Acquisire i concetti di misurazione, misura e incertezza di misura, anche attraverso l'approccio statistico. Applicare criticamente detti concetti all’acquisizione, analisi, interpretazione di dati sperimentali, con particolare enfasi sulle grandezze elettriche ed elettroniche. Acquisire conoscenze di base sulla strumentazione elettrica e elettronica e sul suo uso in laboratorio.
scheda docente
materiale didattico
• Sistemi di unità di misura (sistema internazionale di unità di misura, sistemi CGS, sistema di Gauss): definizioni, regole di scritture e metodi di conversione;
• Cenni di statistica inferenziale: istogrammi, parametri di posizione, parametri di dispersione, parametri di forma, legge empirica del caso, legge dei grandi numeri, teorema del limite centrale;
• Valutazione dell’incertezza in misure dirette: definizioni fondamentali, incertezza di tipo A e tipo B, media e varianza campionarie e loro distribuzioni, distribuzioni notevoli (gaussiana, uniforme, t-student), incertezza estesa;
• Test statistici: test del chi quadro, test della media;
• Valutazione dell’incertezza in misure indirette: regola di propagazione dell’incertezza in misure indirette (JCM 100:2008), modello deterministico dell’incertezza e regola di propagazione in misure indirette (errore massimo).
• Rappresentazione grafica e metodi matematici: rappresentazione grafica, grafici bi/semi-logaritmici, procedure di fit, metodo dei minimi quadrati.
• Componenti passivi reali: resistori, condensatori, induttori;
• Strumenti di misura analogici: caratteristiche metrologiche statiche/dinamiche, amperometro di D’Arsonval, voltmetro elettrostatico, strumento elettrodinamico, wattmetro analogico, errori di inserzione in dc di voltmetri e amperometri.
• Metodi di misura di resistenza elettrica: metodo voltamperometrico, misure 2/4-punte, ponti di misura in DC – il ponte di Wheatstone, metodo di van der Pauw per la misura della resistività.
• Strumenti di misura digitali: convertitori AD, voltmetri numerici;
• L’oscilloscopio: oscilloscopio analogico, oscilloscopio digitale, metodi di campionamento, aliasing;
• Rumore elettrico (cenni): sorgenti e tipologie di rumore, tecniche di riduzione del rumore.
Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement
The International System of Units – 9th edition – brochure
Programma
• Introduzione alla metrologia: definizioni fondamentali;• Sistemi di unità di misura (sistema internazionale di unità di misura, sistemi CGS, sistema di Gauss): definizioni, regole di scritture e metodi di conversione;
• Cenni di statistica inferenziale: istogrammi, parametri di posizione, parametri di dispersione, parametri di forma, legge empirica del caso, legge dei grandi numeri, teorema del limite centrale;
• Valutazione dell’incertezza in misure dirette: definizioni fondamentali, incertezza di tipo A e tipo B, media e varianza campionarie e loro distribuzioni, distribuzioni notevoli (gaussiana, uniforme, t-student), incertezza estesa;
• Test statistici: test del chi quadro, test della media;
• Valutazione dell’incertezza in misure indirette: regola di propagazione dell’incertezza in misure indirette (JCM 100:2008), modello deterministico dell’incertezza e regola di propagazione in misure indirette (errore massimo).
• Rappresentazione grafica e metodi matematici: rappresentazione grafica, grafici bi/semi-logaritmici, procedure di fit, metodo dei minimi quadrati.
• Componenti passivi reali: resistori, condensatori, induttori;
• Strumenti di misura analogici: caratteristiche metrologiche statiche/dinamiche, amperometro di D’Arsonval, voltmetro elettrostatico, strumento elettrodinamico, wattmetro analogico, errori di inserzione in dc di voltmetri e amperometri.
• Metodi di misura di resistenza elettrica: metodo voltamperometrico, misure 2/4-punte, ponti di misura in DC – il ponte di Wheatstone, metodo di van der Pauw per la misura della resistività.
• Strumenti di misura digitali: convertitori AD, voltmetri numerici;
• L’oscilloscopio: oscilloscopio analogico, oscilloscopio digitale, metodi di campionamento, aliasing;
• Rumore elettrico (cenni): sorgenti e tipologie di rumore, tecniche di riduzione del rumore.
Testi Adottati
International vocabulary of metrology – Basic and general concepts and associated terms (VIM – 3rd ed.)Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement
The International System of Units – 9th edition – brochure
Bibliografia Di Riferimento
Capitoli dai testi: R. Bartiromo, M. De Vincenzi “Electrical Measurements in the Laboratory Practice”, Springer P. Fornasini “The Uncertainty in Physical Measurements”, Springer J. R. Taylor, “An Introduction to Error Analysis”, 2nd ed., University Science Book W. Navidi, “Statistics for Engineers and Scientists”, 3rd ed., McGraw-Hill I. G. Hughes, T. P. A. Hase “Measurements and their Uncertainties”, Oxford University Press, 2010 R. B. Northrop “Introduction to Instrumentation and Measurements”, CRC Press A. Carullo, U. Pisani, A. Vallan, “Fondamenti di misure e strumentazione elettronica”, CLUT editrice 2020 A.K. Sawhney, “A course in electrical and electronic measurements and instrumentation”, Dhanpat Rai & co, 19th edModalità Erogazione
In presenza con lezioni frontali, esercitazioni in aula e in laboratorioModalità Frequenza
partecipazione facoltativaModalità Valutazione
Modalità in itinere: A – Accertamento sulla prima parte del corso B - Valutazione delle Relazioni di Laboratorio C - Orale finale Il voto finale è la media delle tre prove Oppure esame intero: - Scritto esteso (valido solo per la sessione d'esame) - Orale, anche sulla parte relativa al laboratorio