66659 - SENSORI PER APPLICAZIONI INDUSTRIALI

insegnamento

ID:

66659

Tipo Insegnamento:

Opzionale

Durata (ore):

64

CFU:

SSD:

FISICA SPERIMENTALE

Url:

Dettaglio Insegnamento:

INGEGNERIA ELETTRONICA PER L'ICT/Technologies for manufacturing Anno: 1

Anno:

2024

Periodo di attività

Secondo Semestre (24/02/2025 - 05/06/2025)

Obiettivi Formativi

L'obiettivo formativo del corso “SENSORI PER APPLICAZIONI INDUSTRIALI” è fornire allo studente le conoscenze sui fenomeni fisica alla base del funzionamento di un’ampia varietà di sensori e trasduttori con uscita elettrica, che trovano ampio utilizzo nel settore industriale. In particolare vengono illustrati i principi di funzionamento e di trasduzione, il loro modello fisico e le caratteristiche metrologiche. La parte terminale de corso tratterà i protocolli digitali di comunicazione tipicamente utilizzati negli SMART SENSORS (Control Area Network (CAN), Modbus®, PROFIBUS®).

Le principali conoscenze acquisite saranno:

- Fenomeni fisici alla base della trasduzione delle grandezze fisiche sotto misura.
- Limiti operativi e campi di applicazione delle varie tipologie di sensore.
- Meccanismi di gestione e trasmissione dell’output dei sensori.
- Principali protocolli digitali per la trasmissione dell’output di sensori.

Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenze acquisite) saranno:

- Capacità di analizzare quale tipologia di sensore utilizzare per una specifica applicazione.
- Capacità di individuarne i limiti operativi, documentali e comunicarli in maniera chiara.
- Capacità di selezionare il protocollo digitale di comunicazione più adatto per una determinata funzione.

Prerequisiti

Sono richieste le conoscenze base di elettricità e magnetismo, corrente, differenza di potenziale, resistenza elettrica, effetto HALL, effetto Seebeck, corrente indotta. Verranno utilizzati concetti base di fisica dei dispositivi elettronici (diodi, LED e mosfet) e di comunicazioni digitali seriali.

Metodi didattici

Lezioni frontali alla lavagna con ausilio di videoproiettore. La parte finale del corso prevede anche la sperimentazione a gruppi di 2-3 studenti di uno smart sensor con interfaccia Modbus.

Verifica Apprendimento

Esame orale comprensivo di 4 domande generali (più eventuali domande di chiarimento). Ad ogni domanda generale viene attribuito un punteggio massimo di 8 punti. L'esame si ritiene superato se lo studente totalizza più di 18/30.

Testi

Jacob Fraden, “Handbook of Modern Sensors”, eBook ISBN 978-3-319-19303-8, Softcover ISBN 978-3-319-30767-1.
Ian R. Sinclair, “Sensors and Transducers”, 3rd Edition • 2001, ISBN 978-0-7506-4932-2
Krzysztof Iniewski,2”Smart Sensors for Industrial Applications”, 1st Edition, CRC Press, ISBN 9781138077645

Contenuti

Sensori di prossimità (meccanici, ottici, induttivi e capacitivi)
Sensori di posizione e velocità (potenziometrici, LVDT, encoder, sensori tachimetrici, sensori ad effetto Hall)
Sensori di forza e di pressione (piezoresistivi e capacitivi)
Sensori di temperatura e umidità (PTC, NTC, termocoppie, diodi, igrometri capacitivi e resistivi)
Sensori di irraggiamento e flusso termico (termopile e termoflussimetri ad effetto Seebeck)
Sensori magnetici e magnetometri (ad induzione, ad effetto HALL, magnetoresistivi, MEMS, SQUID)
Sensori chimici (chemFET, sensori chemoresistivi)