Riassunti VERIFICATO
strumenti terminali elettrici e circuiti di manipolazione del segnale
Università degli Studi di Roma - La Sapienza ingegneria clinica Curriculum ingegneria clinica (percorso formativo valido anche ai fini del conseguimento del doppio titolo italo-venezuelano) 2020
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Di cosa parla
- Blocchi Funzionali della Catena di Misura:
- La catena di misura comprende trasduttore, manipolatore di segnale e strumento terminale.
- Le catene di misura industriali sono prevalentemente elettriche, con segnali di tensione o corrente.
- Strumenti Terminali:
- Galvanometro: Può essere convertito in un misuratore di tensione aggiungendo una resistenza in serie.
- Oscilloscopio Analogico:
- Visualizza in tempo reale la forma d'onda del segnale di misura.
- Permette di valutare la forma, l'ampiezza, il periodo e lo sfasamento tra segnali.
- Utilizza un tubo a raggi catodici (CRT) con un cannone elettronico (filamento, catodo, griglia, anodi) per generare e focalizzare un fascetto di elettroni.
- Le placchette deflettrici (verticali per il segnale in ingresso Vy, orizzontali per il segnale a dente di sega) deviano il fascetto per la visualizzazione.
- Strumento lineare, con sensibilità e rapidità definite.
- La modalità 'xy' permette la visualizzazione di due segnali l'uno in funzione dell'altro.
- Oscilloscopio Digitale: Ricostruisce la forma d'onda da campioni digitalizzati, simile a un monitor di computer.
- Circuiti di Manipolazione del Segnale:
- Il segnale in uscita dal trasduttore spesso richiede elaborazione.
- Raddrizzamento: Utilizzato per ottenere il valore efficace di corrente, implementabile con diodi SCR (raddrizzamento a semi-onda) o ponti di Gretz (raddrizzamento a doppia semi-onda).
- Filtri RC:
- Filtro RC (Passa-Basso): In specifiche condizioni di frequenza, opera come integratore del segnale.
- Filtro CR (Passa-Alto): In specifiche condizioni di frequenza, opera come derivatore del segnale.
- Amplificatore Operazionale (AO):
- Componente versatile per eseguire operazioni matematiche sui segnali.
- Le caratteristiche ideali includono guadagno e impedenza d'ingresso infiniti, impedenza d'uscita nulla e banda passante infinita.
- In configurazione ad 'anello aperto', agisce come comparatore e va rapidamente in saturazione.
- In configurazione ad 'anello chiuso', è impiegato per amplificare i segnali di misura.
- Invertente: Guadagno G = -Rf/Ri, inverte il segno del segnale.
- Non Invertente: Guadagno G = (Rf/Ri) + 1, mantiene il segno.
- Può essere configurato come Sommatore di Tensioni, Integratore (filtro passa-basso attivo) o Derivatore (filtro passa-alto attivo).
- Amplificatore per Strumentazione: Caratterizzato da alta impedenza d'ingresso e alta reiezione di modo comune (CMRR), ideale per segnali flottanti.
- Amplificatore AC (o Carrier): Modula il segnale del trasduttore con una portante, amplifica e poi demodula, utile per segnali con forte componente continua.
- Ponte di Wheatstone: Rete resistiva utilizzata per misurare resistenze incognite, bilanciando la relazione R1R4 = R2R3.