AS_8

test&measurement

approfondimenti

Ottobre 2015

Automazione e Strumentazione

delle forme d’onda nel lungo

periodo.

In forma complementare gli

analizzatori di spettro

sono

strumenti usati per la visua-

lizzazione grafica di segnali

elettrici variabili nel dominio

delle frequenze. L’analisi nel

dominio delle frequenze con-

sente di visualizzare ogni sin-

gola componente del segnale

piuttosto che la loro somma,

come avviene nel dominio

del tempo. La tipologia più

diffusa è quella ad eterodina

adatta per misure su segnali in

radiofrequenza e microonde,

il cui principio di funziona-

mento è analogo a quello di

un radio-ricevitore. Gli stru-

menti di ultima generazione hanno compiuto un

passo avanti per garantire la stabilità di frequenza

aggiungendo un segnale pilota ad aggancio di

fase (PLL, Phase Locked Loop). Per l’analisi di

fenomeni a basse frequenze, fino a circa 1 MHz,

si impiegano invece gli analizzatori FFT (Fast

Fourier Transform), che sono in grado di effet-

tuare misure anche su segnali non ripetitivi.

Calibratori e multimetri

I calibratori di processo sono apparati utilizzati

per le operazioni di calibrazione, simulazione,

verifica e regolazione nelle istallazioni e nella

strumentazione. I calibratori trattano differenti

grandezze che devono essere attribuite a segnali

di misura normalizzati: mA, mV, V, Ohm, Hz

(frequenza e impulsi), °C o ºF. Questi strumenti

possiedono inoltre funzioni di generazione, livel-

lazione, linearizzazione o gradazione dei segnali.

Il loro uso principale sta nella

verifica del parco

strumenti aziendale

al fine di controllare la qua-

lità della misura. I calibratori ad alta precisione

sono un supporto fondamentale nei controlli di

qualità, dal momento che consentono la produ-

zione di certificati di calibrazione secondo le nor-

mative ISO o SIT (Servizio Italiano di Taratura).

La calibrazione industriale può essere accompa-

gnata da particolari adattamenti e compensazioni.

Secondo le differenti esigenze, esistono cali-

bratori multifunzione (che consentono la lettura

simultanea di più valori) o per singola grandezza

(pressione, temperatura, portata, suono, vibra-

zioni ecc.). O ancora i calibratori ad alte presta-

zioni, ideali per la misurazione, la simulazione e

la generazione di valori elettrici (tensione, cor-

rente, resistenza, impulsi, frequenza) e di tempe-

ratura.

Nei sistemi elettrici più complessi si usano invece

multimetri

per testare una gamma di parame-

tri molto ampia, ad esempio il vero valore effi-

cace (RMS, Root Mean Square) della tensione, i

segnali di livello variabile, la corrente (compresi

i valori dello stato di regime costante e delle cor-

renti di spunto dell’avviamento dei motori o di

altri dispositivi), i segnali di basso livello nelle

reti, i parametri di frequenza, temperatura, velo-

cità di rotazione e altro ancora.

Nelle operazioni di

taratura

è indispensabile

l’impiego di multimetri a elevate prestazioni in

combinazione con

strumenti campione

. La ten-

denza a inglobare prestazioni crescenti e funzioni

opzionali (totalizzazione, conteggio, generazione

di forme d’onda o di frequenza) rende questi

dispositivi molto diffusi.

Esistono inoltre strumenti di test che consentono

di individuare le intermittenze elettriche più facil-

mente come i complessi analizzatori di segnali,

gli oscilloscopi a memoria digitale (DSO, Digital

Storage Oscilloscope) e le

pinze amperometri-

che

. Queste ultime sono strumenti di misura per

la quantificazione indiretta di correnti AC e DC

su macchine, installazioni e impianti che non pos-

sono essere messe fuori servizio. La misurazione

indiretta realizzata con le pinze amperometriche

rileva l’effetto magnetico del conduttore di elet-

tricità senza scollegare il circuito di misura. I

modelli portatili sono dotati di alimentazione pro-

pria e vengono solitamente utilizzati per misurare

correnti di grande intensità.

Oscilloscopi

Il costo e le caratteristiche costruttive degli oscil-

loscopi dipendono da parametri come la frequen-

za massima dei segnali visualizzabili e la risolu-

zione temporale, ovvero la più rapida variazione

rilevabile, dipendente dalla banda passante dello

strumento. Si spazia dalle decine di Megahertz ai

costosi modelli digitali da diversi Gigahertz im-

piegati nella progettazione elettronica. La moda-

lità costruttiva con tubo a raggi catodici (i classi-

ci oscilloscopi ai fosfori verdi) è rimasta invaria-

ta per decenni fino all’avvento – nella metà de-

Figura 2 - Analizzatori di

rete (HT Instruments)

Figura 3 - Multimetro digitale

(Fluke)

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