Misura e incertezza
Lezione 1: presentazione del corso, vocabolario di metrologia, processo di misurazione
Lezione 2: errore di misura e sue cause, errori sistematici e casuali, errore massimo
Lezione 3: regole di scrittura della misura
Lezione 4: compatibilità metrologica tra misure
Lezione 5: legge di propagazione degli errori
Lezione 6: variabili aleatorie e probabilità, valore atteso, varianza e loro stimatori, varianza della media
Lezione 7: distribuzioni di probabilità di una misura, incertezza tipo e sua valutazione
Lezione 8: legge di propagazione dell'incertezza, incertezza composta
Lezione 9: incertezza estesa, utilizzo dell'incertezza di misura per prendere decisioni
Esempio 1: la misura è un intervallo di valori e non un singolo valore
Esempio 2: per scrivere correttamente una misura bisogna utilizzare opportunamente i multipli / sottomultipli
Esempio 3: evitare misure indirette ottenute come differenza di due misure molto vicine
Esempio 4: eseguendo misure ripetute è possibile ridurre l'incertezza legata agli effetti casuali
Esempio 5: conoscere la distribuzione di una misura consente di calcolare la probabilità di non conformità
Unità di misura e campioni
Lezione 10: definizione dei sistemi di unità di misura, la CGPM
Lezione 11: il Sistema Internazionale
Lezione 12: campioni di misura, riferibilità e tracciabilità
Lezione 13: campioni di massa, frequenza (tempo) e lunghezza
Lezione 14: campioni di tensione, resistenza e corrente
Esempio 6: è possibile esprimere il volt in funzione della unità di base
Multimetro digitale
Lezione 15: introduzione al multimetro digitale, tipologie di convertitori analogico/digitali
Lezione 16: il convertitore a doppia rampa: principio di funzionamento
Lezione 17: il convertitore a doppia rampa: implementazione pratica
Lezione 18: il convertitore a doppia rampa: risoluzione, portata, tempo di conversione, incertezza
Lezione 19: il convertitore a rampe multiple
Lezione 20: il voltmetro multiportata
Lezione 21: l'amperometro multiportata
Lezione 22: l'ohmmetro multiportata, misure di resistenza a 4 fili
Lezione 23: specifiche di un multimetro digitale, modello dell'errore in uno strumento digitale
Lezione 24: reiezione dei disturbi nel multimetro digitale
Lezione 25: misura del valore efficace di grandezze alternate, convertitori TRMS
Lezione 26: convertitori RMS a valore medio e a valore di picco
Esempio 8: i convertitori a valore medio riducono l'errore di misura dovuto a disturbi impulsivi
Esempio 9: il convertitore a rampe multiple riduce drasticamente la durata della fase di run-down
Esempio 11: dalle specifiche di accuracy del multimetro è possibile ricavare i singoli contributi di incertezza
Esempio 12: un convertitore RMS a valor medio sbaglia per eccesso la misura del valore efficace di un'onda quadra
Esempio 13: un convertitore RMS a valore di picco sbaglia per difetto la misura del valore efficace di un'onda quadra
Oscilloscopio digitale
Lezione 27: generalità sull'oscilloscopio digitale, campionamento, frequenza di Nyquist
Lezione 28: la ricostruzione seno cardinale
Lezione 29: il circuito sample and hold
Lezione 30: tipologie di convertitori A/D, il convertitore a inseguimento
Lezione 31: il convertitore ad approssimazioni successive
Lezione 32: il convertitore flash
Lezione 33: convertitori in parallelo interleaved
Lezione 34: il blocco di ingresso dell'oscilloscopio digitale
Lezione 35: la sonda compensata
Lezione 36: tempo di salita dell'oscilloscopio
Lezione 37: memoria di acquisizione, display e memoria video
Lezione 38: il circuito di trigger
Lezione 39: modalità di campionamento in tempo reale, problematiche di aliasing
Lezione 40: modalità di campionamento in tempo equivalente (sequenziale e casuale), interpolatore fine
Lezione 41: incertezza sull'asse verticale dell'oscilloscopio digitale
Lezione 42: incertezza sull'asse orizzontale dell'oscilloscopio digitale
Esempio 14: l'aliasing può portare a visualizzare un segnale di frequenza errata
Esempio 15: il condensatore del S/H va dimensionato per ottimizzare la tenuta in hold e la rapidità in sample
Esempio 16: è impossibile far lavorare un convertitore a inseguimento in modalità di "aggancio continuo"
Esempio 17: non sarebbe possibile nel blocco di ingresso posizionare prima l'amplificatore e poi l'attenuatore
Esempio 18: un cavo coassiale lungo limita la banda passante dell'oscilloscopio
Esempio 19: è possibile minimizzare l'errore dovuto al rumore scegliendo opportunamente il livello di trigger
Esempio 20: dalle specifiche di accuracy dell'oscilloscopio si possono quantificare i singoli contributi di incertezza
Sistemi automatici di misura
Lezione 43: generalità sui sistemi automatici di misura (ATE), tipologia di strumentazione utilizzabile
Lezione 44: architetture e standard di interfacciamento nei sistemi ATE
Lezione 45: software per la programmazione dei sistemi ATE
Lezione 46: analisi Monte Carlo dell'incertezza di misura
Esempio 21: è possibile ricavare la distribuzione di probabilità di una misura indiretta "semplice"
Analizzatore di spettro digitale
