01-Lezione PON CORSO BAITAH Dott. SUMA

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01-Lezione PON CORSO BAITAH Dott. SUMA

  1. 1. BAITAH A6: I PARAMETRI DEGLI AMBIENTI DOMESTICI Dario D’Ambruoso: dario.dambruso@amtservices.it Marco Suma: marco.suma@amtservices.it
  2. 2. Breve presentazione 2 Dario D’Ambruoso: dario.dambruso@amtservices.it Marco Suma: marco.suma@amtservices.it       Nata nel 1997; Soluzioni di Connettività Internet; Soluzioni per il Web; Soluzioni per la Domotica; Soluzioni per il controllo qualità; Visione Artificiale ed Elaborazione di Immagini;
  3. 3. Cosa vedremo 3   Introduzione; Vivere in Casa:      Realizzare/Adattare una casa; Soluzioni per la camera da letto; Soluzioni per la cucina; Soluzioni per il bagno; Il luogo di lavoro:     Superamento delle barriere verticali; Accessibilità; Visitabilità; Adattabilità;   Controllare l’ambiente; Sensori domestici:  Introduzione;  Rilevatore di allagamento; Rilevatore ottico di fumo; Rilevatore di umidità; Rilevatore di luce; Rilevatore di rumore; Rilevatore di gas con lampada di emergenza; Rilevatore caduta; Rilevatore di movimento.       
  4. 4. Cosa vedremo 4  I segnali:           Introduzione; Classificazione; I segnali analogici; I segnali Digitali; I segnali Periodici; I segnali Aperiodici; La conversione A/D; Gli strumenti digitali; La caratterizzazione matematica dei segnali; Esercitazione;
  5. 5. Introduzione 5     Indagini sulla salute e al ricorso ai servizi sanitari, dimostrano che in Italia le persone con disabilità sono 2 milioni 800 mila, pari a circa il 5% della popolazione che vive in famiglia di età superiore ai 6 anni; In Italia gli anziani sono circa il 19% della popolazione e le stime li prevedono al 25% tra neppure un decennio; Si consideri che circa l’80% vive in alloggi inadeguati, non accessibili alla persona che li dovrebbe utilizzare; Tale preoccupante dato porta come conseguenza una restrizione delle attività sociali dell’individuo;
  6. 6. Introduzione 6 Questi argomenti non coinvolgono solo persone in situazione di grave disabilità, ma anche persone che per cause diverse corrono il rischio di veder decrescere il proprio livello di autonomia in una situazione di “incongruità ambientale”.
  7. 7. 7 Vivere in casa
  8. 8. Vivere in casa 8 La CASA è probabilmente il luogo più importante nella vita di una persona ed è il luogo che maggiormente rispecchia la nostra personalità. Quando l’autonomia personale è ridotta, il desiderio principale è quello di poter rimanere il più a lungo possibile nella propria casa.
  9. 9. Vivere in casa: Realizzare-Adattare una Casa 1/7 9 Cosa NON si deve assolutamente nell’adattamento/realizzazione di una casa? dimenticare La casa deve essere adeguata alle caratteristiche, alle capacità e alle esigenze di chi la abita, senza per questo renderla un luogo inospitale o asettico come un ospedale.
  10. 10. Vivere in casa: Realizzare-Adattare una Casa 10 Gli interventi strutturali da effettuare possono essere molti:  Abbattimento di barriere     architettoniche; Interventi di partitura degli spazi; Ponderare al meglio gli acuisti arredi e attrezzature domestiche; Realizzate impianti che consentano un facile controllo ambientale; Qualora necessario considerare ausili, e molto altro.
  11. 11. Vivere in casa: Realizzare-Adattare una Casa 11 Cosa fare quando serve un ausilio? Il primo passo da fare è CONTATTARE LA PROPRIA ASL: Il medico di base attiva lo specialista competente (Fisiatra, Neuropsichiatra Infantile, Geriatra, ecc...), il quale ha il compito di valutare la disabilità ed elaborare insieme all’équipe riabilitativa, alla persona disabile e alla famiglia, il progetto all’interno del quale si inserisce l’ausilio.
  12. 12. Vivere in casa: Realizzare-Adattare una Casa 12 È ora che si valuta l’ausilio utile? Sì! Valutata la disabilità ci sono le condizioni per INDIVIDUARE L’AUSILIO. Il medico specialista e l’équipe riabilitativa, individuano l’ausilio più adeguato: ad esempio, per un persona che non deambula può essere consigliata una carrozzina particolare, quella più idonea per le esigenze della persona; per chi invece richiede un’intensa assistenza nei trasferimenti può essere individuato un sistema di sollevamento ad hoc, ecc.
  13. 13. Vivere in casa: Realizzare-Adattare una Casa 13 Dopo l’individuazione dell’ausilio cosa succede? Una volta individuato l’ausilio, il medico specialista della ASL ne fa la PRESCRIZIONE, cioè attiva il percorso che consentirà la fornitura dell’ausilio a carico (totale o parziale) del SSN. La prassi di ACQUISIZIONE dell’ausilio sarà seguita dal Servizio Protesi e Ausili della ASL che autorizza la prescrizione e provvede a pagare direttamente il fornitore.
  14. 14. Vivere in casa: Realizzare-Adattare una Casa 14 Il Nomenclatore Tariffario copre per intero le spese degli ausili? Dipende dal costo dell’ausilio indicato. Ad ogni codice del Nomenclatore corrisponde una tipologia di ausili ed una cifra massima che può essere erogata dal SSN.
  15. 15. Vivere in casa: Realizzare-Adattare una Casa 15 Mentre il Nomenclatore Tariffario prevede una serie di ausili legati alla persona, altre leggi puntano ad adattare la casa alle esigenze della persona... La filosofia di quanto detto sin qui è proprio questa, ma l’obiettivo finale di autonomia e qualità della vita in sostanza non cambia; anzi, agendo parallelamente, i tre percorsi possono colmare i reciproci “vuoti”.
  16. 16. Vivere in casa: Realizzare-Adattare una Casa 16 Riassumendo: Se una persona disabile dispone dei requisiti necessari per “accedere” ad eventuali aiuti, destreggiarsi tra leggi nazionali e regionali potrebbe essere tutto piuttosto complicato! Per questo destreggiarsi! è importante pere come
  17. 17. Vivere in casa: La camera da letto 17 È un ambiente che spesso necessita di poche modifiche strutturali, però nel caso di abitanti con disabilità più o meno gravi, diventa l’ambiente della casa più vissuto, per cui è fondamentale prestare attenzione alla disposizione e alla tipologia degli arredi. Cominciamo dall’elemento principale, il letto. Ovviamente richiede attente valutazioni: deve essere comodo e adatto alle esigenze dell’utilizzatore e degli eventuali assistenti.
  18. 18. Vivere in casa: La camera da letto 18 Se una persona richiede una totale assistenza nelle procedure igieniche, nella vestizione/ svestizione, nei trasferimenti e nei cambi posturali. Assistere una persona allettata a 50cm oppure a 80-90cm solo una componente del confort ambientale che si riallaccia al significato più ampio di ergonomia.
  19. 19. Vivere in casa: La camera da letto 19 Che dire sui comodini? Diciamo che ci sono delle caratteristiche che facilitano la fruibilità di questo arredo: si consigliano elementi posizionati su rotelle, quindi facilmente movimentabili al bisogno, oppure comodini a letto trasformandosi anche in tavolino. È consigliabile opportuno avere il piano superiore del comodino circa 20 cm più alto del materasso.
  20. 20. Vivere in casa: La camera da letto 20 Che dire sull’armadio? Possiamo distinguere 3 tipologie di soluzioni, dalla più alla meno accessibile:  La cabina armadio: se opportunamente personalizzata a seconda delle necessità è la soluzione più accessibile perché tutto è a vista e raggiungibile;  L’armadio con ante scorrevoli;  L’armadio con ante a battente.
  21. 21. Vivere in casa: La cucina 21 Essere sicura e bella, questo è possibile combinando prodotti del mercato seriale con accorgimenti personalizzati. Come per gli altri ambienti, in fase di progettazione è importante eventualmente individuare le capacità residue della persona ed eventuali punti critici legati all’attività che vorrà svolgere in cucina . Come in tutte le stanze della casa, bisogna prevedere adeguati spazi di circolazione e di manovra, senza strettoie o altri ostacoli, inoltre è indispensabile realizzare un’organizzazione degli spazi tale da limitare al massimo gli spostamenti.
  22. 22. Vivere in casa: La cucina 22 Occorre distribuire accuratamente i vari elementi del piano di lavoro ed organizzare la collocazione degli elettrodomestici. Il piano di lavoro: deve garantire un adeguato accostamento anche alla persona seduta od in carrozzina, per cui deve lasciare lo spazio per l’inserimento delle gambe.
  23. 23. Vivere in casa: La cucina 23 Il piano di cottura deve facilitare il compito nello spostamento dei pesi verso il lavello o il piano di lavoro. Ogni ripiano del frigo deve essere accessibile, quindi per persone in carrozzina sono da evitare i modelli molto alti. È consigliabile un forno separato dal piano cottura, se incassato all’altezza del piano di lavoro diviene fruibile per tutti.
  24. 24. Vivere in casa: La cucina 24 Per quanto riguarda la lavastoviglie da prevedere a fianco del lavello (per facilitare la movimentazione dei pesi tra i due elementi) facendo attenzione che non ostacoli gli spostamenti della persona tra il lavello, il piano di lavoro ed il piano cottura.
  25. 25. Vivere in casa: Il bagno 25 Spesso le dimensioni di questa stanza sono limitate e possono rendere difficoltosi gli spostamenti, le manovre e le procedure igieniche. Non esiste un bagno accessibile per tutte le persone soprattutto anziani o disabili, come non esistono i sanitari per “disabili standard”, è sempre necessario tenere in massima considerazione le capacità della persona, le sue esigenze, l’intervento dei care giver e, possibilmente, non dimenticarsi dell’aspetto estetico.
  26. 26. Vivere in casa: Il bagno 26 La collocazione del lavabo è da valutare insieme alla disposizione degli strumenti sanitari. La rubinetteria deve prevedere una leva oppure una fotocellula. Leve troppo lunghe sono sconsigliabili tranne che in rari casi, in quanto non danno vantaggi sensibili rispetto a leve di dimensione ridotte. Lo specchio va collocato più in basso possibile a partire dal bordo del lavabo, per avere una visione idonea sia da in piedi che da seduti.
  27. 27. Vivere in casa: Il bagno 27 Il wc deve essere collocato a centro parete in modo da essere facilmente avvicinabile da entrambi i lati. Si preferisce un wc sospeso, in modo da poterne regolare l’altezza in funzione dell’utilizzatore. La doccia, lo strumento più utilizzato per l’igiene del corpo qualora non vi sia la necessità di utilizzare una vasca.
  28. 28. Vivere in casa: Il bagno 28 Per quanto riguarda lo stazionamento nella doccia Il seggiolino ribaltabile che vediamo quasi sempre nei bagni pubblici per disabili non è quasi mai la soluzione ideale, poiché si suppone che il soggetto abbia un perfetto controllo del tronco perché in generale non ci sono braccioli laterali, ed in alcuni casi nemmeno lo schienale. Per questo è consigliabile una sedia doccia.
