Sensori - (5 cfu)

Programma

Generalità. Sensori, trasduttori e attuatori. Sensori con uscita elettrica. Il modello di un sensore: funzione di conversione, grandezze di influenza, campo di misura, campo di variabilità dell'uscita, comportamento energetico. Funzionamento in regime stazionario e in regime dinamico: studio del comportamento dinamico, risposta in frequenza, funzione di trasferimento, risposta al gradino. Impedenza di ingresso. Principi di funzionamento. Materiali. Tecnologie.

Sensori resistivi: Potenziometri lineari.Estensimetri (effetto piezoresistivo, tipi e applicazioni).Termometri a resistenza (termoresistenze e termistori). Magnetoresistori.
Condizionamento del segnale per i sensori resistivi: Misure di resistenza. Divisori di tensione. Ponte di Wheatstone (sensibilità, linearizzazione, principali circuiti). Problematiche legate all¡¦interferenza.

Sensori induttivi: Circuito equivalente, effetti dissipativi, fattori di dissipazione e di merito. Sensori a riluttanza variabile. Sensori di correnti indotte. Sensori a trasformatore (LVDT). Sensori magnetoelestici e magnetostrittivi. Sensori elettromagnetici (a effetto Hall).
Sensori capacitivi: Circuito equivalente, effetti dissipativi, fattori di dissipazione e di merito. Sensori capacitivi ad armature mobili. Sensori a variazione di costante dielettrica. Sensori di pressione capacitivi a diaframma.
Condizionamento del segnale per i sensori reattivi: Ponti in AC (sensibilità e linearizzazione, amplificatori in AC, schermature, convertitori AC/DC). Rivelazione sincrona. Circuiti di condizionamento per sensori capacitivi.

Sensori attivi: Termocoppie (effetto fisico, tipi di termocoppie, circuiti di condizionamento). Sensori piezoelettrici (effetto fisico, materiali, circuiti di condizionamento, applicazioni dei sensori ad altrasuoni) Sensori piroelettrici (effetto fisico, leggi di radiazione, materiali, applicazioni).

Sensori risonanti: (risonatori al quarzo, SAW)

Sistemi digitali e sistemi intelligenti: Interfacciamento sensori-microcontrollore. Sistemi di comunicazione per sensori (anello di corrente 4-20 mA, bus). Sensori intelligenti.

Attività d'esercitazione

Sono previste attività di laboratorio con realizzazione di un progetto.

Modalità d'esame

Esame orale e relazione scritta sul progetto svolto.

Propedeuticità

Misure Elettroniche A, Elettronica C

Testi consigliati

R. Pallàs-Areny, J. G. Webster, Sensors and Signal Conditioning, John Wiley & Sons Inc., 2001

Testi d'approfondimento

N. V. Kirianaki, S. Y. Yurish, N. O. Shpak, V. P. Deynega, Data Acquisition and Signal Processing for Smart Sensors, 2002 John Wiley & Sons, Ltd
P. H. Garrett, Multisensor Instrumentation 6ċ Design, 2002 John Wiley & Sons, Ltd
Practical design techniques for sensor signal conditioning, Analog Devices, http://www.analog.com/Analog_Root/sitePage/mainSectionResource/0,2131,level4%253D%25252D1%2526level1%253D150%2526level2%253D%25252D1%2526level3%253D%25252D1%2526resourceWebLawID%253D51,00.html

Ultimo aggiornamento: 18-07-2003

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