L'obiettivo del corso di Misure Marine è quello di mettere in condizione gli studenti di poter correttamente progettare ed impiegare sistemi di misura in funzione delle necessità dell'utilizzatore e/o dello sperimentatore nell'ambito delle misure marine per applicazioni offshore. In particolare, saranno forniti i criteri per la scelta dei singoli componenti della catena di misura sulla base delle principali caratteristiche metrologiche e del loro principio di funzionamento. L'insegnamento trova efficace integrazione nelle esercitazioni di laboratorio, tutte di natura sperimentale che costituiscono parte fondamentale del corso stesso.
scheda docente materiale didattico
Elementi di statistica applicata alle misure: errori ed incertezza di misura, valutazione e propagazione degli errori. Normativa nazionale ed internazionale sulla stima dell’incertezza di misura.
Qualità e riferibilità delle misure. Taratura degli strumenti e metodi di interpolazione.
Strumenti terminali analogici e digitali. Oscilloscopio. Multimetro.
Ponte di Wheatstone e circuiti volt-amperometrici. Adattamento di impedenza. Amplificatori e filtri.
Cenni di analisi dei segnali e risposta in frequenza dei sistemi. Sistemi automatici di acquisizione dati e strumentazione virtuale: Campionamento, Aliasing, Cenni alla programmazione e all’uso di strumentazione virtuale.
Sensori e trasduttori. Misure di lunghezza e spostamento: strumenti meccanici, ottici ed elettrici; LVDT e trasduttori senza contatto.
Misure di Livello. Cenni sui sistemi ad ultrasuoni per misure di distanze e profili.
Cenni sulle misure di conduttività elettrica e salinità.
Misure di deformazione: estensimetri meccanici, elettrici a resistenza ed ottico-meccanici. determinazione di sollecitazioni semplici.
Misure di massa e forza. Torsiometri. Cenni sulle misure di potenza.
Misure di pressione: manometri a liquido e metallici e loro taratura. Cenni sulle misure di profondità.
Misure di velocità. Misure di velocità di fluidi: tubo di pitot, trasduttore a ventolina, anemometro a filo caldo.
Misure di velocità per mezzo di sistemi ad ultrasuoni: elementi di velocimetria doppler.
Misure di portata.
Misure di Temperatura: temperatura termodinamica; ITS 90; termometri primari. Termometro a gas, a liquido, termometri metallici e a vapor saturo. Termometri elettrici a resistenza e relativi circuiti di utilizzo. Termocoppie. Cenni sui pirometri.
Misure di vibrazione e accelerazione. Trasduttori piezoelettrici, relative catene di misura e taratura.
Cenni alle misure dello stato del mare.
• Marc Le Menn, Instrumentation and Metrology in Oceanography, ISTE Ltd and John Wiley & Sons, Inc. 2012.
• Rinaldo Vallascas "Fondamenti di Misure Meccaniche e Termiche. Grandezze statiche e sistemi" Hoepli 2008.
• Rinaldo Vallascas e Federico Patané "Misure Meccaniche e Termiche. Grandezze tempo-varianti" Hoepli 2007.
• W. Navidi, Probabilità e statistica per l'ingegneria e le scienze, Mc Graw Hill,2006.
• Beckwith T.G., Marangoni R.D. & Lienhard J.H, Mechanical Measurements, Pearson Prentice Hall, 2007.
• R. S. Figliola, D. E. Beasley, Theory and Design for Mechanical Measurements, 6th Edition, Wiley, 2015.
Programma
Concetto di misura e catena di misura. Grandezze fisiche, loro dimensioni e sistemi di unità di misura. Classificazione degli strumenti e caratteristiche metrologiche statiche e dinamiche. Caratterizzazione del comportamento dinamico degli strumenti di misura: sistemi del I ordine, sistemi del II ordine.Elementi di statistica applicata alle misure: errori ed incertezza di misura, valutazione e propagazione degli errori. Normativa nazionale ed internazionale sulla stima dell’incertezza di misura.
Qualità e riferibilità delle misure. Taratura degli strumenti e metodi di interpolazione.
Strumenti terminali analogici e digitali. Oscilloscopio. Multimetro.
Ponte di Wheatstone e circuiti volt-amperometrici. Adattamento di impedenza. Amplificatori e filtri.
Cenni di analisi dei segnali e risposta in frequenza dei sistemi. Sistemi automatici di acquisizione dati e strumentazione virtuale: Campionamento, Aliasing, Cenni alla programmazione e all’uso di strumentazione virtuale.
Sensori e trasduttori. Misure di lunghezza e spostamento: strumenti meccanici, ottici ed elettrici; LVDT e trasduttori senza contatto.
Misure di Livello. Cenni sui sistemi ad ultrasuoni per misure di distanze e profili.
Cenni sulle misure di conduttività elettrica e salinità.
Misure di deformazione: estensimetri meccanici, elettrici a resistenza ed ottico-meccanici. determinazione di sollecitazioni semplici.
Misure di massa e forza. Torsiometri. Cenni sulle misure di potenza.
Misure di pressione: manometri a liquido e metallici e loro taratura. Cenni sulle misure di profondità.
Misure di velocità. Misure di velocità di fluidi: tubo di pitot, trasduttore a ventolina, anemometro a filo caldo.
Misure di velocità per mezzo di sistemi ad ultrasuoni: elementi di velocimetria doppler.
Misure di portata.
Misure di Temperatura: temperatura termodinamica; ITS 90; termometri primari. Termometro a gas, a liquido, termometri metallici e a vapor saturo. Termometri elettrici a resistenza e relativi circuiti di utilizzo. Termocoppie. Cenni sui pirometri.
Misure di vibrazione e accelerazione. Trasduttori piezoelettrici, relative catene di misura e taratura.
Cenni alle misure dello stato del mare.
Testi Adottati
• Francesco Paolo Branca "Misure Meccaniche" E.S.A. Editrice, 1980.• Marc Le Menn, Instrumentation and Metrology in Oceanography, ISTE Ltd and John Wiley & Sons, Inc. 2012.
• Rinaldo Vallascas "Fondamenti di Misure Meccaniche e Termiche. Grandezze statiche e sistemi" Hoepli 2008.
• Rinaldo Vallascas e Federico Patané "Misure Meccaniche e Termiche. Grandezze tempo-varianti" Hoepli 2007.
• W. Navidi, Probabilità e statistica per l'ingegneria e le scienze, Mc Graw Hill,2006.
• Beckwith T.G., Marangoni R.D. & Lienhard J.H, Mechanical Measurements, Pearson Prentice Hall, 2007.
• R. S. Figliola, D. E. Beasley, Theory and Design for Mechanical Measurements, 6th Edition, Wiley, 2015.
Bibliografia Di Riferimento
• Ernest O. Doebelin "Strumenti e Metodi di Misura" a cura di Alfredo Cigada e Michele Gasparetto, McGraw-Hill Companies, 2008. • P. Cappa, Sensori e Trasduttori per Misure Meccaniche eTermiche, Voll. I-III, Borgia Editore, 1994. • Appunti distribuiti dal docente.Modalità Erogazione
Lezioni frontali, in presenza.Modalità Frequenza
La frequenza alle lezioni è fortemente raccomandata.Modalità Valutazione
Il colloquio orale, oltre alla discussione di argomenti affrontati in aula, può prevedere lo svolgimento di qualche piccolo esercizio applicativo.