  29. 29. 29 Il luogo di lavoro
  30. 30. Il luogo di lavoro 30 I luoghi di lavoro eccellenti non sono solo frutto delle relazioni quotidiane vissute dai dipendenti e i manager, ma anche e soprattutto quello che concerne l’ambiente quindi lo spazio costruito. Per le persone “diversamente abili” l’entrata nel mondo del lavoro, oltre ad essere uno strumento di acquisizione di un più alto grado di autonomia, assume un rilievo particolare perché costituisce un cruciale fattore di integrazione nell’economia e nella società in generale e l’effetto di una compiuta integrazione.
  31. 31. Il luogo di lavoro: Barriere Verticali 31 Il superamento delle BARRIERE VERTICALI per accedere alle una tematica ricorrente per le persone con e non solo, molti edifici per esempio, in particolare quelli datati, presentano dei gradini per raggiungere la porta d’ingresso. Tali problematiche si ritrovano spesso anche all’interno delle stesse abitazioni. Esistono varie possibilità per superare le barriere verticali, soluzioni tecnologiche e non:  Rampa fissa o mobile;  Montascale;  Ascensori/elevatori;  Scala-elevatrice.
  32. 32. Il luogo di lavoro: Barriere Verticali 32 Non si può stilare una classifica, ogni strumento presenta dei pro e dei contro che grossolanamente si può tentare .
  33. 33. Il luogo di lavoro 33 In relazione alle finalità delle presenti norme si considerano tre livelli di qualità dello spazio costruito: 1. Accessibilità; 2. Visitabilità; 3. Adattabilità.
  34. 34. Il luogo di lavoro 34 1. Accessibilità: esprime il più alto livello in quanto ne consente la totale fruizione nell’immediato; 2. Visitabilità: rappresenta un livello di accessibilità limitato ad una parte più o meno estesa dell’edificio o delle unità immobiliari, che consente comunque ogni tipo di relazione fondamentale anche alla persona con ridotta o impedita capacità motoria o sensoriale; 3. Adattabilità: rappresenta un livello ridotto di qualità, potenzialmente suscettibile, per originaria previsione progettuale, di trasformazione in livello di accessibilità; l’adattabilità è, pertanto, un’accessibilità differita.
  35. 35. Il luogo di lavoro: Accessibilità 35 ambientale devono essere facilmente manovrabili, di tipo e luce netta tali da consentire un agevole transito anche da parte di persona su sedia a ruote; il vano della porta e gli spazi antistanti e retrostanti devono essere complanari. Occorre dimensionare adeguatamente gli spazi antistanti e retrostanti, con riferimento alle manovre da effettuare con la sedia a ruote, anche in rapporto al tipo di apertura. Sono immobiliare, ovvero negli interventi di ristrutturazione, purché questi siano contenuti e tali comunque da non ostacolare il transito di una persona su sedia a ruote.
  36. 36. Il luogo di lavoro: Accessibilità 36 Per dimensioni, posizionamento e manovrabilità la porta deve essere tale da consentire una agevole apertura della/e ante da entrambi i lati di utilizzo; sono consigliabili porte scorrevoli o con anta a libro, mentre devono essere evitate le porte girevoli, a ritorno automatico non ritardato e quelle vetrate se non fornite di accorgimenti per la sicurezza. Le porte vetrate devono essere facilmente individuabili mediante l'apposizione di opportuni segnali.
  37. 37. Il luogo di lavoro: Accessibilità 37 I pavimenti devono essere di norma orizzontali e complanari tra loro e, nelle parti comuni e di uso pubblico, non sdrucciolevoli. Eventuali differenze di livello devono essere contenute ovvero superate tramite rampe con pendenza adeguata in modo da non costituire ostacolo al transito di una persona su sedia a ruote. Nel primo caso si deve segnalare il dislivello con variazioni cromatiche; lo spigolo di eventuali soglie deve essere arrotondato.
  38. 38. Il luogo di lavoro: Accessibilità 38 Nelle parti comuni dell'edificio, si deve provvedere ad una chiara individuazione dei percorsi, eventualmente mediante una adeguata differenziazione nel materiale e nel colore delle pavimentazioni. I grigliati utilizzati nei calpestii devono avere maglie con vuoti tali da non costituire ostacolo o pericolo rispetto a ruote, bastoni di sostegno, ecc.; gli zerbini devono essere incassati e le guide solidamente ancorate.
  39. 39. Il luogo di lavoro: Accessibilità 39 Le porte, le finestre e le porte-finestre devono essere facilmente utilizzabili motorie o sensoriali. I meccanismi di apertura e chiusura devono essere facilmente manovrabili e percepibili e le parti mobili devono poter essere usate esercitando una lieve pressione. Ove possibile si deve dare preferenza a finestre e parapetti che consentono la visuale anche alla persona seduta. Si devono comunque garantire i requisiti di sicurezza e protezione dalle cadute verso l'esterno.
  40. 40. Il luogo di lavoro: Accessibilità 40 ambientale deve essere tale da consentire il transito della persona su sedia a ruote e l'agevole utilizzabilità di tutte le attrezzature in essa contenute. Dev'essere data preferenza ad arredi non taglienti e privi di spigoli vivi. Le cassette per la posta devono essere ubicate ad una altezza tale da permetterne un uso agevole anche a persona su sedia a ruote. Per assicurare l'accessibilità gli arredi fissi non devono costituire ostacolo o impedimento per lo svolgimento di attività motorie.
  41. 41. Il luogo di lavoro: Accessibilità 41 In particolare:  I banconi e i piani di appoggio utilizzati per le normali operazioni del pubblico devono essere predisposti in modo che almeno una parte di essi sia utilizzabile da persona su sedia a ruote, permettendole di espletare tutti i servizi;  Nel caso di adozione di bussole, percorsi obbligati, cancelletti a spinta ecc., occorre che questi siano dimensionati e manovrabili in modo da garantire il passaggio di una sedia a ruote;  Eventuali sistemi di apertura e chiusura, se automatici, devono essere temporizzati in modo da permettere un agevole passaggio anche a disabili su sedia a ruote;  Ove necessario deve essere predisposto un idoneo spazio d'attesa con posti a sedere.
  42. 42. Il luogo di lavoro: Accessibilità 42 Gli apparecchi elettrici, i quadri generali, le valvole e i rubinetti di arresto delle varie utenze, i regolatori degli impianti di riscaldamento e condizionamento, nonché i campanelli, pulsanti di comando e i citofoni, devono essere, per tipo e posizione planimetrica ed altimetrica, tali da permettere un uso agevole anche da parte della persona su sedia a ruote; devono, inoltre, essere facilmente individuabili anche in condizioni di scarsa visibilità ed essere protetti dal danneggiamento per urto.
  43. 43. Il luogo di lavoro: Accessibilità 43 Nei servizi igienici devono essere garantite, con opportuni accorgimenti spaziali, le manovre di una sedia a ruote necessarie per l'utilizzazione degli apparecchi sanitari.
  44. 44. Il luogo di lavoro: Accessibilità 44 Deve essere garantito in particolare:  Lo spazio necessario per l'accostamento laterale della sedia a ruote alla tazza e, ove presenti, al bidet, alla doccia, alla vasca da bagno, al lavatoio, alla lavatrice;  Lo spazio necessario per l'accostamento frontale della sedia a ruote al lavabo, che deve essere del tipo a mensola;  La dotazione di opportuni corrimano e di un campanello di emergenza in prossimità della tazza e della vasca;  Si deve dare preferenza a rubinetti con manovra a leva e, ove prevista, con erogazione dell'acqua calda regolabile mediante miscelatori termostatici, e a porte scorrevoli o che aprono verso l'esterno.
  45. 45. Il luogo di lavoro: Accessibilità 45 Nelle cucine gli apparecchi, e quindi i relativi punti di erogazione, devono essere preferibilmente disposti sulla stessa parete o su pareti contigue. Al di sotto dei principali apparecchi e del piano di lavoro va previsto un vano vuoto per consentire un agevole accostamento anche da parte della persona su sedia a ruote.
  46. 46. Il luogo di lavoro: Accessibilità 46 La soglia interposta tra balcone o terrazza e ambiente interno non deve presentare un dislivello tale da costituire ostacolo al transito vietato l'uso di porte-finestre con traversa orizzontale a pavimento di altezza tale da costituire ostacolo al moto della sedia a ruote. Almeno una porzione di balcone o terrazza, prossima alla porta-finestra, deve avere una profondità tale da consentire la manovra di rotazione della sedia a ruote. Ove possibile si deve dare preferenza a parapetti che consentano la visuale anche alla persona seduta, garantendo contemporaneamente i requisiti di sicurezza e protezione dalle cadute verso l'esterno.
  47. 47. Il luogo di lavoro: Accessibilità 47 Corridoi e passaggi devono presentare andamento quanto più possibile continuo e con variazioni di direzione ben evidenziate. I corridoi non devono presentare variazioni di livello; in caso contrario queste devono essere superate mediante rampe. ambientali da esso servite e in punti non eccessivamente distanti tra loro essere tale da consentire l'inversione di direzione ad una persona su sedia a ruote.
  48. 48. Il luogo di lavoro: Accessibilità 48 Il corridoio comune posto in corrispondenza di un percorso verticale (quale scala, rampa, ascensore, servoscala, piattaforma elevatrice) deve prevedere una piattaforma di distribuzione come vano di ingresso o piano di arrivo dei collegamenti verticali, dalla quale sia possibile accedere ai vari ambienti, esclusi i locali tecnici, solo tramite percorsi orizzontali.
  49. 49. Il luogo di lavoro: Accessibilità 49 necessario mediare ogni variazione del loro andamento per mezzo di ripiani di adeguate dimensioni. Per ogni rampa di scale i gradini devono avere la stessa alzata e pedata. Le rampe devono contenere possibilmente lo stesso numero di gradini, caratterizzati da un corretto rapporto tra alzata e pedata.
  50. 50. Il luogo di lavoro: Accessibilità 50 Le porte con apertura verso la scala devono avere uno spazio antistante di adeguata profondità. I gradini delle scale devono avere una pedata antisdrucciolevole a pianta preferibilmente rettangolare e con un profilo preferibilmente continuo a spigoli arrotondati. Le scale devono essere dotate di parapetto atto a costituire difesa verso il vuoto e di corrimano. I corrimano devono essere di facile prendibilità e realizzati con materiale resistente e non tagliente.
  51. 51. Il luogo di lavoro: Accessibilità 51 Le scale comuni e quelle degli edifici aperti al pubblico devono avere i seguenti ulteriori requisiti:  La larghezza delle rampe e dei pianerottoli deve permettere il passaggio contemporaneo di due persone ed il passaggio orizzontale di una barella con una inclinazione massima del 15% lungo l'asse longitudinale;  La lunghezza delle rampe deve essere contenuta; in caso contrario si deve interporre un ripiano in grado di arrestare la caduta di un corpo umano;  Il corrimano deve essere installato su entrambi i lati;  In caso di utenza prevalente di bambini si deve prevedere un secondo corrimano ad altezza proporzionata.
  52. 52. Il luogo di lavoro: Accessibilità 52 di una persona su sedia a ruote di superarla e di percorrerla senza affaticamento anche in relazione alla lunghezza della stessa. Si devono interporre ripiani orizzontali di riposo per rampe particolarmente lunghe. Valgono in generale per le rampe accorgimenti analoghi a quelli definiti per le scale.
