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Trasduttori Sono dispositivi, generalmente elettrici o elettronici,

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Presentazione sul tema: "Trasduttori Sono dispositivi, generalmente elettrici o elettronici,"— Transcript della presentazione:

1 Trasduttori Sono dispositivi, generalmente elettrici o elettronici,
che convertono un tipo di energia relativa a grandezze meccaniche e fisiche in segnali elettrici. Un trasduttore è talvolta definito come un qualsiasi dispositivo che converte dell'energia da una forma ad un'altra, in modo che questa possa essere rielaborata o dall'uomo o da altre macchine. L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

2 Trasduttori Molti trasduttori sono sia sensori sia attuatori.
Sensori: misurano una quantità fisica (temperatura, livello luminoso, velocità, forza, intensità sonore) e la trasformano in un segnale elettrico. Attuatori: convertono un segnale elettrico in una grandezza fisica diversa (es. movimento) L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

3 Trasduttori: Temperatura
L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

4 Trasduttori L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

5 Trasduttori L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

6 Trasduttori L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

7 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

8 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

9 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

10 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

11 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

12 Trasduttore reale L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

13 Influenza della risposta dinamica
Sistema controllato L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

14 Influenza della risposta dinamica
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15 Trasduttori: Temperatura
I trasduttori di temperatura sono di molti tipi perchè devono essere usati in molti ambiti diversi. Termocoppie: Principio: la giunzione di due metalli diversi genera una differenza di potenziale dell'ordine dei mV se i metalli sono sottoposti a differenze di temperatura. Coefficienti tipici: V / °C . Intervallo di funzionamento: °C / °C. Accuratezza: ÷ 2 °C. L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

16 Trasduttori: Temperatura
Termocoppie: Tipo J: Ferro/Costantana (lega 55% Rame e 45% Nichel) da – 40 °C a 750 °C. Sens: 51.5 V / °C . Tipo K: Chromel (90% Nichel e 10% cromo) / Alumel (96% Nichel, 2% Manganese e 2% Alluminio) da – 200 °C a 1260 °C. Sens: 40.3 V / °C . Tipo S: Platino / Platino-Rhodio (90% Platino e 10% Rhodio) da 300°C a 1600 °C. Sens: 5.9 V / °C . Tipo T: Rame/Costantana ( 55% Rame e 45% Nichel) da -200 °C a 400 °C. Sens: 40.3 V / °C . L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

17 Trasduttori: Temperatura
Curve di risposta di termocoppie diverse. Occorre una calibrazione!! Fondamentale per correlare una grandezza con un'altra. L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

18 Trasduttori: Temperatura
Termoresistenze: Principio: sono sensori costituiti da un filamento di un unico metallo (tipicamente il Platino o il Nichel), la cui resistenza elettrica (ohm) è, a parita di altre circostanze, unicamente funzione della temperatura a cui si trova il filamento stesso: R = Ro (1 + αT) PT100 100  a 0°C Ro è la resistenza a 0°C,  il coefficiente di temperatura (1/°C) T è la temperatura in °C. Precisione: °C – 0.2 °C L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

19 Trasduttori: Temperatura
Termistori: Principio: sono termoresistenze che si suddividono in NTC (negative temperature coefficient) ed in PTC (positive temperature coefficient). I primi diminuiscono la loro resistenza all'aumentare della temperatura, mentre i secondi l'aumentano. Rispetto alle termoresistenze i termistori hanno una sensibilita maggiore; tuttavia essi sono meno lineari delle prime ed hanno un limitato intervallo di temperatura d'impiego (fino a circa 150°C). L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

20 Trasduttori: Temperatura
Termistori: curve di calibrazione..... NTC Dipendenza non-lineare della resistenza in funzione della temperatura Equazione di Steinhart-Hart. Si vede che la differenza si ha soprattutto a basse temperature. Precisione: 0.1 °C – 0.2 °C L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

21 Trasduttori: Temperatura
Termometri a radiazione: rileva la temperatura di un corpo misurando la radiazione elettromagnetica che esso emette. Solo la piccola banda degli infrarossi in cui si ha una relazione ben definita energia-temperatura si può usare per scopi di misura (applicazioni industriali). I vantaggi maggiori di questi dispositivi sono la capacita di rilevare la temperatura di un sistema senza la necessita di un contatto fisico tra il sistema ed il trasduttore (fino a 3000°C). L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

22 Trasduttori: Temperatura
Termometri a circuito integrato: Sono trasduttori che sfruttano la proprieta delle giunzioni a semiconduttore polarizzate direttamente di variare la tensione ai loro capi al variare della temperatura. LM35 Sensibilità 1μA/°K Tmax < 150 °C L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

23 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

24 Trasduttori: Pressione
Pressione → Deformazione → Variazione di Resistenza → Variazione di Tensione Sulla superficie di un chip viene applicato un diaframma di silicio contenente 4 resistenze collegate a ponte (Wheatstone). La misura della grandezza fisica viene data dallo squilibrio di tensione che si crea quando sul dispositivi viene applicata la pressione. Dopo questo circuito viene inserto un amplificatore che fornisce in uscita una tensione od una corrente variabile. L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

25 Trasduttori: Posizione
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26 Trasduttori: Posizione
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27 Trasduttori: Velocità
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28 Trasduttori: Velocità
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29 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

30 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

31 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

32 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

33 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

34 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

35 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

36 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

37 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

38 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

39 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

40 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

41 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

42 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

43 Trasduttori: Accelerometri
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44 Trasduttori: Accelerometri
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45 Trasduttori: Accelerometri
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46 Trasduttori: Accelerometri
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47 Trasduttori: Accelerometri
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48 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

49 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

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51 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

52 L. Servoli Corso Fisica dei Dispositivi Elettronici

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