Università degli Studi di Napoli "Parthenope"

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico: 
2015/2016
Tipologia di insegnamento: 
Affine/Integrativa
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Corso di afferenza: 
Corso di Laurea triennale (DM 270) in INGEGNERIA INFORMATICA, BIOMEDICA E DELLE TELECOMUNICAZIONI
Settore disciplinare: 
MISURE ELETTRICHE E ELETTRONICHE (ING-INF/07)
Crediti: 
9
Anno di corso: 
3
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
72

Obiettivi

Obiettivi Formativi
Il corso ha l'obiettivo primario di mettere gli allievi in condizione di acquisire conoscenze e capacità di comprensione nell’ambito della metrologia di base e dei principi di funzionamento e delle architetture di base dei principali strumenti elettronici di misura e di metterli in condizione di effettuare scelte di progetto e valutazione di prestazioni in tali ambiti.
Il corso ha anche l’obiettivo di mettere gli allievi in condizione di utilizzare strumentazione di base di laboratorio con un buon grado di autonomia.

Risultati di apprendimento (declinati rispetto ai descrittori di Dublino)
Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding)
Conoscenze di base della normativa relativa all’incertezza di misura.
Conoscenza dei criteri generali di misura e di scelta e dimensionamento dei sistemi di misura per misure su segnali per telecomunicazioni e biomedici.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding)
Capacità di integrare le conoscenze in ambito delle misure elettroniche, dell’elettrotecnica e della teoria dei segnali.
Capacità di applicare i criteri di scelta e di impiego dei sistemi di misura nel dominio del tempo, delle ampiezza e della frequenza.

Autonomia di giudizio (making judgements)
Capacità di esaminare e scegliere in autonomia i metodi e gli strumenti di misura in funzione dell’incertezza obiettivo e dei requisiti di budget di misura.
Capacità di elaborare criticamente dati e risultati.

Abilità comunicative (communication skills)
Capacità di comunicare, con linguaggio appropriato, le caratteristiche costruttive e il principio di funzionamento dei principali strumenti per le misurazioni nel dominio del tempo, delle ampiezze e della frequenza.

Capacità di apprendere (learning skills)
Capacità di elaborare, schematizzare, riassumere i contenuti acquisiti.
Essere in grado intraprendere ulteriori studi sui sistemi di misura complessi operanti su segnali non stazionari e con elevato grado di automazione.

Prerequisiti

Nessuna propedeuticità formale. E' tuttavia consigliato aver superato gli esami di Introduzione ai Circuiti, Elettronica, Teoria dei Sistemi e Teoria dei Segnali.

Contenuti

MISURA E MISURAZIONE. INCERTEZZA DI MISURA. (3 CFU)
Definizione di Misura e Misurazione; Unità di Misura; misurazioni dirette e indirette.
Sistemi di Misura. Incertezza di Misura.
Cenni sulla Teoria degli Errori: errore assoluto, errore relativo.
La Propagazione degli errori. La Teoria dell’incertezza di misura.
Guida all’espressione dell’incertezza di Misura (GUM).
Cenni di analisi statistica, definizione di incertezza e classificazione dei contributi all’incertezza.
Incertezza di tipo A e tipo B. Fonti di incertezza, incertezza estesa, fattore di copertura, livello di confidenza e intervallo di confidenza.
Cenni sul Test del Chi-quadro

STRUMENTAZIONE DI MISURA. (3 CFU)
Caratteristiche metrologiche degli strumenti di misura
Misure nel dominio delle ampiezze. Strumenti magnetoelettrici.
Misure nel dominio delle ampiezze con il voltmetro numerico. La conversione analogico/digitale (A/D): caratteristica ingresso-uscita di un convertitore, errore di quantizzazione, tempo di conversione. Convertitori A/D (flash, pipeline, SAR) e D/A (a rete pesata e R/2R)e contatori. Contatori numerici. Misurazione diretta di frequenza, misurazione diretta di periodo, risoluzione, tempo di misura, contatori reciproci, grafici universali, incertezze nelle misurazioni con strumenti contatori, misurazione di intervallo di tempo.
Voltmetri numerici a semplice integrazione e a doppia rampa, valutazione dell'incertezza, risoluzione e tempo di misura, voltmetro multirampa, specifiche dei voltmetri numerici in continua, reiezione al rumore, voltmetri numerici in alternata (voltmetri di picco, picco-picco e a vero valore efficace), specifiche dei voltmetri in AC, multimetri digitali.
Oscilloscopio numerico. Blocchi fondamentali di uno strumento numerico, struttura generale di un oscilloscopio numerico. Memoria di acquisizione. Campionamento in tempo reale e tempo equivalente, visualizzazione, specifiche di un oscilloscopio digitale, sonde compensate.
Amplificatori per uso biomedico.

SEGNALI BIOMEDICI. (3 CFU)
Attività elettrica di cellule eccitabili
biopotenziale
canali cellulari
pompa sodio-potassio
potenziale a riposo
equazione di Nerst
equazione di Goldman – Hodgkin – Katz
potenziale d’azione
conduzione di volume
organizzazione funzionale del sistema nervoso periferico (cenni)
arco riflesso
elettroneurogramma (ENG)
elettromiogramma (EMG)
elettrocardiogramma (ECG)
triangolo di Einthoven
modello elettrico del torace di Frank
vettocardiogramma
onde P, Q, R, S, T
detection del complesso QRS
algoritmo di Pan Tompkins
heart rate variability (HRV)
il sistema visivo (cenni)
anatomia dell’occhio
retina
percezione della luminosità
percezione dei colori
elettroretinogramma (ERG)
fasi dell’ERG
componenti dell’ERG
fattori che influenzano l’ERG
elettrooculogramma (EOG)
il sistema nervoso centrale (cenni)
i neuroni
elettroencefalogramma (EEG)
magnetoencefalogramma (MEG)
bande dei segnali encefalici

Metodi didattici

Verifica dell'apprendimento

La prova d’esame è orale ed è organizzata in modo che gli allievi presentino in aula agli astanti gli argomenti d’esame, mostrando capacità di elaborazione e trasferimento delle informazioni.

Testi

1) C.F. Coombs, "Electronic Instrument Handbook", Third Edition, McGraw-Hill.
2) J. G. Webster, "Medical Instrumentation", Fourth Edition, Wiley.
3) Dispense fornite dal docente.

Altre informazioni

Il materiale didattico è accessibile in modalità e-learning alla pagina del corso sul sito edi.uniparthenope.