  53. 53. Il luogo di lavoro: Accessibilità 53 L'ascensore deve avere una cabina di dimensioni minime tali da permettere l'uso da parte di una persona su sedia a ruote. Le porte di cabina e di piano devono essere del tipo automatico e di dimensioni tali da permettere l'accesso alla sedia a ruote.
  54. 54. Il luogo di lavoro: Accessibilità 54 Il sistema di apertura delle porte deve essere dotato di idoneo meccanismo (come cellula fotoelettrica, costole mobili) per l'arresto e l'inversione della chiusura in caso di ostruzione del vano porta. I tempi di apertura e chiusura delle porte devono assicurare un agevole e comodo accesso alla persona su sedia a ruote. Lo stazionamento della cabina ai piani di fermata deve avvenire con porte chiuse. La bottoniera di comando interna ed esterna deve avere il comando più alto ad un'altezza adeguata alla persona su sedia a ruote ed essere idonea ad un uso agevole da parte dei non vedenti.
  55. 55. Il luogo di lavoro: Accessibilità 55 Nell'interno della cabina devono essere posti un citofono, un campanello d'allarme, un segnale luminoso che confermi l'avvenuta ricezione all'esterno della chiamata di allarme, una luce di emergenza. Il ripiano di fermata, anteriormente alla porta della cabina deve avere una profondità tale da contenere una sedia a ruote e consentirne le manovre necessarie all'accesso.
  56. 56. Il luogo di lavoro: Accessibilità 56 Deve essere garantito un arresto ai piani che renda complanare il pavimento della cabina con quello del pianerottolo. Deve essere prevista la segnalazione sonora dell'arrivo al piano e un dispositivo luminoso per segnalare ogni eventuale stato di allarme.
  57. 57. Il luogo di lavoro: Accessibilità 57 immobiliari e negli spazi esterni accessibili devono essere installati, in posizioni tali da essere agevolmente visibili, cartelli di indicazione che facilitino l'orientamento e la fruizione degli spazi costruiti e che forniscano una motorie. Negli edifici sedi di aziende o imprese soggette al collocamento obbligatorio, il requisito dell'accessibilità si considera soddisfatto se sono accessibili tutti i settori produttivi, gli uffici amministrativi e almeno un servizio igienico per ogni nucleo di servizi igienici previsto. Deve essere sempre garantita la fruibilità delle mense, degli spogliatoi, dei luoghi ricreativi e di tutti i servizi di pertinenza.
  58. 58. Il luogo di lavoro: Visitabilità 58 immobiliari, deve essere consentito l'accesso, da parte di persona su sedia a ruote, alla zona di soggiorno o di pranzo, ad un servizio igienico e ai relativi percorsi di collegamento.
  59. 59. Il luogo di lavoro: Visitabilità 59 Nelle sale e nei luoghi per riunioni e spettacoli, almeno una zona deve essere agevolmente raggiungibile motoria, mediante un percorso continuo in piano o raccordato con rampe, ovvero mediante ascensore o altri mezzi di sollevamento. Qualora le attività siano soggette alla vigente normativa antincendio, detta zona deve essere prevista in posizione tale che, nel caso di emergenza, possa essere agevolmente raggiunta una via di esodo accessibile o un <<luogo sicuro statico>>.
  60. 60. Il luogo di lavoro: Visitabilità 60 In particolare, la sala riunioni, spettacoli e ristorazione deve inoltre:  Essere motoria, in numero pari ad almeno due posti per ogni quattrocento o frazione di quattrocento posti, con un minimo di due;  Essere dotata, nella stessa percentuale, di spazi liberi riservati per le persone su sedia a ruote, predisposti su pavimento orizzontale, con dimensioni tali da garantire la manovra e lo stazionamento di una sedia a ruote;  Essere consentita l'accessibilità ad almeno un servizio igienico e, ove previsti, al palco, al palcoscenico ed almeno ad un camerino spogliatoio con relativo servizio igienico.
  61. 61. Il luogo di lavoro: Visitabilità 61 Ogni struttura ricettiva (alberghi, pensioni, villaggi turistici, campeggi, ecc.) deve avere motoria. Tali stanze devono avere arredi, servizi, percorsi e spazi di manovra che consentano l'uso agevole anche da parte di persone su sedia a ruote. Qualora le stanze non dispongano dei servizi igienici, deve essere accessibile sullo stesso piano, nelle vicinanze della stanza, almeno un servizio igienico. Il numero di stanze accessibili in ogni struttura ricettiva deve essere di almeno due fino a 40 o frazione di 40, aumentato di altre due ogni 40 stanze o frazione di 40 in più. opportuno prevedere un apparecchio per la segnalazione, sonora e luminosa, di allarme.
  62. 62. Il luogo di lavoro: Visitabilità 62 I luoghi per il culto devono avere almeno una zona della sala per le funzioni religiose in piano, raggiungibile mediante un percorso continuo e raccordato tramite rampe. Per assicurare la visitabilità gli arredi fissi non devono costituire ostacolo o impedimento per lo svolgimento di attività motorie.
  63. 63. Il luogo di lavoro: Adattabilità 63 Gli edifici di nuova edificazione motoria, garantendo il soddisfacimento dei requisiti previsti dalle norme relative alla accessibilità. La progettazione deve garantire l'obiettivo che precede con una particolare considerazione sia del posizionamento e dimensionamento dei servizi ed ambienti limitrofi, dei disimpegni e delle porte, sia della futura eventuale dotazione dei sistemi di sollevamento.
  64. 64. Il luogo di lavoro: Adattabilità 64 immobiliari a più possibile ipotizzare l'inserimento di un servoscala con piattaforma, deve essere previsto uno spazio idoneo per l'inserimento di una piattaforma elevatrice. Negli interventi di ristrutturazione si deve garantire il soddisfacimento di requisiti analoghi a quelli descritti per la nuova edificazione, fermo restando il rispetto della normativa vigente a tutela dei beni ambientali, artistici, archeologici, storici e culturali. L'installazione dell'ascensore all'interno del di garantire un adeguato deflusso in caso di evacuazione in situazione di emergenza.
  65. 65. Il luogo di lavoro: Specifiche 65 immobiliare deve essere di almeno 80cm. La luce netta delle altre porte deve essere di almeno 75 cm. Gli spazi antistanti e retrostanti la porta devono essere dimensionati nel rispetto dei minimi previsti negli schemi grafici di seguito riportati.
  66. 66. Il luogo di lavoro: Specifiche 66 L'altezza delle maniglie deve essere compresa tra 85 e 95cm (consigliata 90cm). Devono inoltre essere preferite soluzioni per le quali le singole ante delle porte non abbiano larghezza superiore ai 120 cm, e gli eventuali vetri siano collocati ad una altezza di almeno 40 cm dal piano del pavimento. L'anta mobile deve poter essere usata esercitando una pressione non superiore a 8 kg.
  67. 67. Il luogo di lavoro: Specifiche 67 Qualora i pavimenti presentino un dislivello, questo non deve superare i 2,5 cm. Ove siano prescritte pavimentazioni antisdrucciolevoli. Nelle finestre lo spigolo vivo della traversa inferiore dell'anta apribile deve essere opportunamente sagomato o protetto per non causare infortuni. Le ante mobili degli infissi esterni devono poter essere usate esercitando una pressione non superiore a kg 8.
  68. 68. Il luogo di lavoro: Specifiche 68 Per consentire alla persona seduta la visuale anche all'esterno, devono essere preferite soluzioni , per ragioni di sicurezza, che l'intero parapetto sia complessivamente alto almeno 100 cm e inattraversabile da una sfera di 10 cm di diametro.
  69. 69. Il luogo di lavoro: Specifiche 69 Negli edifici residenziali le cassette per la posta non devono essere collocate ad una altezza superiore ai 140cm.
  70. 70. Il luogo di lavoro: Specifiche 70 Nei luoghi aperti al pubblico, nei quali il contatto con il pubblico avviene mediante tavoli o scrivanie, deve essere previsto un adeguato spazio libero, eventualmente in ambiente separato, per poter svolgersi una ordinata attesa, nel quale inoltre possano disporsi un congruo numero di posti a sedere (preferibilmente sedie separate). La distanza libera anteriormente ad ogni tavolo deve essere di almeno 1,50 m, e lateralmente di almeno 1,20 m al fine di consentire un agevole passaggio fra i tavoli e le scrivanie.
  71. 71. Il luogo di lavoro: Specifiche 71 Quando necessario prevedere transenne guida- persone, queste devono essere di lunghezza pari a quella della coda di persone che viene considerata la media delle grandi affluenze, e di larghezza utile minima di 0,70 m.
  72. 72. Il luogo di lavoro: Specifiche 72 La transenna che separa il percorso di avvicinamento allo sportello da quello di uscita deve essere interrotta ad una distanza di 1,20m dal limite di ingombro del bancone continuo o del piano di lavoro dello sportello a parete. In ogni caso le transenne guida-persone non devono avere una lunghezza superiore a 4,00 m.
  73. 73. Il luogo di lavoro: Specifiche 73 Le transenne guida-persone devono essere rigidamente fissate al pavimento ed avere una altezza al livello del corrimano di 0,90 m. Almeno uno sportello deve avere il piano di utilizzo per il pubblico posto ad altezza pari a 0,90 m dal calpestio della zona riservata al pubblico. Nei luoghi aperti al pubblico nei quali il contatto con il pubblico avviene mediante bancone continuo, almeno una parte di questo deve avere un piano di utilizzo al pubblico posto ad un'altezza pari a 0,90m dal calpestio.
  74. 74. Il luogo di lavoro: Specifiche 74 Gli apparecchi elettrici, i quadri generali, le valvole e i rubinetti di arresto delle varie utenze, i regolatori di impianti di riscaldamento e di condizionamento, i campanelli di allarme, il citofono, devono essere posti ad una altezza compresa tra i 40 e i 140cm.
  75. 75. Il luogo di lavoro: Specifiche 75 A tal fine devono essere rispettati i seguenti minimi dimensionali:  Lo spazio necessario all'accostamento e al trasferimento laterale dalla sedia a ruote alla tazza w.c. e al bidet, ove previsto, deve essere minimo 100 cm misurati dall'asse dell'apparecchio sanitario;  Lo spazio necessario all'accostamento laterale della sedia a ruote alla vasca deve essere minimo di 140 cm lungo la vasca con profondità minima di 80 cm;  Lo spazio necessario all'accostamento frontale della sedia a ruote al lavabo deve essere minimo di 80 cm misurati dal bordo anteriore del lavabo.
  76. 76. Il luogo di lavoro: Specifiche 76 Per garantire la manovra e l'uso agevole del lavello e dell'apparecchio di cottura, questi devono essere previsti con sottostante spazio libero per un'altezza minima di cm 70 dal calpestio. Il parapetto deve avere una altezza minima di 100 cm ed essere inattraversabile da una sfera di 10cm di diametro. Per permettere il cambiamento di direzione, balconi e terrazze dovranno avere almeno uno spazio entro il quale sia inscrivibile una circonferenza di diametro 140cm.
