Presentazione - Misure per la Bioingegneria e l Habitat II559); - Strumentazione Elettronica II555); - 6 C.F.U. di cui 2 di Laboratorio); - Pagina WEB, Materiale Didattico http://docenti.ing.unipi.it/ d8052/misbio.html - Lezioni ed Esercitazioni Ing. Piotto); - Modalità di esame: prova pratica + prova orale - orario: L ME 14.30 16:30 A.2.2 E VE 13.30 15:30 B.2.6 L VE 15.30 16:30 B.2.2 Misure per la Bioingegneria e l HabitatStrumentazione Elettronica p.1/21
Introduzione - richiami Misura: confronto di quantità incognita con grandezza omogenea di riferimento Misure per la Bioingegneria e l HabitatStrumentazione Elettronica p.2/21
Introduzione - richiami Misura: confronto di quantità incognita con una assunta) nota. Campione, Standard: riferimento noto con precisione Il confronto è reso possibile dall unità di misura Unità di Misura: permette di esprimere numericamente il risultato della misura. multipli e sottomultipli Misure per la Bioingegneria e l HabitatStrumentazione Elettronica p.3/21
Campioni - campioni materiali es. Kg - campioni basati su esperimenti ) - primari: incertezza tipica bassa es. tempo: - secondari ) ) Misure per la Bioingegneria e l HabitatStrumentazione Elettronica p.4/21
Organismi di standardizzazione: - Conférence Générale des Poids et Mesures CGPM) - Comité International des Poids et des Mesures CIPM) - Bureau International des Poids et Mesures BIPM, liv. operativo) - National Institute of Standards and Technology NIST, U.S.A.) - Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica INRiM, dal 2006) Misure per la Bioingegneria e l HabitatStrumentazione Elettronica p.5/21
Unità di misura QUANTITÀ UNITÀ SIMBOLO P Lunghezza metro m P Massa chilogrammo kg P Tempo secondo s P Corrente elettrica ampère A P Temperatura kelvin K P Quantità di sostanza mole mole P Intensità luminosa candela cd S Angolo piano radiante r S Angolo solido steradiante sr G. Basso, B. Neri, Strumentazione Elettronica, S.E.U., Pisa, 2006) Misure per la Bioingegneria e l HabitatStrumentazione Elettronica p.6/21
Unità di misura - m: la lunghezza del percorso effettuato dalla luce nel vuoto durante un intervallo di tempo pari a 1/299 792 458 s. - Kg: la massa del prototipo internazionale. - s: la durata di 9 192 631 770 periodi della radiazione corrispondente alla transizione tra i due livelli iperfini dello stato fondamentale dell atomo di Cs. - A: l intensità di corrente costante che - percorrendo due conduttori rettilinei paralleli di lunghezza infinita, di sezione circolare trascurabile e posti alla distanza di un metro - originerebbe, fra tali conduttori, una forza pari a N per metro di lunghezza. - K, mole, cd:... Misure per la Bioingegneria e l HabitatStrumentazione Elettronica p.7/21
Schema generale di un sistema di misura gr. fisica acquisizione elab. presentazione acquisizione: gr. fisica sensore condizionamento conversione elaborazione:... presentazione: conversione condizionamento visualizzazione attuazione Misure per la Bioingegneria e l HabitatStrumentazione Elettronica p.8/21
Schema generale di un sistema di misura 2) mux elab. demux controllo mux/demux digitali Misure per la Bioingegneria e l HabitatStrumentazione Elettronica p.9/21
Schema generale di un sistema di misura 2 ) mux elab. demux controllo mux/demux analogici Misure per la Bioingegneria e l HabitatStrumentazione Elettronica p.10/21
Schema generale di un sistema di misura 3) Misure a distanza mux modul.) TX RX demux demodul.) mezzo di trasmissione Misure per la Bioingegneria e l HabitatStrumentazione Elettronica p.11/21
Specifiche Caratteristiche del sistema di misura); il sistema funziona correttamente se lo fa in accordo con le specifiche. Specifiche di un sistema di misura: - range; - accuratezza; - risoluzione; - sensibilità anche ad altre grandezze); - condizioni di funzionamento; -... Misure per la Bioingegneria e l HabitatStrumentazione Elettronica p.12/21
Caratteristiche Ripetibilità: misura l accordo tra risultati di misure successive della stessa quantità, effettuate: - con lo stesso metodo; - dallo stesso operatore; - con lo stesso strumento; - nelle stesse condizioni di impiego; - a breve distanza di tempo; - nello stesso luogo. Misure per la Bioingegneria e l HabitatStrumentazione Elettronica p.13/21
Caratteristiche 2) Riproducibilità: misura l accordo tra risultati di misure successive della stessa quantità, effettuate cambiando alcune condizioni, quali: - il metodo; - l operatore; - lo strumento di misura; - il luogo; - le condizioni; - il tempo. Misure per la Bioingegneria e l HabitatStrumentazione Elettronica p.14/21
& # ' ' & ' & ' ' ) & * ' & Errori e propagazione Errore: generalmente ignoto Incertezza ): misura la dispersione dei valori attribuibili al misurando "$# ' ' ' ' ' ' ) Misure per la Bioingegneria e l HabitatStrumentazione Elettronica p.15/21
) ) * Incertezza propagazione) ) ) ) ) Misure per la Bioingegneria e l HabitatStrumentazione Elettronica p.16/21 Esempio:
Incertezza propagazione) ) ) Misure per la Bioingegneria e l HabitatStrumentazione Elettronica p.17/21 mult.
Rappresentazione - ordinare i dati ascisse); Rappresentazione dei dati diagrammi) - valutare il range ascisse, ordinate); - etichette su assi con opportune unità di misura ascisse, ordinate); - indicazioni sugli assi consistenti con le etichette; - simboli diversi per diverse serie di dati; - didascalie per distinguere le diverse serie. Misure per la Bioingegneria e l HabitatStrumentazione Elettronica p.18/21
Esempio 10 26 10 27 10 28 A /Hz) 2 I S 10 29 30 30 40 50 60 70 80 90 100 10 Frequency Hz) # " da Proc. of the 16th International Conference on Noise in Physical Sistems and 1/f Fluctuations, World Scientific, 2001) Misure per la Bioingegneria e l HabitatStrumentazione Elettronica p.19/21
bel ) Scale logaritmiche decibel da Alexander Graham Bell telefono) per esprimere l attenuazione della potenza associata al segnale telefonico sulla linea. ). - dbw rispetto a 1 W) - dbmw rispetto a 1 mw) - dbv rispetto a 1 V) Misure per la Bioingegneria e l HabitatStrumentazione Elettronica p.20/21
Carte speciali semilogaritmiche o doppiamente logaritmiche) Misure per la Bioingegneria e l HabitatStrumentazione Elettronica p.21/21