Implementazione ed ottimizzazione di banchi di taratura statica e dinamica

The main objective of the following thesis is to summarize the work done during the internship period carried out at the Mechanical and Thermal Measurements Laboratory of the Industrial Engineering and Mathematical Sciences Department of the Polytechnic University of Marche. During this work experience, the purpose was to optimize the measuring benches for static and dynamic calibration, used for didactic purposes for Mechanical and Thermal Measurements course, with the main intention to automate them. Every bench must be equipped with all the components necessary for its operation, arranged to make it efficient also regarding space and portability. Hence, a study was conducted to make the engineering aspect of the benches more efficient and to practically create them. In addition to this, new components were chosen and purchased to replace some dated and malfunctioning parts and to ensure the independence of the bench. The new components were chosen taking into account not only a better quality but also the economic point of view. When possible, the priority was to use components already present in the laboratory. For each bench, an “instruction manual” has been created, containing the theoretical aspects related to calibration, all the technical specifications of the bench (components with their functional characteristics), the assembly methods and a practical guide in order to perform a calibration process. Finally, series of measurement tests were carried out for each measuring bench. The data obtained were analyzed with LabVIEW and Microsoft Excel, in order to record, to process and to compare the results, also with the help of appropriate graphics. For static calibration instruments, the main objective was to determine the calibration line while, for first order dynamic calibration instruments, determining the instrument's time constant τ.

L’obiettivo principale del presente elaborato di tesi è quello di riassumere il lavoro svolto durante il periodo di tirocinio effettuato presso il Laboratorio di Misure Meccaniche e Termiche del Dipartimento di Ingegneria Industriale e Scienze Matematiche dell’Università Politecnica delle Marche. Durante questa esperienza lavorativa, l’obiettivo è stato quello di ottimizzare i banchi di misura per la taratura statica e dinamica, utilizzati a scopo didattico per i corsi di Misure Meccaniche e Termiche, con l’intento principale di renderli completamente autonomi. Ogni banco deve essere dotato di tutti i componenti necessari per il suo funzionamento, disposti in modo da renderlo efficiente anche dal punto di vista dello spazio occupato e della trasportabilità. Si è quindi svolto uno studio approfondito relativo all’ottimizzazione dell’aspetto ingegneristico dei banchi e alla loro realizzazione pratica. Oltre all’ottimizzazione ingegneristica, sono stati scelti e acquistati nuovi componenti, sia per sostituire alcune parti datate e mal funzionanti ma, soprattutto, per garantire la completa indipendenza del banco. La scelta dei nuovi componenti è stata fatta tenendo in considerazione non solo la loro miglior qualità ma anche il loro aspetto economico. Quando possibile, la priorità è stata l’utilizzo di componenti già presenti in laboratorio. Per ogni banco di misura, è stato realizzato un “manuale di istruzioni” nel quale sono riportati gli aspetti teorici legati alla taratura, tutte le specifiche tecniche del banco (componenti con le relative caratteristiche funzionali), le modalità di montaggio e una guida pratica su quali sono i passi da dover effettuare per poter eseguire un processo di taratura. Infine, sono state effettuate una serie di prove di misurazioni per ciascun banco di misura. I dati ottenuti sono stati analizzati tramite LabVIEW e Microsoft Excel, necessari per registrare, processare e confrontare i risultati ottenuti, anche mediante l’ausilio della creazione di opportuni grafici. Per gli strumenti di taratura statica, l’obiettivo principale è stato quello di determinare la retta di taratura mentre, per gli strumenti di taratura dinamica del primo ordine, quello di determinare la costante di tempo τ dello strumento.