Trasduttori. - converte una grandezza fisica (misurando) in un altra (più facilmente misurabile, generalmente elettrica).
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- Olivia Bevilacqua
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1 Trasduttori Trasduttore: - converte una grandezza fisica (misurando) in un altra (più facilmente misurabile, generalmente elettrica). misurando T (gr. elettrica) - funzionamento basato su un determinato fenomeno fisico (o su più fenomeni fisici). - Esempi: - microfono piezoelettico (eff. piezoelettrico) - termocoppia (eff. termoelettrico) - termometro a mercurio (dilat. termica) Trasduttori p.1/35
2 Trasduttori Trasduttore: - converte una forma di energia in un altra - classificazione: PASSIVO assorbe energia dal misurando ATTIVO richiede sorgente esterna di energia minore eff. caricante Trasduttori p.2/35
3 Trasduttori Classificazione: - secondo il tipo di misurando: spostamento, posizione, velocità, accelerazione, rotazione, vibrazione, forza, pressione, sforzo, tensione (meccanica), umidità relativa, concentrazione (di ioni, gas,... ), ph, campo magnetico, campo acustico, rugosità, temperatura,... - secondo il fenomeno fisico impiegato: capacitivi, induttivi, resistivi, piezoelettrici, eff. Hall, piezoresistivi, eff. termoelettrico, eff. tunnel, eff. fotoelettrico, eff. Doppler, eff. fotovoltaico, eff. fotoresistivo,... Trasduttori p.3/35
4 Trasduttori - Caratteristiche - Sensibilità - Range - Proprietà fisiche: tensione di alimentazione, temperatura di funzionamento... - Effetto caricante - Distorsione: è lineare o no? e quanto? - Risposta in frequenza (funzionamento dinamico) - Impedenza d uscita - Potenza richiesta - Rumore - Accuratezza Trasduttori p.4/35
5 Trasduttori - Caratteristiche (2) - Necessità e frequenza di calibrazione - Condizioni ambientali (polverosità, radiazioni... ) - Caratteristiche esteriori (forma, dimensioni, durata, robustezza... ) -... fen. fisico fen. fisico... a semiconduttore resistivo induttivo capacitivo forza pressione velocit `a temperatura misurando forza pressione velocit `a temperatura misurando Trasduttori p.5/35
6 Trasduttori resistivi Resistenza di un conduttore cilindrico: Applicazioni: spostamento, sforzi meccanici, pressione, forza, carico, temperatura, velocità di fluidi,... Trasduttori p.6/35
7 * & Trasduttori potenziometrici Filo avvolto su supporto isolante, lineare (cilindro) o toroidale, o plastiche conduttive.!$# Caratteristica spostamento-resistenza solo idealmente lineare (n.l. ), migliore per materiali plastici. )( Risoluzione dipendente dalle dimensioni del filo e del contatto. Trasduttori p.7/35
8 Trasduttori potenziometrici (2) Impiego: Sensibilità dipendente dalla tensione di alimentazione. Effetto caricante: Trasduttori p.8/35
9 Trasduttori potenziometrici (3) Generalmente rumorosi, sensibili alla polvere e all invecchiamento (usura). Trasduttori p.9/35
10 Trasduttori p.10/35 Trasduttori potenziometrici - Effetto caricante
11 Trasduttori potenziometrici - Effetto caricante Trasduttori p.11/35
12 Trasduttori potenziometrici - Effetto caricante Trasduttori p.12/35
13 Estensimetri (strain gauge) Hp.: - deformazione a volume costante costante -! # (! ( Trasduttori p.13/35
14 # Trasduttori p.14/35 Estensimetri (2) #... ): non costante, più in generale (! costante di cella (gauge factor)
15 Estensimetri - Fattore di cella!! materiale Costantana ( ) 2.05 Ni-Cr 2.0 Pt-W 4.5 Pt Al 0.32 Acciaio Inox Ti 0.34 Trasduttori p.15/35
16 Estensimetri - caratteristiche fisiche materiali, forma, dimensioni, valori - bonded/unbonded metal wire/foil, deposited thin metal, diffused semiconductor - mono/bi/tri-direzionali, a spirale - 120, 350, 500, da 0.5 mm in su Trasduttori p.16/35
17 Estensimetri - applicazioni misure di deformazione, forza, pressione,... - generalmente non riutilizzabili - durata: - collante = fattore critico Trasduttori p.17/35
18 Partitore resitivo (di misura) rispetto al misura delle variazioni di valore per comodità!!! sensibilità: #. per! : max Ponti di Misura p.18/35
19 Partitore di misura!! Ponti di Misura p.19/35 offset:
20 Partitore di misura - sensibilità Ponti di Misura p.20/35!
21 Ponte di Wheatstone ponte bilanciato: accuratezza dipendente - dalla sensibilità del riv. di zero (D); - dalla risoluzione di. Ponti di Misura p.21/35
22 # Ponte di Wheatstone ponte non bilanciato, voltmetro a elevata resistenza: accuratezza dipendente da quella del voltmetro ( ). (anche con, nota la res. interna del voltmetro) Ponti di Misura p.22/35
23 Ponte di Wheatstone necessità di misurare variazioni di! funzionamento in prossimità del bilanciamento: # #!! #!!! Ponti di Misura p.23/35
24 #! Ponte di Wheatstone!! Ponti di Misura p.24/35
25 Ponte di Wheatstone Sensibilità: ( )!!! come nel partitore! Il vantaggio: la rimozione dell offset Ponti di Misura p.25/35
26 Ponti di Misura p.26/35 Ponte di Wheatstone risposta non lineare, non simmetrica ma ben linearizzabile per piccoli
27 Partitore vs. Ponte partitore ponte Ponti di Misura p.27/35
28 Misure con Estensimetri (quarter bridge) #! # ((( Ponti di Misura p.28/35
29 ((( Estensimetri Ponti di Misura p.29/35!!
30 # Ponti di Misura p.30/35 Estensimetri - half bridge
31 Ponti di Misura p.31/35 Estensimetri - full bridge ((( conf. n. celle quarter bridge 1 half bridge 2 full bridge 4
32 Estensimetri - A.S.I. - necessità di amplificare la tensione di sbilanciamento (mv/v) - Automatic Strain Indicator (A.S.I.) dal sito Ponti di Misura p.32/35
33 Strain Indicator - Four input channels - Direct reading LCD display - On-board data storage - 0 to 2.5 Vdc analog output - Quarter, half and full bridge circuits - Built-in bridge completion - 120, 350 and 1000-ohm dummy gages - Automatic zero-balancing and calibration - Remote shunt calibration of transducers - Intuitive, menu-driven operations - USB data link - Portable, lightweight and rugged - Battery, USB or line-voltage power dal sito Ponti di Misura p.33/35
34 # # # Estensimetri - Cause di errore (1)! - variazioni di temperatura: ) - dummy cell (!!! ( Ponti di Misura p.34/35
35 Estensimetri - Cause di errore (2) autoriscaldamento ( ) - pilotaggio impulsato lunghezza dei collegamenti - sbilanciamento con - riduzione della sensibilità - variazioni di temperatura linearizzazione (1/4 bridge) Ponti di Misura p.35/35
- converte una grandezza fisica (misurando) in un altra (più facilmente misurabile, generalmente elettrica).
Trasduttori Trasduttore: - converte una grandezza fisica (misurando) in un altra (più facilmente misurabile, generalmente elettrica). misurando T (gr. elettrica) - funzionamento basato su un determinato
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