Lezione 47: importanza dell'analisi spettrale, differenza tra analizzatore di spettro analogico e real time
Lezione 48: l'analizzatore di spettro real time, DTFT, DFT, FFT, zero padding
Lezione 49: il leakage spettrale e le finestre
Lezione 50: specifiche di un analizzatore di spettro real time
Lezione 51: incertezza di un analizzatore di spettro real time, ENOB
Esempio 22: la risoluzione spettrale è legata alla frequenza di campionamento e al numero di campioni
Esempio 23: la sensibilità orizzontale di un oscilloscopio influenza banda analizzabile e risoluzione in modalità FFT
Frequenzimetro a contatore
Lezione 52: generalità sui contatori di frequenza, schema a misura diretta di frequenza
Lezione 53: schema a misura diretta di periodo
Lezione 54: scelta dello schema ottimale, contatori reciproci
Lezione 55: misura di intervalli temporali e di sfasamenti
Lezione 56: misura di frequenze elevate
Esempio 24: un contatore misura la frequenza in maniera più accurata di un oscilloscopio
Nozioni introduttive
Esercitazione 1: generalità sul processo di misurazione e regole per una buona misura
Esercitazione 2: richiami utili
Esercitazione 3: cavi di collegamento, presentazione dell'alimentatore stabilizzato e del generatore di forme d'onda
Misure con multimetro digitale
Esercitazione 4: presentazione del multimetro digitale
Esercitazione 5: misura di una tensione continua
Esercitazione 6: misura di una resistenza
Esercitazione 7: misura di una corrente continua con correzione dell'effetto di carico
Esercitazione 8: misura di una tensione alternata
Esercitazione 9: il metodo volt-amperometrico per la misura indiretta di resistenza
Esercitazione 10: misura della resistenza interna del multimetro utilizzato in modalità ohmmetro
Esercitazione 11: misura volt-amperometrica di una resistenza con inserzione voltmetrica a valle
Esercitazione 12: misura volt-amperometrica di una resistenza con inserzione voltmetrica a monte
Misure con oscilloscopio digitale
Esercitazione 13: presentazione dell'oscilloscopio digitale
Esercitazione 14: impostazioni del canale verticale dell'oscilloscopio digitale
Esercitazione 15: incertezza di misura sul canale verticale dell'oscilloscopio digitale
Esercitazione 16: misura dell'ampiezza efficace di un segnale sinusoidale
Esercitazione 17: misura dell'ampiezza efficace di un'onda quadra
Esercitazione 18: impostazioni del canale orizzontale dell'oscilloscopio digitale
Esercitazione 19: incertezza di misura sul canale orizzontale dell'oscilloscopio digitale
Esercitazione 20: misura della frequenza di un segnale sinusoidale
Esercitazione 21: misura del duty cycle di un'onda quadra
Esercitazione 22: caratteristiche e modalità di utilizzo della sonda compensata
Esercitazione 23: impostazioni del trigger dell'oscilloscopio digitale
Esercitazione 24: risposta in frequenza e risposta impulsiva dei filtri, modalità di misura della risposta in frequenza
Esercitazione 25: modalità di utilizzo di una breadboard, montaggio di un filtro RC
Esercitazione 26: generalità sulla risposta in frequenza di un filtro RC
Esercitazione 27: visualizzazione della risposta in frequenza di un filtro RC, identificazione della frequenza di taglio
Esercitazione 28: misura del modulo della risposta in frequenza di un filtro RC
Esercitazione 29: misura della fase della risposta in frequenza di un filtro RC
Esercitazione 30: generalità sulla risposta al gradino di un filtro RC
Esercitazione 31: visualizzazione della risposta al gradino di un filtro RC, misura del tempo di salita
Esercitazione 32: montaggio di un filtro RLC su breadboard
Esercitazione 33: generalità sulla risposta in frequenza di un filtro RLC
Esercitazione 34: visualizzazione della risposta in frequenza di un filtro RLC, configurazione risonante e non risonante
Esercitazione 35: misura della pendenza del modulo della risposta in frequenza di un filtro RLC in banda soppressa
Esercitazione 36: generalità sulla risposta al gradino di un filtro RLC
Esercitazione 37: visualizzazione della risposta al gradino di un filtro RLC, configurazione sovra e sotto-smorzata
Esercitazione 38: misura di frequenza di oscillazione e sovra-elongazione della risposta al gradino sotto-smorzata
Esercitazione 39: impostazioni dell'oscilloscopio digitale in modalità FFT
Esercitazione 40: caratterizzazione di un segnale sinusoidale in modalità FFT (frequenza, ampiezza, distorsione)
Sviluppo strumenti virtuali con LabVIEW
Esercitazione 41: generalità sul software LabVIEW, tipi di dati, diagramma a blocchi, pannello frontale
Esercitazione 42: sviluppo di un VI, cicli, sequenziamento operazioni
Esercitazione 43: utilizzo dei subVI
Esercitazione 44: le waveform in LabVIEW, generazione di una waveform periodica
Esercitazione 45: visualizzazione di una waveform periodica, misura di frequenza e ampiezza efficace
Esercitazione 46: gestione di una scheda DAQ
Esercitazione 47: acquisizione di un segnale tramite scheda DAQ, utilizzo di un trigger
Esercitazione 48: analisi spettrale di un segnale
Esercitazione 49: sviluppo di un VI per la valutazione Monte Carlo dell'incertezza di misura
