio, curve isofoniche, curve di ponderazione, prevenzione danni, casi ideali di propagazione del suono (ambiente libero/riverberante), divergenza, sorgente piana, lineare, uniforme, strumenti di misura, misura di pressione nelle macchine -definizione di collaudo e collaudatore