Argomenti di oggi

1. Argomenti di oggi • Proprietà di un trasduttore

2. Come descrivere un trasduttore • Le prestazioni e le proprietà dei trasduttori subiscono una veloce evoluzione grazie a: - nuovi principi di misura - affidabilità consolidata dei principi di misura classici - economicità, grazie alla larga diffusione - sistemi di condizionamento più affidabili e flessibili • Di seguito sono mostrate le caratteristiche più comuni che riguardano tutti i trasduttori e che possono servire per descriverli e valutarli

3. Come descrivere un trasduttore • Proprietà base in ingresso: - misurando - campo di misura - portata - relativo o assoluto? • Proprietà base in uscita: - intensità dell’uscita - campo di lettura - full scale output - raziometrico oppure no?

4. Relativo o assoluto? • Un trasduttore assoluto misura una grandezza assoluta per definizione o riferita ad un livello di riferimento, pertanto resa assoluta • Un trasduttore relativo misura la variazione di una grandezza rispetto ad una condizione variabile o registrata prima della misurazione o riferita alle condizioni ambientali. Tale variazione può essere espressa come una differenza o come un rapporto, a seconda della grandezza fisica che si sta considerando. A volte il nome della grandezza viene cambiato per esplicitare condizioni di misura relative o assolute (es. trasduttori di posizione o di spostamento)

5. Raziometrico o no? • Un trasduttore si dice raziometrico se la sua uscita è una frazione della tensione o della corrente di alimentazione. - Per evitare fluttuazioni dell’alimentazione e minimizzare gli effetti del rumore elettrico, se possibile, è bene misurare sia il canale di alimentazione sia il canale di uscita - Di solito, quando il trasduttore è raziometrico la sensibilità è espressa in mV/V.

6. Come descrivere un trasduttore • Proprietà metrologiche statiche: - principio di misura - sensibilità - assi di misura (monoassiale, biassiale, … ) - accuratezza (linearità, isteresi, deriva) • Proprietà metrologiche dinamiche: - ordine - banda passante - settlingtime - frequenza di risonanza (frequenza di taglio)

7. Come descrivere un trasduttore • Proprietà della catena di misura - deflessione o annullamento? - effetto di carico - con contatto o senza contatto? - è richiesto un condizionamento del segnale? - cablaggio dei fili e connessioni - risoluzione - grandezze di influenza (interferenti e modificanti) - è richiesta una compensazione in temperatura? - intervallo di lavoro - tempo di deriva e stabilità a lungo termine

8. Deflessione e annullamento • Un trasduttore a deflessione misura la variazione, rispetto allo stato a riposo, della grandezza grazie alla quale il misurando può essere stimato • VANTAGGI • - progetto semplice • - risposta veloce • SVANTAGGI • - scarsa accuratezza misurando m deflessione dallo stato a riposo

9. Deflessione e annullamento • In un trasduttore ad annullamento, l’uscita viene annullata attraverso una grandezza opposta rispetto a quella che si vuole misurare. Tale grandezza è nota con un elevato grado di accuratezza ed è utilizzata come stima del misurando. Questo approccio richiede sempre la presenza anche di un trasduttore a deflessione secondario, anche per piccoli intervalli di misura • VANTAGGI • elevata accuratezza • SVANTAGGI • risposta lenta • progettazione complessa Deflessione dallo zero Trasduttore secondario m1 m m2 Quantità note di compensazione misurando

10. Effetto di carico • Ogni volta che si effettua una misurazione, una parte di energia viene assorbita o ceduta al sistema che si sta misurando, perciò ogni misurazione altera il misurando in sé, ovvero ciò che si misura è diverso da ciò che si vuole misurare. • Tale fenomeno viene detto EFFETTO DI CARICO, mutuando la terminologia dal campo dei circuiti elettrici, dove la misura di una tensione induce una corrente nel circuito misurato. L’effetto di carico si può presentare in diversi modi • Nella maggior parte dei casi l’effetto di carico è trascurabile, in altri casi deve essere minimizzato o evitato

11. Risoluzione • La risoluzione di misura è il più piccolo valore di una variazione del misurando che può essere rilevata. Ovvero è la più piccola variazione dell’ingresso che determina una variazione dell’uscita • Per alcuni trasduttori meccanici la risoluzione è importante nell’intervallo di misura, ma, nella maggior parte dei casi, la risoluzione gioca un ruolo fondamentale quando il segnale viene acquisito in modo digitale, poiché la lettura dell’uscita risulta discretizzata • È una fonte di incertezza e, per l’utente finale di uno strumento di misura commerciale, è anche un indicatore di incertezza

12. Carta d’identità di un trasduttore • Proprietà base in ingresso: - misurando - campo di misura - portata - relativo o assoluto? • Proprietà base in uscita: - intensità dell’uscita - campo di lettura - full scale output - raziometrico oppure no? • Proprietà della catena di misura - deflessione o annullamento? - effetto di carico - con contatto o senza contatto? - è richiesto un condizionamento del segnale? - cablaggio dei fili e connessioni • Caratteristiche metrologiche statiche: - principio di misura - sensibilità statica - assi di misura - accuratezza (linearità, isteresi, deriva) • Caratteristiche metrologiche dinamiche: - ordine dello strumento - banda passante - settlingtime - frequenza di risonanza e frequenza di taglio - Risoluzione - grandezze di influenza (interferenti e modificanti) - è richiesta una compensazione in temperatura? - intervallo di lavoro - tempo di deriva e stabilità a lungo termine