  77. 77. Il luogo di lavoro: Specifiche 77 Le rampe di scale che costituiscono parte comune o siano di uso pubblico devono avere una larghezza minima di 1,20 m ed avere una pendenza limitata e costante per l'intero sviluppo della scala. I gradini devono essere caratterizzati da un corretto rapporto tra alzata e pedata (pedata minimo 30 cm): la somma tra il doppio dell'alzata e la pedata deve essere compresa tra 62-64 cm. In corrispondenza delle interruzioni del corrimano, questo deve essere prolungato di 30 cm oltre il primo e l'ultimo gradino.
  78. 78. 78 Controllare l’ambiente
  79. 79. Controllare l’ambiente 79 Esistono svariati dispositivi, quali telecomandi, smartphone, prese telecomandate… L’unione di queste tecnologie con i prodotti domotici presenti sul mercato allargato consentono grandi possibilità. L’obiettivo finale dell’uso di queste tecnologie è funzionale all’autonomia possibile ed alla realizzazione di abitazioni fruibili, almeno nelle loro funzioni principali, da ognuno di noi, compreso chi ha disabilità motorie, sensoriali e cognitive. Ragionando in termini di autonomia della persona, la tecnologia costituisce il passo successivo all’abbattimento delle barriere architettoniche.
  80. 80. 80 I sensori domestici
  81. 81. Sensori Domestici: Introduzione 81 I sistemi moderni possono controllare tutta l’abitazione e intervenire in caso di incendio, allagamento, fughe di gas o assenza di energia elettrica. In caso di fuga di gas o di un principio di allagamento i Sistemi sono in grado di “reagire” automaticamente inviando un messaggio via radio ad una Elettrovalvola per la chiusura istantanea dei rubinetti centralizzati. Tutti i Rivelatori dedicati alla sicurezza domestica sono attivi indipendentemente, per fornire protezione totale alla casa e alle persone che vi abitano 24 ore su 24, 365 giorni all’anno.
  82. 82. Sensori Domestici: Introduzione 82 1. Rilevatore di allagamento; 2. Rilevatore ottico di fumo; 3. Rilevatore di umidità; 4. Rilevatore di luce; 5. Rilevatore di rumore; 6. Rilevatore di gas lampada di emergenza; 7. Rilevatore caduta; 8. Rilevatore di movimento. con
  83. 83. Sensori Domestici: Allagamento 83 Il sensore di allagamento risponde alla necessità di sicurezza domestica legata a comportamenti a rischio, a causa di una cattiva manutenzione o di una dimenticanza da parte dell’utente. Il sensore allagamento è composto da due parti: la parte di trasmissione radio unita a una sonda da un cavetto di 1,5 m. La sonda controlla l’eventuale presenza di liquidi e in caso di rilevazione invia tramite l’unità radio una segnalazione al terminale. L’unità radio non viene danneggiata in quanto posizionata ad un’altezza superiore rispetto alla sonda.
  84. 84. Sensori Domestici: Fumo 84 Può rivelare la presenza di particelle di fumo da incendio. In caso di allarme invia una telefonata ai numeri programmati e contemporaneamente attiva la sirena della Centrale e la Sirena per esterni, con la specifica modulazione antincendio.
  85. 85. Sensori Domestici: Umidità 85 É possibile raggruppare i diversi principi di misura ed i relativi sensori in due categorie:  Igrometri diretti, che presentano una relazione funzionale esistente tra l’umidità e una proprietà fisica;  Igrometri indiretti, che effettuano una trasformazione termodinamica e misurano quindi l’umidità indirettamente sulla base di una relazione termodinamica;
  86. 86. Sensori Domestici: Luce 86 I sensori di luce, consentono di misurare la quantità di luce presente in una stanza. Applicazioni:  Risparmio energetico;  Ridurre lo stress degli occhi;  Rilevazione di presenza.
  87. 87. Sensori Domestici: Luce 87 Il valore di luminosità desiderato viene regolato sulla base di entrambe le sorgenti. In una mattinata nebbiosa o piovosa, l’incidenza della luce diurna è ridotta, per cui la componente di luce artificiale selezionata sarà pertanto maggiore.
  88. 88. Sensori Domestici: Luce 88 Si misura la somma della luce artificiale e della luce diurna. Per poter all’aumentare della luce diurna, spegnere la luce artificiale al momento giusto, il segnalatore di presenza deve conoscere la percentuale di luce artificiale. Tale valore viene rilevato e analizzato continuamente.
  89. 89. Sensori Domestici: Rumore 89 I sensori di rumore, consentono di misurare la quantità di rumore presente in una stanza. Applicazioni:  Adattare il volume di stereo, o TV;  Segnalare di soglie di rumore eccessivo;  Antifurto.
  90. 90. Sensori Domestici: Gas 90 Il sensore di Gas risponde alle necessità di sicurezza in tutti quei casi in cui la cattiva combustione o il funzionamento irregolare di sistemi possono causare situazioni di pericolo per l'utente. Quando la concentrazione di CO supera 40ppm, il sensore entra in allarme anticipando la concentrazione di CO dannosa per il corpo umano. Tale tempo/concentrazione d’intervento è stabilito dalla Normativa Europea EN 50291. del gas.
  91. 91. Sensori Domestici: Gas 91 Allo stesso modo i sensori di Gas metano e GPL sono utili per rilevare fughe di gas dovute a cattiva manutenzione o malfunzionamento di apparecchiature domestiche quali la caldaia. Tutti i sensori gas, in presenza di gas in concentrazione molto inferiore alla soglia di pericolosità, attivano una segnalazione acustica e luminosa e, dopo un ritardo di circa 15 secondi, oltre a inviare l’allarme al terminale possono, se adeguatamente installati, azionare un relè che chiude la valvola di erogazione del gas.
  92. 92. Sensori Domestici: Caduta 92 Si tratta di un dispositivo da applicare preferibilmente alla cintura, atto a rilevare la caduta della persona. Al suo interno incorpora due sensori che rilevano rispettivamente l’impatto con il terreno e la posizione del corpo. Il sensore di caduta si attiva quindi solo dopo aver rilevato l’impatto e la posizione orizzontale. La concomitanza di questi due eventi genera una fase di preallarme di circa 15 secondi segnalata mediante un avviso acustico, durante i quali l’utente può bloccare la procedura di segnalazione con la pressione di un apposito tasto.
  93. 93. Sensori Domestici: Caduta 93 Nel caso in cui la procedura non venga bloccata, il sensore trasmetterà via radio una richiesta di soccorso al terminale di telesoccorso che genererà una chiamata di allarme verso la Centrale Operativa. Sul dispositivo è presente un secondo tasto che permette di attivare una richiesta di soccorso immediata, come un normale telecomando. Il sensore di caduta gestisce inoltre la segnalazione dello stato di batteria scarica. La durata della batteria in condizioni normali è di circa 12 mesi.
  94. 94. Sensori Domestici: Movimento 94 Il sensore ha lo scopo di rilevare il movimento della persona all’interno di un’abitazione. Applicazioni:   Inviare in caso di necessità un’eventuale segnalazione. Il sensore posizionato in un luogo strategico dell’abitazione permette di rilevare il passaggio dell’anziano; L’assenza di tale rilevazione per un periodo configurabile fino a 32 ore, attiva l’invio di un allarme per mancanza di movimento. Il sensore è dotato di un comodo interruttore ON/OFF, che permettere di spegnerlo in caso di assenza prolungata dall’abitazione (es. durante le vacanze)per evitare falsi allarmi.
  95. 95. Sensori Domestici: Movimento 95 Oltre 1000 zone coprono l’intero ambiente come in una scacchiera rilevando ogni movimento. La rete a scacchiera formata dalle varie zone è fitta tanto da rilevare il minimo movimento, come la pressione dei tasti di una tastiera
  96. 96. Sensori Domestici: Movimento 96 Range di rilevamento quadrato si adatta perfettamente alle geometrie dell’ambiente. Range di rilevamento circolare presenta sovrapposizioni, e angoli morti.
  97. 97. 97 I segnali
  98. 98. I segnali: Introduzione 98 Per capire il concetto di segnale possiamo pensare a:  Il segnale acustico prodotto da uno strumento musicale (che dal punto di vista fisico può essere caratterizzato come una variazione della pressione dell'aria provocata dallo strumento, e rilevata dal nostro orecchio);  Il segnale misurato da un elettrocardiografo (una debole tensione elettrica) e registrato sulla tipica "strisciata";  Il segnale radio (un campo elettromagnetico variabile) captato dall' antenna di un ricevitore;  Il segnale luminoso emesso da una lampadina di un semaforo, o da un apparecchio televisivo, e così via.
  99. 99. I segnali: Introduzione 99 «IL SEGNALE È UNA QUALUNQUE GRANDEZZA FISICA VARIABILE CUI È ASSOCIATA UNA INFORMAZIONE.»
  100. 100. I segnali: Introduzione 100 Come rappresentare un segnale che sia perfettamente noto allo scopo di caratterizzarlo, studiarlo ed elaborarlo? Con una funzione matematica di una o più variabili.
  101. 101. I segnali: Introduzione 101 I trasduttori misurano le grandezze fisiche, queste possono essere definite in:   Grandezze continue, che possono assumere valori continui all’interno di un certo intervallo (es. temperatura di un utensile, velocità di rotazione di un motore, ecc...). Grandezze discrete, che assumo un insieme discreto di valori (es. verso di rotazione di un motore, numero di pezzi lavorati al minuto, ecc...). Le informazioni associate alle grandezze fisiche sono dette segnali.  Le grandezze continue sono descritte da Segnali analogici;  Le grandezze discrete sono descritte da Segnali codificati oppure da Segnali logici;
  102. 102. I segnali: Classificazione 102 Possiamo dividere i segnali in:  Segnali a tempo continuo;  Segnali a tempo discreto. Oppure:  Segnali ad ampiezza continua;  Segnali ad ampiezza discreta.
  103. 103. I segnali: Classificazione 103 I segnali a tempo continuo e ad ampiezza continua si dicono analogici. I segnali a tempo ed ampiezza discreta si dicono numerici. Quest’ultimi sono tipicamente trattati nei calcolatori elettronici. Anche i segnali a tempo discreto e ampiezza continua hanno una grande importanza perché costituiscono l’oggetto delle tecniche di elaborazione numerica dei segnali (DSP – Digital Signal Processing).
  104. 104. I segnali: Classificazione 104
  105. 105. I segnali: Classificazione 105 Tutte le fasi mostrate nell’immagine precedente vengono analizzate più in dettaglio nel seguito. …diciamo soltanto che la registrazione su CD avviene 44100 volte al secondo, e userà 16 bit per ogni singolo valore campionato.
  106. 106. I segnali analogici 106 Il segnale analogico ha la caratteristica di essere continuo nel tempo ed assumere valori continui all’interno di un certo intervallo. Il calcolatore impiega un certo intervallo di tempo per elaborare i segnali di ingresso, e quindi non può seguire l’evolversi continuo del segnale analogico, ma dovrà acquisire campioni del segnale analogico ad istanti discreti di tempo. Questa operazione viene detta CAMPIONAMENTO del segnale. Il segnale campionato ancora non può essere elaborato dal calcolatore in quanto assume valori continui, e quindi teoricamente infiniti, mentre il calcolatore può rappresentare un numero finito di valori in base alla massima dimensione di parola rappresentabile dall’unità aritmetica. Occorre quindi eseguire un’operazione di quantizzazione sul segnale campionato in modo che questo possa venire rappresentato dall’aritmetica del calcolatore.
