Università degli Studi di Napoli "Parthenope"

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico: 
2017/2018
Tipologia di insegnamento: 
A scelta dello studente
Tipo di attività: 
Opzionale
Corso di afferenza: 
Corso di Laurea triennale (DM 270) in INGEGNERIA INFORMATICA, BIOMEDICA E DELLE TELECOMUNICAZIONI
Sede: 
Napoli
Settore disciplinare: 
ELETTRONICA (ING-INF/01)
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
6
Anno di corso: 
3
Docenti: 
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
48

Obiettivi

Il corso si propone di far acquisire agli studenti le conoscenze di base sulla progettazione e l’analisi di sistemi di sensori/microsensori e attuatori. Risultati di apprendimento attesi (secondo i descrittori di Dublino):
#1 Conoscenza e capacità di comprensione: L'impostazione didattica del corso mira a far acquisire allo studente capacità di comprensione e di analisi di sensori/microsensori e attuatori e semplici circuiti elettrici di controllo.
#2 Conoscenza e capacità di comprensione applicate: L'impostazione didattica prevede la formazione teorica accompagnata da esempi numerici e di laboratorio che sollecitano la partecipazione attiva, l’attitudine propositiva, la capacità di elaborazione autonoma.
#3 Autonomia di giudizio: Gli argomenti proposti consentono di sviluppare la capacità di capire ed analizzare sensori e attuatori con buon grado di autonomia. A tal proposito sono svolti semplici esempi di progetto di sistemi con sensori e attuatori.
#4 Abilità comunicative: L'impostazione del corso è tale per cui lo studente svilupperà adeguate proprietà di linguaggio e lo abituerà ad usare una terminologia propria delle materie scientifiche.
#5 Capacità di apprendere: Gli esercizi proposti durante il corso sono mirati a sviluppare la capacità di identificare i punti importanti ed i punti che necessitano di ulteriori studi prima di affrontare l'esercizio stesso.

Prerequisiti

Elettronica, Elettrotecnica, Fisica.

Contenuti

- Introduzione e classificazione dei sensori e attuatori (4 ore di lezione):
Principali parametri di classificazione e caratterizzazione dei sensori e attuatori.

- Principali effetti fisici alla base dei sensori elettrici (8 ore di lezione + 6 ore di esercitazione): variazioni di resistenza, capacità e induttanza. Effetto piezoelettrico e piroelettrico. Effetto Hall. Effetto Seebeck ed effetto Peltier.

- Introduzione a sensori optoelettronici e principali componenti optoelettronici (2 ore di lezione): sorgenti di luce (diodi LED, Laser, diodi super-luminescenti), rilevatori di luce (foto resistori, fotodiodi), fibra ottica.

- Sensori in fibra ottica (6 ore di lezione + 6 ore di esercitazione). Classificazione dei sensori distribuiti e puntiformi. Reticoli di Bragg in fibra ottica (FBG): funzionamento e fabbricazione. Reticoli in fibra ottica a passo lungo (Long Period Grating).

- Sensori di immagine CCD e CMOS (2 ore) .

- Concetti fondamentali e classificazione dei sensori di temperatura (2 ore di lezione + 4 ore di esercitazione): Sensori RTD, termistori (NTC e PTC) e sensori IC (basati su giunzioni pn); Termocoppie; Sensori piroelettrici e termopile.

- Rivelatori di presenza o movimento umano (2 ore di lezione). Configurazione attiva basata su sensori ad ultrasuoni e microonde, sensori capacitivi, sensori optoelettronici.

- Touch sensors (sensori di pressione e/o di contatto) e touchscreen (2 ore di lezione).

- Sensori fisici per applicazioni medicali. Introduzione ai sensori chimici e bio. (2 ore di lezione + 2 ore di esercitazione).

Metodi didattici

Lezioni frontali ed esercitazioni di laboratorio guidate.

Verifica dell'apprendimento

L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi precedentemente indicati. L’esame consiste in prova orale su tutti gli argomenti trattati nel corso. La prova ha lo scopo di valutare lo studio e la comprensione degli argomenti di base della materia nonché la capacità di collegare e confrontare aspetti diversi trattati durante il corso. Il voto finale è espresso in trentesimi.

Testi

Jacob Fraden, Handbook of Modern Sensors: Physics, Designs, and Applications, 4th ed., Springer 2010
Ping Wang, Qingjun Liu, Biomedical Sensors and Measurement, Springer 2011
Jorg Haus, Optical Sensors: Basics and Applications, Wiley-VCH Verlag GmbH, 2010;
J.W. Gardner, Microsensors: Principles and Applications, Ed. John Wiley & Sons;
R. Jaeger, Microelettronica II Edizione, McGraw-Hill Italia 2005;
A. Sedra, K.C. Smith, Microelectronic Circuits - IV Edition, EdiSES

Altre informazioni