Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali
Fondamenti di Sperimentazione Aerospaziale
Corso Prof. Ricci
31 Marzo 2015
Esercitazione in aula misure 1
Parte A) Richiami e informazioni essenziali per lo svolgimento
dell’esercitazione
Multimetro digitale
Il multimetro digitale è uno strumento che consente di misurare molteplici
grandezze elettriche quali tensioni, correnti, resistenze, capacità, ecc…
In questa esercitazione si prenderà confidenza con lo strumento iniziando ad
effettuare misure di tensione, resistenza e corrente.
Per poter effettuare misure di tensione e resistenza occorre inserire il puntale
nero in posizione centrale e quello rosso nell’apposita presa contrassegnata con
V. Per misure di tensione continua occorre poi premere il tasto V DC, per misure
di resistenza il tasto Ω.
Per poter effettuare misure di corrente occorre spostare il puntale rosso sulla
presa contrassegnata con I e premere il pulsante I DC.
1
Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali
Fondamenti di Sperimentazione Aerospaziale
Corso Prof. Ricci
31 Marzo 2015
Riconoscere le resistenze
Ciascuna resistenza è identificata da un codice costituito da 4, 5 o 6 colori,
disegnati sul cilindro della resistenza. Tale codice, riportato nella seguente figura,
consente di individuare il valore nominale della resistenza quando non si è dotati
di multimetro. Le prime 2 strisce (se la resistenza è rappresentata da 4 colori) o
le prime 3 (se rappresentata da più di 4 colori) indicano il valore della resistenza.
La striscia successiva indica il moltiplicatore per determinare l’ordine di
grandezza della resistenza. In ultimo è indicata la tolleranza, che indica la
precisione della resistenza stessa. Su alcune resistenze vi è un sesto colore che
indica il coefficiente di temperatura.
Basetta di tipo breadboard
Le basette di tipo breadboard vengono utilizzate per verificare in modo semplice
il funzionamento di un circuito elettronico. Sono costituite da una serie di fori in
cui vengono posizionate le componenti. Al di sotto dei fori sono poste delle
lamelle metalliche disposte come rappresentate nella seguente figura:
2
Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali
Fondamenti di Sperimentazione Aerospaziale
Corso Prof. Ricci
31 Marzo 2015
Generalmente i fori contrassegnati dalle righe rosse e blu (dotati di collegamenti
elettrici orizzontali) vengono impiegati per portare l’alimentazione al circuito e le
varie componenti vengono disposte sfruttando i collegamenti in verticale. Se si
volesse realizzare un banale circuito costituito da una lampadina il collegamento
risulterebbe il seguente:
Il calibro ventesimale
Il calibro è uno strumento per l’effettuazione di misure di lunghezze, esterne ed
interne, di oggetti di dimensioni limitate. È costituito da una parte mobile, corsoio,
che permette di afferrare con dei becchi l’oggetto da misurare. Si possono
eseguire misure impiegando i becchi esterni (2) o interni (1) o l’asta di profondità
(7) a seconda dell’esigenza. Sul nonio (scala graduata presente sul cursore) si
va quindi a leggere la misura, espressa in mm, come nell’esempio riportato di
seguito.
1- Becchi per
misure
interne
2- Becchi per
misure
esterne
3- Corsoio
4- Scala
del
nonio
5- Pulsante per
il blocco
6- Asta fissa
7- Asta misure
di
profondità
3
Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali
Fondamenti di Sperimentazione Aerospaziale
Corso Prof. Ricci
31 Marzo 2015
54 , 60 mm
La tacca dello 0 permette di individuare la cifre intere (nell’esempio in figura 54
mm) poi si individuano le cifre decimali andando a vedere quali tacche del nonio
coincidono con quelle riportate sull’asta fissa (in figura coincide la tacca del 6
quindi la misura è 54,60 mm)
(un simpatico programmino:
http://www.galileo.fr.it/marc/varie/calibro_ventesimale/calibro_ventesimale.htm)
Partitore di tensione
Il partitore di tensione consente di far cadere una parte della tensione V di un
circuito tramite l’inserimento di una resistenza in serie. Può essere impiegato
quando occorre eseguire delle misure di tensione, che superino la portata del
voltmetro, o per ridurre la tensione di alimentazione di un circuito per alimentare
particolari integrati. Lo schema del partitore di tensione è visibile nella seguente
figura.