  107. 107. I segnali: Digitali 107 Il segnale digitale (dall’inglese digit, cifra), o numerico, è un segnale che può assumere solo un numero limitato di valori (a); un caso particolare si ha quando i valori possibili sono due: in tal caso si parla di segnale digitale binario (b). (a) (b)
  108. 108. I segnali: Digitali 108 (a) (b) I segnali digitali o numerici sono così definiti in quanto idonei a rappresentare sequenze di cifre associate ai possibili livelli. Il segnale (a) può essere interpretato come la sequenza 1 - 2 - 3 - 0 - 2 - ...; il segnale (b) può essere interpretato come la sequenza 1 - 0 - 1 - 1 - 0 - … le cui cifre, per la caratteristica che hanno di poter assumere solo due valori, sono dette cifre binarie o bit.
  109. 109. I segnali: Periodici e Aperiodici 109 
  110. 110. I segnali: La conversione A/D e D/A 110 Le conversioni digitale-analogico e analogico-digitale consentono il collegamento fondamentale tra il mondo delle quantità analogiche e quello dei segnali numerici o digitali. Gli ADC (acronimo di "Analog Digital Converter") hanno il compito di convertire il segnale analogico in ingresso a un dispositivo nella sua equivalente forma digitale. Essi sono disponibili sul mercato in diverse forme realizzative utili per una vasta serie di applicazioni. Lo sviluppo dei DAC (acronimo di "Digital Analog Converter") è stato reso possibile dall'avvento degli interruttori elettronici ad alta velocità.
  111. 111. I segnali: La conversione A/D e D/A 111 Nei moderni sistemi digitali è spesso necessario collegare componenti o parti che possono essere lontane tra loro. Questa tendenza è favorita dal fatto che i segnali digitali sono meno soggetti di quelli analogici all'influenza dei disturbi e del rumore.
  112. 112. I segnali: La conversione A-D 112 La conversione da analogico a digitale richiede tre operazioni: 
  113. 113. I segnali: La conversione A-D 113 Segnale Analogico Segnale Campionato (impulsi di ampiezza uguale nell’istante di campionamento) al segnale Segnale Quantizzato (gli impulsi del segnale campionato vengono assimilati al livello codificato più vicino) Segnale Codificato (ogni campione viene rappresentato con un numero di N cifre)
  114. 114. I segnali: Il campionamento 114 Il processo di campionamento di un segnale analogico, variabile nel tempo, riveste una notevolissima importanza nella maggior parte dei sistemi elettronici di misura e di controllo. Esso infatti consente il passaggio dal dominio del continuo a quello del discreto, operazione che facilita la conversione dei segnali da analogico in digitale.
  115. 115. I segnali: Il campionamento 115 
  116. 116. I segnali: Il campionamento 116 
  117. 117. I segnali: Il campionamento 117   La sovrapposizione degli spettri non permette di ricostruire correttamente il segale di partenza;  Nessun segnale reale è a banda rigorosamente limitata, per cui si inserisce un filtro detto anti-aliasing prima del circuito campionatore.
  118. 118. I segnali: Sample/Hold 118  L’operazione di conversione A/D non è istantanea, occorre quindi mantenere il valore del campione per il tempo necessario ad eseguire la conversione. Questa operazione viene eseguita mediante un circuito di sample/hold (campionamento e mantenimento).
  119. 119. I segnali: Sample/Hold 119 
  120. 120. I segnali: Quantizzazione 120 
  121. 121. I segnali: Quantizzazione 121 
  122. 122. I segnali: Codifica 122 Codici unipolari pesati e non:    Codice binario puro – E’ il codice normalmente usato per valori positivi. Codice BCD – E’ usato principalmente negli strumenti di misura. Codice di Gray – E’ un esempio di codice non pesato. Ogni codice differisce dal successivo di un bit. E’ usato raramente.
  123. 123. I segnali: Codifica 123 Codici binari bipolari:  Il codice complemento a due è il più utilizzato per rappresentare numeri negativi. I numeri positivi sono rappresentati come nel codice binario puro mentre quelli negativi con il complemento a due. È usato nei sistemi a microprocessori e per implementare algoritmi matematici. Inoltre, costituisce lo standard per i sistemi audio digitali.  Il codice modulo e segno ha il vantaggio che per piccole variazioni intorno allo zero cambia soltanto il bit di segno.
  124. 124. I segnali: ricapitolando… 124 Il teorema di Shannon afferma che: «un segnale analogico il cui spettro si estenda dalla frequenza nulla a quella fM può essere completamente rappresentato da una sequenza di campioni regolarmente spaziati, ottenuti con una frequenza di campionamento non inferiore a 2fM , ovvero quando sia verificata la condizione fc ≥ 2fM .»
  125. 125. I segnali: Gli strumenti digitali 125 I pregi della strumentazione digitale sono:  La facilità di lettura ;  L'attendibilità dei risultati;  Alti livelli di accuratezza e risoluzione;  Alti valori di velocità sia di campionamento sia di conversione;  L'elevata immunità al rumore.
  126. 126. I segnali: Gli strumenti digitali 126 SENSORE SISTEMA DI CONDIZIONAMENTO DEL SEGNALE ADC SISTEMA DI CONTROLLO MEMORIA DISPLAY
  127. 127. I segnali: Caratterizzazione matematica 127 Ad ogni segnale x(t) si può sempre associare la potenza istantanea normalizzata pari a x2(t) e l’energia associata al segnale x(t) come 2 Ex  x(t ) dt o, per i segnali a tempo discreto: Ex  x[n] n 2
  128. 128. I segnali: Caratterizzazione matematica 128 Un segnale x(t) si definisce periodico se soddisfa la seguente relazione: x(t ) x(t T0 ) Dove T0 rappresenta il periodo del segnale che è legato alla frequenza di ripetizione f0 del segnale stesso dalla relazione f0 1 T0
  129. 129. I segnali: Caratterizzazione matematica 129 Come possiamo trattare segnali periodici arbitrari, in particolare non sinusoidali? Secondo la base della moderna teoria dei segnali si utilizza la serie di Fourier, che dice: «Un segnale reale periodico qualunque può essere espresso come somma di oscillazioni sinusoidali di ampiezza, frequenza e fase opportune.»
  130. 130. I segnali: Caratterizzazione matematica 130 x(t ) A0 2 Ak cos(2 kf 0t k ) k 1 X ke j2 x(t ) kf 0t k cos( x) e jx Xk e jx e jx e sin( x) 2 2 T 2 1 0 x(t )e j 2 kf0t dt T0 T0 2 jx
  131. 131. I segnali: Caratterizzazione matematica 131 Ma cosa succede quando si ha a che fare con segnali aperiodici a tempo continuo? È sempre possibile rappresentare un segnale non periodico come una opportuna sovrapposizione di segnali elementari, in particolare sinusoidali?
  132. 132. I segnali: Caratterizzazione matematica 132 Concettualmente, prendendo un treno di impulsi rettangolare periodico xp(t) di periodo T0, possiamo passare a un segnale aperiodico con la seguente assunzione: x(t ) lim x p (t ) T0
  133. 133. I segnali: Caratterizzazione matematica 133 Sulla base di questa formulazione, introduciamo la trasformata di Fourier, secondo i suoi formalismi matematici: X (kf )  X T x (t )e T0 2 j 2 kf 0t 0 k 0 p T0 2 x(t ) X ( f )e j 2 ft df T0 /2 X(f ) lim T0 f0 0 T0 /2 x p (t )e j 2 kf 0t dt x(t )e j 2 ft dt
  134. 134. I segnali: Caratterizzazione matematica 134 Concludendo, il segnale aperiodico è visto come un segnale periodico di «periodo illimitato» e quindi con frequenza fondamentale «infinitamente piccola».
  135. 135. I segnali: 1° Esempio 135 Consideriamo ancora una volta il segnale impulso rettangolare: x(t ) rect ( t ) T e calcoliamone la trasformata di Fourier X(f): T /2 X(f ) x(t )e i 2 ft dt e T /2 i 2 ft dt e i 2 ft i2 f T /2 T /2 sin( fT ) f
  136. 136. I segnali: 1° Esempio 136
  137. 137. I segnali: 2° Esempio 137 È molto utile prendere in considerazione la funzione gradino unitario u(t) (detta anche funzione di Heavyside) 1 t 0 come segue: u (t ) 1 t 2 0 t 0 0 Questo segnale è rappresentativo di una serie di segnali detti causali, cioè nulli per t<0. Un esempio è il segnale esponenziale unilatero .
  138. 138. I segnali: 2° Esempio 138 La trasformata di Fourier di questo segnale sarà: X(f ) x(t )e i 2 ft dt e t /T e i 2 ft dt 0 e t (1/ T i 2 f ) e t (1/T i 2 f ) 1/ T i 2 f dt 0 Ricordando sempre che X(f ) A( f ) (f) A( f )ei (f) : T 1 (2 fT ) 2 arctan(2 fT ) 0 T 1 i 2 fT
  139. 139. 139 Esercitazione
  140. 140. Burocrazia: Iter per Ausili 140 
  141. 141. Progettazione: Camera da letto 141    Il letto; Il comodino; Armadio;
  142. 142. Progettazione: Camera da letto 142  Il letto:   Il comodino:    Altezza variabile; Elementi su ruote; Comodini muniti di piano mobile; L’armadio:  Cabina armadio;
  143. 143. Progettazione: Cucina 143     Il piano di lavoro; Il piano cottura; Il tavolo; Gli elettrodomestici;
  144. 144. Progettazione: Cucina 144  Il piano di lavoro:   Il piano cottura:   Deve garantire un adeguato accostamento; Deve facilitare lo spostamento dei pesi verso il lavello; Il tavolo:  Deve consentire alla sedia su ruote di inserirsi sotto;
  145. 145. Progettazione: Cucina 145  Gli elettrodomestici:    Il frigo deve essere accessibile, quindi con ripiani non troppo alti; Il forno è preferibile se separato dal piano cottura, e incassato all’altezza del piano; La lavastoviglie di fianco al lavello per consentire il facile passaggio delle stoviglie dal lavello;
  146. 146. Progettazione: Bagno 146      Il bagno; Il lavabo; Lo specchio; Il wc; La doccia.
  147. 147. Progettazione: Bagno 147  Il bagno:     Il lavabo:   Corrimano; Campanello di emergenza; Spazio per accostamento a tutti i sanitari e per le manovre; Essere provvisto di rubinetteria a leva o fotocellula; Specchio:  Deve essere collocato il più in basso possibile;
  148. 148. Progettazione: Bagno 148  Il wc:    Deve essere collocato al centro della parete; Deve essere preferibilmente sospeso; La doccia:  Si preferisce la sedia-doccia, rispetto al seggiolino.
  149. 149. Progettazione: Accesso 149      La porta; Il pavimento; La scala; La rampa; L’ascensore.
  150. 150. Progettazione: Accesso 150  La porta:   Deve consentire un agevole utilizzo sono consigliate porte scorrevoli; Il pavimento:    Di norma devono essere orizzontali e senza dislivelli; Qualora ci siano dislivelli minimi, gli stessi devono essere superabili mediante rampe; I grigliati nei calpestii devono avere vuoti tali da non costituire ostacoli o pericoli;
  151. 151. Progettazione: Accesso 151  La scala:    Deve permettere il passaggio di due persone contemporaneamente; Deve prevedere un corrimano su entrambi i lati; La rampa:   Qualora colmi dislivelli importanti deve prevedere dei ripiani per consentire il riposo; L’ascensore:  Deve avere una cabina di dimensioni minime tali da consentirne l’uso da parte di una persona su sedia con ruote;  Non deve presentare dislivelli al piano.
