Domande Sistemi di acquisizione dati
1. Spiegare la differenza tra grandezza analogica e grandezza digitale
2. Quali sono i vantaggi dell’utilizzo di dati digitali rispetto a quelli analogici?
3. Disegnare lo schema a blocchi di un sistema di controllo a retroazione con microcontrollore e
spiegarne le caratteristiche.
4. Rappresentare mediante uno schema a blocchi una configurazione tipica di un sistema di
acquisizione dati
5. Un sistema di acquisizione dati multicanale esercita la propria funzione su un’area molto estesa.
Prospettare l’architettura più adatta del sistema, rappresentandola mediante uno schema a
blocchi.
6. Illustrare i motivi per cui, in un sistema di acquisizione dati, il segnale di un trasduttore deve essere
condizionato.
7. In un sistema di acquisizione dati il segnale proveniente dai sensori viene amplificato e filtrato:
spiegarne le ragioni.
8. Qual è la funzione di un multiplatore in un sistema di acquisizione dati multicanale?
9. La conversione analogico digitale consta di tre fasi: campionamento, quantizzazione, codifica.
Illustrare le caratteristiche dei ciascuna di esse.
10. Illustrare il teorema del campionamento di Shannon Nyquist
11. Oltre al teorema del campionamento, di quali fattori deve tenere conto la scelta della frequenza di
campionamento in un sistema di acquisizione dati?
12. Nella definizione del teorema del campionamento, cosa si intende per massima frequenza di un
segnale?
13. Qual è la funzione di un circuito Sample & Hold?
14. Cosa si intende per errore di quantizzazione?
15. Cos’è l’errore di quantizzazione percentuale e come è definito?
16. Disegnare lo schema circuitale di un filtro passa basso del primo ordine ad amplificatori
operazionali e rappresentare la relativa risposta in frequenza
17. Dimensionare un filtro passa basso del primo ordine ad amplificatori operazionali in modo che la
frequenza di taglio sia 4 KHz e il guadagno in banda sia pari a 20 dB.
18. Una rete di 4 sensori rileva l’attività sismica quotidiana di una faglia. Ciascun sensore misura
l’intensità dell’onda sismica locale sotto forma di variazione di posizione e produce una tensione di
uscita lineare tra 0 e 5 V per spostamenti nel range 0-10 mm, con un errore relativo del 0.2%. Il
sensore è alimentato con una tensione pari a 5 V e gestisce segnali nel range di frequenze tra 0 e 20
Hz. Con riferimento al singolo sensore, si progetti e si dimensioni un sistema di conversione
analogico/digitale caratterizzato da un errore di conversione massimo pari al 1% della dinamica di
ingresso.
19. Un sensore di temperatura fornisce un’uscita lineare 4 mA – 20 mA nel range 250 K – 350 K
all’interno della sua banda di funzionamento con frequenza massima pari a 100 Hz. Con riferimento
a tale sensore, si progetti e si dimensioni un sistema di conversione analogico/digitale e
trasferimento dati a una centralina di controllo con le seguenti caratteristiche: i) uscita in tensione
compatibile con logica digitale alimentata a 5 Volt; ii) errore di conversione non superiore allo 0.5%
della dinamica di ingresso. Commentare inoltre le scelte circuitali effettuate, evidenziandone i pregi
e i difetti.