IV
RP1
VP1
Vin
+
RP2
VP2
V
Figura 1 partitore di tensione
4
RC
Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali
Fondamenti di Sperimentazione Aerospaziale
Corso Prof. Ricci
31 Marzo 2015
Si verifichi la correttezza della seguente relazione:
VP 2 = K P ⋅ VIN , con K P =
RP 2
R
= n P2 .
RP1 + RP 2
∑ Rj
j =1
Parte B) Attività di laboratorio
1) Misura di resistenza
Verificare tramite multimetro il valore delle 10 resistenze che si hanno a
disposizione (per completezza provata a verificare il valore nominale tramite il
codice dei colori). Calcolare il valor medio e la deviazione standard all’interno del
campione disponibile. Si ricordano le seguenti formule:
N
x=
media:
i
i =1
N
N
1
2
σ 2 = ∑ (x i − x )
N i =1
varianza:
Resistenza
R1
R2
R3
R4
R5
∑x
Ω
Resistenza
R6
R7
R8
R9
R10
Valore medio
Deviazione
standard
5
Ω
Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali
Fondamenti di Sperimentazione Aerospaziale
Corso Prof. Ricci
31 Marzo 2015
2) Costruzione del partitore di tensione
Impiegando una basetta bread-board
tensione come in figura.
si realizzi un circuito di partizione di
1. Verifica delle resistenze poste sul banco tramite multimetro
2. Assemblare il partitore di tensione in modo da misurare 1/3 della tensione
di alimentazione del circuito ai capi della resistenza verde (il colore è
identificativo della resistenza sul disegno posto di seguito, non delle
resistenze che avete sul banco!).
ROSSO
VERDE
3. Impostare il generatore di tensione in modo da avere una tensione di
alimentazione di 5 V (verificandola prima con il multimetro).
4. Verificare il funzionamento del partitore di tensione.
5. Misurare la corrente IV di Figura 1.
6. Inserire nel circuito un ipotetico carico, rappresentato dalla resistenza Rc
di Figura 1. Provate prima con una resistenza da 10 Ω e successivamente
con una da 100 KΩ. Inserire la resistenza in parallelo al partitore di
tensione, come rappresentato nella seguente figura.
Confrontare i risultati ottenuti con il valore calcolato risolvendo il circuito in
tutti i casi.
ROSSO
VERDE
6
Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali
Fondamenti di Sperimentazione Aerospaziale
Corso Prof. Ricci
31 Marzo 2015
3) Misure di lunghezza
Impiegando un calibro si misurino le dimensioni del blocchetto metallico di cui si
dispone.
Ciascun componente del gruppo effettui autonomamente 3 volte l’operazione di
posizionamento dello strumento e di lettura di altezza, larghezza e lunghezza
valutando inoltre media (µi) e deviazione standard (σi) delle sue misure. Si
confrontino i dati ottenuti da ciascuno studente del gruppo calcolando media (µ)
e deviazione standard (σ) di tutte le misure medie ottenute da ciascuno studente.
Provate infine a calcolare la seguente misura:
S=
σi
N
dove N è il numero di misure effettuate dall’individuo i e confrontate i valori
σi, σ ed S.
4) Misure di peso
Disponete di una serie di viti. Provate a valutarne il peso medio nelle due
seguenti modalità:
1. pesate una vite alla volta e quindi calcolate il peso medio delle viti a
disposizione
2. pesate tutte le viti e ricavate il peso medio dividendo il peso totale per il
numero di viti
Cambia il peso delle vite? Come influenza la risoluzione della bilancia questo
risultato?
7