  152. 152. 152 Fondamenti di Misure
  153. 153. Misurare l’ambiente 153 Cosa occorre (o è buona norma) misurare in una Casa o Ambiente di Lavoro? 1. L’illuminazione; 2. La temperatura; 3. L’umidità; 4. La qualità dell’aria; 5. La rumorosità.
  154. 154. La Misura 154  La metrologia è, in senso lato, la scienza della misurazione delle grandezze fisiche e, più propriamente, lo studio storico dei sistemi metrici utilizzati dai vari popoli nelle diverse nazioni.  Essa è scienza antica e le sue origini sono difficilmente databili, in quanto pur avendo certezza sull'esistenza di diverse unità di misura, utilizzate anche prima della nascita di Cristo, non ne conosciamo né il valore né chi le propose.
  155. 155. La Misura 155 Si può far risalire a Roger Bacon, nel XIII secolo, l’idea dello sviluppo della scienza, in particolare la Fisica, come interazione tra “esperimento” e “matematica”. Fiorì, dopo più di tre secoli, grazie soprattutto a Galileo Galilei (1564-1642), Isaac Newton (1642-1727). Da allora la scienza “naturale” si sviluppa nel continuo confronto tra esperimenti e teoria, cioè tra: “fare misure” ed “interpretare misure”.
  156. 156. La Misura 156 Galileo Galilei affermò: "Contiamo ciò che è contabile, misuriamo ciò che è misurabile e rendiamo misurabile ciò che non lo è". Lord Kelvin scrisse: "Io spesso affermo che quando puoi misurare ciò di cui stai parlando e lo puoi esprimere in numeri, tu conosci qualcosa di ciò, ma quando non puoi esprimerlo in numeri, la tua conoscenza è povera e insoddisfacente".
  157. 157. La Misura 157 Le misure sono fondamentali per la verifica di un modello, di una teoria; se il modello o la teoria sono errati, ciò sarà rivelato dalle misure. Viceversa se la misura è errata, non si avrà conferma della validità o meno della teoria. È quindi necessario imparare a capire se una misura è stata o meno eseguita correttamente e può essere impiegata per i fini che si intendeva perseguire.
  158. 158. La Misura 158 Per poter studiare, analizzare, capire i fenomeni del mondo fisico nel quale viviamo, la fisica ricorre a modelli matematici, i quali sono costruiti solo a partire da misure quantitative, utili alla formulazione di leggi fisiche, che devono essere capaci di fare predizioni e di confrontarsi con misure effettuate successivamente. La prima domanda che ci si è posti è stata: PERCHÉ MISURARE? MISURARE permette di conoscere, descrivere, controllare qualsiasi sistema fisico nel miglior modo possibile. La MISURAZIONE è il processo che porta alla quantificazione di una grandezza fisica mediante un numero, un insieme di numeri.
  159. 159. La Misura 159 Cosa è necessario per eseguire una misura correttamente?  Conoscere cosa si intende misurare (Capacità, Volume, Superficie…);  Conoscere l’unità di misura;  Conoscere le proprietà della variabile da misurare;  Determinare correttamente l’incertezza di misura e le cifre significative con cui esprimere il risultato.
  160. 160. La Misura 160 Lo scopo del MISURARE è quindi esprimere l’intensità di una proprietà di un oggetto, in modo che essa possa essere utilizzata anche in un secondo momento ed eventualmente da altri. MISURANDO: grandezza da misurare; MISURAZIONE: processo di misura per determinare il valore del misurando;  SISTEMA di MISURAZIONE: il dispositivo che consente di eseguire la misura;
  161. 161. La Misura 161 Per misurando si intende una quantità soggetta a misura, valutata nello stato assunto dal sistema in osservazione durante la stessa misura.
  162. 162. La Misura 162 La misurazione è definita dal VIM (International vocabulary of basic and general terms in metrology): “il processo per ottenere sperimentalmente uno o più valori che possono essere ragionevolmente attribuiti ad una grandezza”.
  163. 163. La Misura 163 Essa richiede teoricamente un confronto tra una quantità incognita e una nota, assunta come campione. Nessun risultato di una misura è esente da incertezza. Quando si fornisce il risultato di una misura, occorre riportare un’indicazione quantitativa sulla qualità del risultato.
  164. 164. La Misura 164 In letteratura si incontrano correntemente le dizioni di valore vero o valore convenzionalmente vero, valore atteso e valore teorico a significare il valore della grandezza che si tende a misurare.
  165. 165. La Misura 165 Una misura deve iniziare con un’appropriata specificazione del misurando, del metodo di misura e della procedura di misura.   Per metodo di misura s’intende la sequenza logica di operazioni, descritte in modo generico, impiegate nell’esecuzione delle misure. Per procedura di misura s’intende l’insieme di operazioni, descritte in modo specifico, utilizzate nell’esecuzione di particolari misure, in accordo a un metodo prefissato.
  166. 166. La Misura 166 Misura Diretta: numero di volte in cui la grandezza riferita al campione della unità di misura è contenuta nella grandezza misurata Misura Indiretta: si ricava il valore della grandezza fisica del sistema, utilizzando, nella legge che la definisce, il valore di altre grandezze fisiche ottenuto con una misura diretta.
  167. 167. Le unità di misura 167 La misurazione è il rapporto tra la grandezza fisica osservata e l’unità di misura della grandezza stessa. Per unità di misura si intende quella grandezza reale scalare definita ed adottata per convenzione. Priva di unità, la misura non ha alcun significato fisico.
  168. 168. Le unità di misura 168 Le grandezze base indipendenti attualmente sono il kilogrammo, il secondo e il kelvin. Infatti la definizione del metro richiede quella del secondo, l'ampere è definito sulla base del kilogrammo e del metro, la mole utilizza la definizione del kilogrammo e la candela è definita in base al secondo al kilogrammo e al metro.
  169. 169. Le unità di misura 169 Le grandezze e quindi le unità derivate possono essere definite o mediante le loro dimensioni, espresse in funzione delle unità base, o con nomi propri. Per esempio nell'SI l'unità di superficie è il metro quadro (m2), mentre quella di forza è il newton (N) che dimensionalmente risulta pari a kg*m/s2.
  170. 170. Le unità di misura 170 È interessante inoltre notare che le attuali unità base possono essere raggruppate in tre distinte categorie:  La prima categoria è quella che fa riferimento a un prototipo e in essa è compreso esplicitamente il kilogrammo e in parte anche la mole, per il suo riferimento al kilogrammo;  La seconda categoria è quella che fa riferimento alla caratteristica di un fenomeno o di uno stato fisico. Appartengono a questo gruppo esplicitamente il secondo e il kelvin e in subordine la candela;  La terza categoria è quella che fa riferimento a costanti fondamentali e in essa rientrano il metro e l'ampere.
  171. 171. Le unità di misura 171 Attualmente i migliori campioni sono quelli atomici per l'invariabilità delle proprietà degli atomi in un isotopo di un dato elemento. Infatti i requisiti di un buon campione sono soprattutto quelli di elevata accuratezza e di stabilità, ovvero di invariabilità con il tempo, e quindi quelli di accessibilità e riproducibilità.
  172. 172. Le unità di misura 172 Caratteristiche…  L'accuratezza è requisito indispensabile perché si possa contare su un riferimento certo, per tutti coloro che avessero necessità di controllare la taratura dei propri strumenti di laboratorio.
  173. 173. Le unità di misura 173 Caratteristiche…  La stabilità come si è detto è notevolmente migliorata con l'adozione dei campioni atomici, che, a differenza di altri, risentono in minima parte l'effetto delle grandezze di influenza. In tal modo risulta anche meno problematica l'accessibilità al campione a scopi di confronto.
  174. 174. Le unità di misura 174 Caratteristiche…  La riproducibilità di un campione, necessaria per cautelarsi da accidentali danneggiamenti, richiede che siano precisati nei minimi particolari i dati di progetto e di costruzione.
  175. 175. Il sistema di unità di misura 175 Per misurare una grandezza fisica va prima definita l’unità di misura che si vuole usare. Il valore della misura è quindi il rapporto tra la grandezza fisica in oggetto e l’unità di misura. In passato non solo ogni paese aveva le sue unità di misura, ma all’interno di ogni paese ogni corporazione di artigiani. Inoltre c’erano più unità di misura dello stesso tipo (per esempio per la lunghezza il pollice, la spanna, il piede, il cubito, lo stadio, il miglio, …) non coordinate tra loro. Una situazione del genere ancora sussiste nei paesi anglosassoni
  176. 176. Il sistema di unità di misura 176 La comunità scientifica ha promulgato negli ultimi 200 anni vari sistemi coerenti di unità di misura. Citiamo il sistema CGS, proposto nel 1874 dalla British Association for the Advancement of Science, sotto suggerimento del fisico Lord Kelvin. Il CGS è ancora parzialmente usato. Nel 1901 l’italiano Giovanni Giorgi, fisico e ingegnere, propose il sistema MKS (basato sul metro, il chilogrammo e il secondo), da cui deriva il Sistema Internazionale (o SI), adottato nell’ottobre del 1960 dall’XI Conferenza Internazionale di Pesi e Misure, tenutasi a Parigi.
  177. 177. Il sistema di unità di misura 177 È da ricordare la data del 7 aprile 1795, quando con decreto legge in Francia la Convenzione Nazionale istituì il Sistema Metrico Decimale, che riconduceva:  tutte le unità di misura a soltanto quattro grandezze fondamentali;  permetteva l'uso di soli multipli e sottomultipli decimali.
  178. 178. Il sistema di unità di misura 178  Il metro, unità di lunghezza, era definito come la decimilionesima parte di quadrante di un particolare meridiano terrestre passante nei pressi di Parigi e serviva a definire anche l'unità di superficie.  Il kilogrammo, unità di massa, era definito come la massa di un decimetro cubo di acqua distillata alla temperatura della sua massima densità (4 °C).  Il litro, unità di capacità o di volume, era definito come il volume di un kilogrammo di acqua distillata sempre alla temperatura di 4 °C.
  179. 179. Il sistema di unità di misura 179 La poca praticità delle unità di misura così definite portò all'accordo di costruire dei campioni materiali disponibili in laboratorio. Il 29 giugno 1799 una delegazione dell'Istituto Nazionale delle Scienze e delle Arti presentava al Consiglio dei Cinquecento e deponeva negli archivi francesi i prototipi metallici del metro e del kilogrammo, detti degli Archivi.
  180. 180. Il sistema di unità di misura 180 Nel 1875, con la partecipazione di rappresentanti provenienti da 17 paesi, veniva istituita la Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure (CGPM), dove per misure si intendevano le lunghezze e le loro grandezze geometriche derivate. Inoltre si formavano sia il CIPM (Comité International des Poids et Mesures), braccio esecutivo della CGPM, organizzato in Comitati Consultivi, sia il BIPM (Bureau International des Poids et Mesures), la cui sede è Sèvres con compiti di ricerca e coordinamento internazionale. La CGPM è ancora operante e mentre inizialmente si riuniva ogni sei anni, attualmente è convocata a Sèvres ogni quattro anni.
