Corso tenuto dal Prof Carlo Carobbi ed è strutturato nel seguente modo :
- Significato e scopo delle misure. Come si esprime il risultato delle misure. Miglior stima e incertezza. Cifre significative. Precisione e accuratezza. Grandezze fisiche indipendenti. Incertezze di natura casuale e sistematica. Ripercussione delle incertezze: somma, prodotto, formula generale per la ripercussione delle incertezze. Somma ordinaria e in quadratura delle incertezze. Media e scarto tipo della popolazione e del campione. Valutazione dell’incertezza di categoria A e di categoria B. Istogrammi e probabilità. Densità di probabilità: uniforme, triangolare, normale. Teorema del limite centrale (cenno). Generazione di numeri casuali (cenno): significato di sequenza pseudo-casuale, generatori ricorsivi, sequenza di Park-Miller, estrazione di sotto-sequenze indipendenti, generazione di sequenze con distribuzione triangolare e gaussiana da sequenze con distribuzione uniforme. Dimostrazioni basate sull’assunzione di distribuzione gaussiana e il metodo della massima verosimiglianza: la media aritmetica è la miglior stima del valore vero, lo scarto tipo del campione è la miglior stima della dispersione, giustificazione della somma in quadratura delle incertezze di grandezze indipendenti. Combinazione dei risultati di misura provenienti da esperimenti diversi: media pesata e sua incertezza. Criterio di Chauvenet per la reiezione dei dati sperimentali.
- Unità di misura del Sistema Internazionale, unità fondamentali e derivate. Il decibel e le unità logaritmiche assolute.
- Richiami di circuiti. Risposta al gradino di circuiti RC del I ordine. Analisi in frequenza di circuiti passa-basso e passa-alto RC del I ordine. Impedenza di ingresso, impedenza di parallelo RC.
- L’oscilloscopio analogico. Disposizione dei comandi sul pannello frontale. Impedenza d’ingresso. Modalità di accoppiamento verticale (AC, DC, GND), attenuatore compensato, modalità di ingresso (ALT, CHOP, ADD, INV). Circuiti di sincronismo (trigger) e di generazione della rampa (base dei tempi principale), modalità di sgancio del trigger (AUTO, NORM, SINGLE), accoppiamento del trigger (DC, AC, LF-REJ, HF-REJ), jitter originato da attraversamento lento del livello di trigger. Base dei tempi ritardata, espansione di forma d’onda mediante l’uso della doppia base dei tempi. Regolazione di HOLD-OFF (applicazione a casi pratici). Banda, risposta in frequenza, risposta al gradino dell’oscilloscopio.
- Sonde di tensione per oscilloscopio. Sonde ad alta impedenza: modello fisico e circuitale, compensazione, risposta in frequenza e al gradino nei casi di sonda compensate e non compensata, impedenza d’ingresso sonda compensata. Sonde a divisore resistivo: modello fisico e circuitale, risposta in frequenza, impedenza d’ingresso. Effetto di carico: confronto fra sonde ad alta impedenza e sonde a divisore resistivo.
- Sonde di corrente a trasformatore. Richiami su legge di Faraday e induttanza. Induttori mutuamente accoppiati: modello fisico e rappresentazione circuitale. Applicazione del modello degli induttori mutuamente accoppiati alle sonde di corrente a trasformatore: risposta in frequenza della sonda di corrente, impedenza di trasferimento. Legame fra i parametri del modello fisico e le caratteristiche fisiche e geometriche dela sonda di corrente.
Le slides ufficiali :
Raccolta testi d’esame:
Esercizi vari:
Vari compiti svolti
English Version
Here is the translation of the provided text:
Course taught by Prof. Carlo Carobbi and is structured as follows:
Meaning and purpose of measurements. How to express measurement results. Best estimate and uncertainty. Significant figures. Precision and accuracy. Independent physical quantities. Random and systematic uncertainties. Impact of uncertainties: sum, product, general formula for the impact of uncertainties. Ordinary sum and quadratic sum of uncertainties. Mean and standard deviation of the population and sample. Evaluation of category A and category B uncertainty. Histograms and probability. Probability density: uniform, triangular, normal. Central limit theorem (briefly). Generation of random numbers (briefly): meaning of pseudo-random sequence, recursive generators, Park-Miller sequence, extraction of independent sub-sequences, generation of sequences with triangular and Gaussian distribution from sequences with uniform distribution. Demonstrations based on the assumption of Gaussian distribution and the maximum likelihood method: the arithmetic mean is the best estimate of the true value, the sample standard deviation is the best estimate of dispersion, justification of the quadratic sum of the uncertainties of independent quantities. Combination of measurement results from different experiments: weighted mean and its uncertainty. Chauvenet’s criterion for the rejection of experimental data.
International System of Units, fundamental and derived units. The decibel and absolute logarithmic units.
Circuit review. Step response of first-order RC circuits. Frequency analysis of first-order RC low-pass and high-pass circuits. Input impedance, parallel RC impedance.
Analog oscilloscope. Arrangement of controls on the front panel. Input impedance. Vertical coupling modes (AC, DC, GND), compensated attenuator, input modes (ALT, CHOP, ADD, INV). Synchronization (trigger) and ramp generation (main time base) circuits, trigger release modes (AUTO, NORM, SINGLE), trigger coupling (DC, AC, LF-REJ, HF-REJ), jitter caused by slow crossing of the trigger level. Delayed time base, waveform expansion using the dual time base. HOLD-OFF adjustment (application to practical cases). Bandwidth, frequency response, step response of the oscilloscope.
Voltage probes for the oscilloscope. High-impedance probes: physical and circuit model, compensation, frequency and step response in the cases of compensated and uncompensated probes, input impedance of the compensated probe. Resistive divider probes: physical and circuit model, frequency response, input impedance. Loading effect: comparison between high-impedance probes and resistive divider probes.
Transformer current probes. Review of Faraday’s law and inductance. Mutually coupled inductors: physical model and circuit representation. Application of the mutually coupled inductors model to transformer current probes: frequency response of the current probe, transfer impedance. Relationship between the parameters of the physical model and the physical and geometric characteristics of the current probe.