SENSORI
cod. 16648

Anno accademico 2009/10
1° anno di corso - Primo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Misure elettriche ed elettroniche (ING-INF/07)
Field
Ingegneria elettronica
Tipologia attività formativa
Caratterizzante
72 ore
di attività frontali
9 crediti
sede:
insegnamento
in - - -

Obiettivi formativi

Studio del modo di operare, del progetto e delle applicazioni dei moderni sensori di più comune impiego in un ambiente industriale automatizzato. Verranno analizzate diverse tecniche di condizionamento dei segnali. <br />
Al termine del corso ci si aspetta che lo studente sia in grado di comprendere il funzionamento di vari tipi di sensori e il loro utilizzo in ambito industriale, e che sappia come interfacciare il sensore ad un sistema.

Prerequisiti

Operational amplifiers

Contenuti dell'insegnamento

 Generalità. Sensori, trasduttori e attuatori. Classificazione. Grandezza d'ingresso, grandezze di influenza e interferenti. Cause d'errore. Esempi di applicazione. Principali parametri. Brevi cenni sulla tecnologia MEMS, scaling, meccanismi di trasduzione.<br />
<br />
Circuiti di condizionamento: amplificatori differenziali, amplificatori per strumentazione, ponti resistivi e in AC, rivelatore sincrono, amplificatore di carica.<br />
<br />
Sensori di campo magnetico: sensori a spira, sensori fluxgate, sensori a effetto Hall, magnetoresistori (AMR, GMR)<br />
<br />
Sensore di posizione LVDT<br />
<br />
Sensori capacitivi. Capacità differenziali. Applicazioni: encoder lineari e di rotazione, sensori di livello, inclinometro elettrolitico, accelerometro.<br />
<br />
Elementi di meccanica dei solidi: sforzi e deformazioni, tensori di conformità e di rigidità. Esempio di calcolo della deformazione di un cantilever.<br />
<br />
Estensimetri metallici. Effetto piezoresistivo nei semiconduttori.<br />
<br />
Effetto piezoelettrico. Risonatori piezoelettrici, modi di vibrazione, quarzo, analisi agli elementi distribuiti, equazione delle onde, modello elettrico a costanti concentrate.<br />
<br />
Sensori termici: RTD, NTC, PTC, termocoppie, sensori al Silicio. Effetto piroelettrico.<br />
<br />
Anemometro a filo caldo.<br />
<br />
Sensori ottici di radiazione IR: rivelatori fotoconduttivi e fotovoltaici.<br />
<br />
Sensori chimici: chemiresistori, chemicondensatori, sensori calorimetrici. MMOS, ISFET/ChemFET, celle elettrochimiche, sensori di ossigeno a cella di Clark, microbilance e sensori ad onda acustica superficiale.<br />
<br />
Biosensori: immunosensori, sensori enzimatici.<br />
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Sensori inerziali. Accelerometri, giroscopi.<br />
<br />
Microattuatori: elettrostatici e termici.

Programma esteso

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Bibliografia

J. Fraden, Handbook of Modern Sensors, Physics, design, and applications, Springer, 3rd edition, 2004<br />
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R. Pallàs-Areny, J. G. Webster, Sensors and Signal Conditioning, John Wiley & Sons, 2nd edition, 2001

Metodi didattici

4 ore alla settimana di lezioni frontali.<br />
4 ore alla settimana in laboratorio. In laboratorio viene sviluppato un progetto.<br />
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Esame orale, compiti a casa, relazione sul progetto di laboratorio. (valutazione: 10% compiti a casa, 40% relazione e presentazione dell'attività di laboratorio, 50% esame orale)

Modalità verifica apprendimento

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Altre informazioni

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