  181. 181. Il sistema di unità di misura: SI 181 Fu la undicesima CGPM, tenutasi a Parigi dall'11 al 20 ottobre 1960 che decise il sistema metrico fondato sulle sei unità di misura base:  metro;  kilogrammo;  secondo;  ampere;  kelvin;  Candela. è designato con il nome di "Sistema Internazionale di Unità". L'abbreviazione internazionale di detto sistema è "SI".
  182. 182. Il sistema di unità di misura: SI 182 Nel 1971 la quattordicesima CGPM aggiunse nel SI una settima unità base per le quantità di sostanza, costituita dalla mole. E in Italia … Il Sistema Internazionale è stato legalmente adottato in Italia con la legge n.122 del 14 aprile 1978 e con il D.P.R. n.802 del 12 agosto 1982 ed ha avuto l'approvazione oltre che dall'IEC anche dall'ISO (International Standards Organization).
  183. 183. Il sistema di unità di misura: SI 183 Le unità di base sono così definite:  metro [m]: unità di lunghezza; definito come la lunghezza percorsa nel vuoto da un raggio di luce in 1/299 792 458 di secondo. Inizialmente (1791) era definito come la 40-milionesima parte del meridiano terrestre; in seguito (1889) era stato costruito il metro campione, in una lega di platino-iridio;  chilogrammo [kg]: unità di massa; definito come la massa del prototipo internazionale di chilogrammo, di platino-iridio come il metro campione, conservato anch'esso presso il Bureau International de Poids et Measures a Sevres (1889). Inizialmente era definito come la massa di un decimetro cubo di acqua distillata alla sua massima densità (a 3.98 ºC);
  184. 184. Il sistema di unità di misura: SI 184  secondo [s]: unità di tempo; definito 770 periodi della radiazione prodotta iperfini dello stato fondamentale Originariamente era definito come la solare medio; come la durata di 9 192 631 dalla transizione tra due livelli dell’atomo di cesio 133. 86400-esima parte del giorno  kelvin [K]: unità di temperatura; è la frazione 1/273.16 della temperatura termodinamica del punto triplo dell’acqua;  mole [mol]: Rappresenta la quantità di sostanza di un sistema che contiene tante entità elementari quanti sono gli atomi in 0.012Kg di carbonio 12. (XIV CGPM, 1971).
  185. 185. Il sistema di unità di misura: SI 185   candela [cd]: Rappresenta l’intensità luminosa in una assegnata direzione di una sorgente che emette una radiazione monocromatica di frequenza pari a 540·1012 Hz e la cui intensità energetica in quella direzione è di 1/683 W/sr (watt per steradiante). (XVI CGPM, 1979); Ampere [A]: Rappresenta l’intensità di corrente elettrica che, mantenuta costante in due conduttori rettilinei, paralleli, di lunghezza infinita, di sezione circolare trascurabile e posti alla distanza di 1m l’uno dall’altro nel vuoto, produce tra i due conduttori la forza di 2·10-7N su ogni metro di lunghezza. (IX CGPM, 1948).
  186. 186. Il sistema di unità di misura: SI 186   Radiante [rad]: Rappresenta l’angolo piano fra due raggi di un cerchio che sottende sulla circonferenza un arco di lunghezza pari al raggio (XI CGPM, 1960). Steradiante [sr]: Rappresenta l’angolo solido che avendo il suo vertice al centro di una sfera sottende una calotta sferica avente un’area di dimensioni pari al quadrato del raggio (XI CGPM, 1960).
  187. 187. Il sistema di unità di misura: SI 187 Ogni grandezza fisica e la relativa unità di misura è combinazione di due o più grandezze fisiche e la relativa unità di misura di base, o il reciproco di una di esse Grandezza fisica Simbolo della grandezza fisica Nome dell'unità SI Simbolo dell'unità SI Intensità di corrente elettrica I, i ampere A Intensità luminosa Iv candela cd Lunghezza l metro m Massa m chilogrammo kg Quantità di sostanza n mole mol Temperatura termodinamica T kelvin K Intervallo di tempo t secondo s
  188. 188. La Misura 188 Le grandezze fisiche derivate sono una combinazione per moltiplicazione o divisione delle grandezze fisiche fondamentali. Grandezza fisica frequenza forza pressione, sollecitazione, pressione di vapore energia, lavoro, calore carica elettrica resistenza elettrica conduttanza elettrica capacità elettrica Simbolo della grandezza fisica Nome dell'unità SI Simbolo dell'unità SI Equivalenza in termini di unità fondamentali SI f, ν F p hertz newton pascal Hz N Pa s−1 kg · m · s−2 N · m−2 = kg · m−1· s−2 E, Q joule J N·m = kg · m2· s−2 q R G coulomb ohm siemens C Ω S A·s V · A−1 A · V−1 = m2 · kg · s−3 · A−2 = s3 · A2 · m−2 · kg−1 C farad F C · V−1 = s4 · A2 · m−2 · kg−1
  189. 189. La Misura 189 Ricapitolando…  Tutte le attività di coordinamento, ricerca e normazione inerenti i sistemi di misura sono regolate a livello internazionale dal CGPM (Conferenza Generale di Pesi e Misure);  Questo organo si occupa della diffusione e del perfezionamento del SI, coordina il CIPM (Comitato Internazionale di Pesi e Misure) che ne rende esecutive le sue decisioni;  Infine controlla il BIPM (Bureau Internazionale di Pesi e Misure) che si occupa della ricerca e del coordinamento.
  190. 190. La Misura 190 È bene precisare che il CIPM ha anche fissato il modo in cui scrivere le unità di misura e i relativi simboli:  Le unità anche se derivate da nomi propri devono essere scritte in carattere tondo, minuscolo e prive di accenti;  I simboli vanno scritti con l'iniziale maiuscola se derivati da nomi propri, minuscola in tutti gli altri casi;  inoltre, essendo simboli e non abbreviazioni, non devono mai essere seguiti dal punto e infine vanno scritti sempre dopo il valore numerico;
  191. 191. La Misura 191  L'unità di misura, quando non accompagnata dal valore numerico, nel contesto di una frase va riportata per esteso e mai in simbolo;  Per le unità derivate, composte da due o più altre, nella scrittura del simbolo non si devono usare trattini, ma o uno spazio vuoto o un punto a mezza altezza. Per quanto riguarda il prefisso kilo-, la scrittura riportata si preferisce in italiano a quella chilo-;  inoltre esso nel simbolo va scritto con la lettera minuscola. Si consiglia infine, nella scrittura di un numero, di suddividere le terne di cifre partendo dalla virgola.
  192. 192. La Misura 192 E in Italia… Gli enti normatori italiani sono l’UNI (Ente Nazionale Italiano di Unificazione) ed il CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano); Essi si occupano:  Della eventuale stesura di proposte avanzate a livello nazionale;  Della divulgazione delle adozioni internazionali;  Del controllo della ricerca di metrologia.
  193. 193. La Misura 193 Un sistema di unità di misura si dice:  Completo se il numero delle grandezze fondamentali è sufficiente a rappresentare quantitativamente tutti i fenomeni fisici;  Assoluto se le unità adottate sono caratterizzate da invariabilità spaziale e temporale;  Razionalizzato quando il numero irrazionale π appare solo in formule relative a configurazioni circolari, sferiche o cilindriche.
  194. 194. La Misura 194 «UNA QUALSIASI GRANDEZZA FISICA, PER POTER ESSERE COMPIUTAMENTE ESPRESSA E QUINDI CONFRONTATA CON ALTRE O PERCHÉ SU DI ESSA POSSANO ESSERE ESEGUITI DEI CALCOLI, DEVE ESSERE DEFINITA SIA QUALITATIVAMENTE SIA QUANTITATIVAMENTE».
  195. 195. La Misura: Metrologia legale 1/2 195 La METROLOGIA LEGALE è la parte della metrologia che si occupa delle unità, dei metodi e degli strumenti di misura, relative alle esigenze tecniche e giuridiche dello stato. Serve a garantire la correttezza delle misure utilizzate per le transazioni commerciali e, più in generale, a garantire la pubblica fede in ogni tipo di rapporto economico tra più parti e le regolamenta mediante disposizioni legislative nazionali, europee. Il compito principale degli UFFICI METRICI è infatti quello di tutela del consumatore, attraverso il controllo degli strumenti di misura utilizzati negli scambi commerciali e di servizi e la disciplina del marchio dei metalli preziosi.
  196. 196. La Misura: Metrologia legale 2/2 196 La funzione di controllo viene attuata attraverso una serie di verifiche ed ispezioni sugli strumenti metrici sia prima della loro immissione in commercio che durante il loro utilizzo. Gli Uffici metrici effettuano controlli sia su richiesta dei fabbricanti metrici ed utenti metrici, sia autonomamente con finalità ispettive. L'ufficiale metrico che effettua le verifiche e le ispezioni è a tutti gli effetti un ufficiale di polizia giudiziaria. Per facilitare gli scambi tra paesi che non hanno la stessa legislazione, è nata l'Organizzazione internazionale di metrologia legale (OIML) che ha sede a Parigi e alla quale aderiscono quasi tutti gli Stati del mondo. Obiettivo è l’armonizzazione delle procedure di controllo metrologico.
  197. 197. La Misura: Strumenti di misura 1/2 197 Una MISURA DIRETTA può farsi tramite il confronto diretto con l’unità di misura o tramite un apposito sistema, più o meno complesso, chiamato strumento di misura tarato. La TARATURA (CALIBRAZIONE) è la procedura, in genere attuata dal fabbricante, tramite la quale si rende lo strumento in grado di dare misure corrette. In altri termini è l’operazione che consente di valutare l’errore. N.B.: Anche sulla fase di taratura è possibile valutare l’errore (errore sull’errore).
  198. 198. La Misura: Strumenti di misura 2/2 198 Uno strumento di misura è caratterizzato da alcuni parametri. In particolare:  La portata, cioè l’intervallo dei valori misurabili, per esempio il tachimetro di un’auto può avere una portata di 200 km/h, un voltmetro da -20 V a +20 V;  La sensibilità, espressa come errore di sensibilità o errore di lettura, corrispondente alla minima variazione della grandezza apprezzabile in modo oggettivo;  La prontezza, cioè il tempo occorrente per ottenere il valore della misura (eventualmente con una data approssimazione);  La precisione e l’accuratezza, di cui parleremo in seguito.
  199. 199. La Misura: Qualità della misura 199 Normalmente si distinguono due categorie di errori: accidentali e sistematici. A queste due categorie se ne può aggiungere una terza, cioè quella degli errori grossolani.  Gli errori grossolani sono quelli addebitabili a imperizia dell'operatore o a sua distrazione.  Essi possono derivare da letture errate o da un uso improprio degli strumenti;  da trascrizioni non corrette dei dati sperimentali;  da errori nell’elaborazione dei risultati.  Questi errori sono assenti dagli esperimenti condotti con cura e attenzione: possono essere eliminati ripetendo l'esperimento.
