Università degli Studi di Napoli "Parthenope"

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico: 
2014/2015
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
Sede: 
Napoli
Settore disciplinare: 
MISURE ELETTRICHE E ELETTRONICHE (ING-INF/07)
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
9
Anno di corso: 
3
Docenti: 
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. 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.

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. (1.5 CFU)Definizioni, unita' di misura, misurazioni dirette e indirette, sistemi di misura, caratteristiche degli strumenti di misura.
Cenni sulla teoria degli errori: errore assoluto, errore relativo, legge di propagazione degli errori. Teoria dell'incertezza di misura e Guida all’espressione dell’incertezza di misura (GUM): elementi per l'analisi statistica, definizione di incertezza classificazione dei contributi d'incertezza, rappresentazione delle componenti di incertezza, incertezza di categoria A e B, incertezza da fonti esterne, incertezza nelle misurazioni indirette, incertezza estesa, fattore di copertura, livello di fiducia ed intervallo di fiducia. Supplemento 1 alla GUM (cenni).
CONTATORI NUMERICI (1 CFU) 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, misura di sfasamento.
VOLTMETRI NUMERICI (2 CFU) Strumentazione numerica, misurazioni nel dominio delle ampiezze, 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. Misura di resistenza a 2 e 4 fili.
OSCILLOSCOPIO NUMERICO (1.5 CFU) Blocchi fondamentali di uno strumento numerico, struttura generale di un oscilloscopio numerico. Memoria di acquisizione. La conversione analogico/digitale (A/D): caratteristica ingresso-uscita di un convertitore, errore di quantizzazione, tempo di conversione, convertitore SAR, convertitore flash, convertitori multiplexati. Campionamento in tempo reale e tempo equivalente, visualizzazione, specifiche di un oscilloscopio digitale, sonde compensate.
MISURAZIONI NEL DOMINIO DELLA FREQUENZA (1 CFU) Analizzatore di spettro real-time, analizzatore sweep-tuned, analizzatori a supereterodina, la frequenza immagine, specifiche di un analizzatore di spettro. FFT Analyzer, spectral leakage e finestratura.
SENSORI E STRUMENTAZIONE BIOMEDICA. (2 CFU) Fondamenti di strumentazione per la biomedica. Biopotenziali e loro misurazione. Modello circuitale. Depolarizzazione. Conduzione di segnali nel volume. Arco riflesso. Trasmissione sinaptica. ENG. Potenziali evocati. EMG. ECG: fisiologia del cuore (cenni), segnale cardiaco, derivazioni bipolari e unipolari, strumento elettrocardiografo.

Il corso include anche le seguenti esercitazioni di laboratorio, riferite agli argomenti di cui sopra: 1) Misura di tensione in DC a AC e di resistenza con multimetro. 2) Misura di potenza in continua e compatibilita' delle misure. 3) Uso dell’oscilloscopio digitale. 4) Misura della risposta in frequenza di filtri del I e II ordine. 5) Elaborazione del segnale di misura ECG con Matlab. 6) Uso del LabVIEW per controllo remoto della strumentazione ed elaborazione dei segnali di misura.

Metodi didattici

Verifica dell'apprendimento

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