  200. 200. La Misura: Qualità della misura 200  Gli errori sistematici sono quelli che si ripresentano sempre con lo stesso segno e la stessa ampiezza, ripetendo la misura di una grandezza con la stessa strumentazione quando siano immutate le condizioni operative e ambientali.  Gli errori sistematici si calcolano attraverso la differenza tra il risultato della misura o il valor medio di una serie ripetuta di misure e una stima nota del valore del misurando o il valore convenzionalmente vero del misurando.  Essi sono in genere dovuti ad una non corretta taratura o a difetti degli strumenti;  I difetti possono essere costruttivi, oppure derivare dall'avere sottoposto lo strumento a particolari condizioni o ambientali od operative: particolarmente temibili sono elevate temperature, forti campi elettrostatici o elettromagnetici, sovraccarichi. Gli errori strumentali possono essere ridotti attraverso una regolazione della curva di taratura dello strumento.
  201. 201. La Misura: Qualità della Misura 201 EFFETTI SISTEMATICI: ripetendo più volte il procedimento di misurazione esse influenzano la misura sempre allo stesso modo. I fattori di influenza di tipo sistematico derivano da cause conosciute e, come tali, hanno sempre lo stesso effetto sulla misura anche se questa è ripetuta un gran numeri di volte. La valutazione degli EFFETTI SISTEMATICI va eseguita analizzando teoricamente i diversi fattori di influenza e provvedendo gli effetti che essi possono avere sul risultato finale di misura. Un simile approccio consente, quindi, anche di apportare la dovuta correzione al risultato di misura.
  202. 202. La Misura: Qualità della misura 202  Gli errori non sistematici o accidentali , Ea, o "random" sono quelli che permangono anche nell'ipotesi di essere riusciti a correggere tutti gli errori grossolani e sistematici.  Gli errori accidentali si calcolano come la differenza tra il risultato di una misura e la media di una serie di misure ripetute.  Essi sono l'insieme di un gran numero di effetti.  Le cause degli errori accidentali sono prevalentemente imprevedibili fluttuazioni nelle condizioni operative, strumentali e ambientali. Al limite, se si sono corretti tutti gli errori sistematici e gli errori accidentali seguono leggi simili di variazione, il valore del misurando tende alla media aritmetica di un numero molto elevato di osservazioni. Quanto più piccoli risultano gli errori accidentali, tanto più si dice che la misura è precisa.
  203. 203. La Misura: Qualità della Misura 2/3 203 È facile verificare che, ripetendo più volte la stessa misurazione, non si ottengono sempre gli stessi risultati. Poiché le cause che producono questo tipo di dispersione nelle misure non sono in genere prevedibili in modo sistematico, non è possibile eliminarle; si può però pensare di attenuarne gli effetti prodotti sulla misura. Osservando con più attenzione i risultati di misura, si può riscontrare che essi sono compresi all’interno di una fascia di valori. Inoltre se i risultati ottenuti nelle varie misurazioni vengono mediati, il valore della media è praticamente insensibile agli effetti aleatori
  204. 204. La Misura: Qualità della Misura 3/3 204 Piccoli errori SISTEMATICI – Piccoli errori CASUALI Grandi errori SISTEMATICI – Piccoli errori CASUALI Piccoli errori SISTEMATICI – Grandi errori CASUALI Grandi errori SISTEMATICI – Grandi errori CASUALI
  205. 205. La Misura: Qualità della Misura 205 Per corregge gli errori sistematici si definisce la correzione, inteso come valore da aggiungere algebricamente al risultato non corretto di una misura. C= -ES Pertanto una stima corretta del valore del misurando si potrà ottenere dalla relazione: A=X+C Dal momento che l’errore sistematico potrebbe non essere noto, si definisce un fattore di Correzione CF: A=CFX Pertanto l’incompleta conoscenza del valore richiesto per la correzione contribuisce all’incertezza del risultato e quindi, dopo la correzione, il risultato della misura è ancora solo una stima del valore del misurando.
  206. 206. Incertezza 206 L’incertezza è un parametro sia qualitativo sia quantitativo. Qualitativamente essa rappresenta il grado di dubbio sulla validità del risultato di una misura, quando invece essa deve fornire un’indicazione quantitativa va accompagnata dall’aggettivo appropriato. Il risultato di una misura dovrebbe essere la migliore stima del valore del misurando e va sempre accompagnato dall’indicazione dell’incertezza, che, come si è detto, caratterizza la dispersione dei risultati ragionevolmente attribuibili al misurando.
  207. 207. Incertezza 207 Le ragioni dell’incertezza provengono da:  La imperfezione strutturale nei componenti degli strumenti utilizzati;  La inadeguatezza del campione di confronto;  La limitatezza della scala o del sistema numerico di visualizzazione dello strumento;  Fretta da parte dell’operatore. Il solo fatto di essere obbligati ad inserire uno strumento di misura in un sistema altera le condizioni iniziali del sistema stesso e non consente la misura del valore che il misurando assumeva prima dell’inserzione.
  208. 208. Incertezza 208    L'incertezza di misura è il parametro, associato al risultato di una misura, che caratterizza la dispersione dei valori che potrebbero essere ragionevolmente attribuiti al misurando. Una valutazione dell’incertezza è sempre necessaria, anche se fatta implicitamente e mediante considerazioni euristiche. Non conoscere quale sia l’incertezza significa che il valore di una misura è un numero a caso! Non ha senso essere molto precisi nel fornire un’incertezza, cioè scrivere V=4.8±0.231814 V non è più elegante e non meno esatto che scrivere l’incertezza come 0.23 V!
  209. 209. Incertezza 209    Nell’indicazione delle misura (e dell’incertezza) è sempre meglio essere pessimisti. Per l’incertezza si usano solitamente massimo due cifre o addirittura una soltanto (se questa è alta). Un discorso analogo di “compattezza” ed “eleganza” va fatto anche nell’esprimere il risultato della misurazione. Scrivere una misura con un numero eccessivo di cifre (sinonimo di precisione) può essere anche sbagliato, e comunque risulterebbe sproporzionata con l’entità dell’incertezza.
  210. 210. Misurazioni e Incertezza 210  Detto questo, il valore V=4.823564212 V rimane comunque il miglior valore che rappresenta la stima del valore del misurando (spiegato sotto). Quando si decide di scrivere V=4.83 si sta introducendo una quantizzazione, che comunque peggiora la misura e aumenta l’incertezza. È per questo che ha senso introdurre un “peggioramento” che sia comunque inferiore all’incertezza intrinseca del processo o dello strumento di misura.  Regola pratica: scrivere il risultato della misura con una cifra in più rispetto alla prima cifra significativa dell’incertezza.
  211. 211. Misurazioni e Incertezza 211 ESEMPIO Supponiamo di aver misurato una tensione V=2V e una corrente I=3mA. Richiamando la legge di Ohm, R=V/I, e quindi R=2/0.003=666,6666666…Ω Pensiamoci un attimo: supponiamo che entrambi valori misurati siano stati affetti da un’incertezza relativa percentuale pari a 1%. Nel caso peggiore (vedi sotto), l’incertezza su R sarà del 2%, quindi UR u R ( R% 100 ) (2 ) (2 ) 13.33333 0.003 100 0.013333k A questo punto, nota l’incertezza, possiamo scegliere come esprimere la misura: Se arrotondiamo a R=0.67KΩ, aumentiamo l’incertezza di 3.3Ω, se invece scriviamo R=667Ω, aumentiamo l’incertezza di 0.33Ω. Quindi, in definitiva, potremo scrivere la misura come: R=0.67±0.02KΩ; R=667±14Ω (aumentando la precisione). Nota: l’ultima cifra significativa con cui si esprime la misura deve corrispondere all’ultima cifra significativa con cui si esprime l’incertezza
  212. 212. Incertezza 212  La definizione dell'incertezza presuppone l'esistenza del misurando all'interno di una fascia di valori, che dipende da una deviazione standard, stabilita in base ad un ben preciso livello di confidenza;  Ne deriva chiaramente che l'analisi dell'incertezza richiede semplicemente il ricorso ai principi noti della probabilità e della statistica (che non tratteremo); L'abbandono dell'approccio deterministico rende superata e inutile la definizione di valore vero del misurando, che è un'entità inconoscibile, ma rende più difficile la comprensione di come migliorare l'accuratezza di una misura.
  213. 213. La Misura: Gli errori 213 Prima di eseguire una misura si può avere una stima, A, del valore del misurando. Questa stima A può essere assunta come valore convenzionalmente vero del misurando. L’errore può essere definito come: assoluto, relativo o percentuale. L'errore assoluto, E, è definito come la differenza fra il valore misurato, X, e il valore A: E=X-A è evidente che essendo A solo una stima del valore del misurando, l’errore E è un concetto idealizzato e non può essere mai conosciuto esattamente, quindi la correzione non potrà mai essere completa.
  214. 214. La Misura: Gli errori 214 L'errore relativo, e, è definito come il rapporto tra l'errore assoluto, E, e il valore A: e X A A E X L'errore percentuale, e%, è definito come l'errore relativo, e, espresso in X A percento: e% 100 A
  215. 215. La Misura: Gli errori 215 Inoltre, si definisce accuratezza il grado di approssimazione della quantità misurata (X) al valore del misurando (A): ax 1 X A A Mentre la precisione è il grado di approssimazione di un insieme ripetuto di misurazioni della stessa quantità al valor medio: px 1 N N pxi , pxi i 1 1 xi x x ,x 1 N N xi i 1
  216. 216. La Misura: Gli errori 216 Esistono misure precise ma inaccurate, imprecise ed inaccurate e misure precise ed accurate; non esistono misure accurate ed imprecise. “Misure accurate sono necessariamente precise”.
  217. 217. La Misura: Gli errori sulle misure indirette 217 dato X=f(a,b,c,…), dove a,b,c sono grandezze misurate, quanto vale la propagazione dell’errore su X? Ipotizzando che gli errori siano sufficientemente piccoli e che sia possibile confondere l’errore assoluto E=X-A con il differenziale totale della funzione dX f da a f db b f dc ... c Si può scrivere la seguente relazione tra l’errore assoluto su X, Ex, e quelli sulle grandezze misurabili Ea,Eb,Ec: f f f Ex Ea Eb Ec ... a b c a f b f c f ex ea eb ec ... X a X b X c
  218. 218. La Misura: Gli errori sulle misure indirette 218 Si prenda come esempio la funzione X=ab; svolgendo gli opportuni calcoli risulta che: ex ab ea X ba eb X ea eb Ponendo a=b risulta che l’errore relativo su un quadrato è due volte l’errore relativo sulla base. ex Si prenda come esempio la funzione X=a/b; risulterà vero che ea eb
  219. 219. La Misura: Gli errori sulle misure indirette 219 ex Consideriamo ora X=a-b ; in questo caso avremo aea beb a b , che fornisce una curiosa considerazione secondo cui l’errore relativo sulla grandezza X è tanto maggiore quanto più le grandezze misurabili sono vicine tra loro. Per cui bisogna sempre ricordare che un metodo di misura basato sulla differenza fra due grandezze misurabili va applicato solo in casi particolari.
  220. 220. La Misura: Gli errori sulle misure indirette 220 Poiché accade spesso che gli errori relativi non siano noti con esattezza in entità e segno, se ne fissano i limiti che delimitano la fascia di incertezza. Pertanto si fissa una stima del valore massimo dell’errore relativo, ponendosi nel “caso peggiore”, oppure nel “caso del valore più probabile”, che consiste nel calcolo della radice quadrata della somma dei quadrati dei valori più grandi degli errori relativi.
  221. 221. La Misura: Gli errori 221 Possiamo dire che… L’errore è come il misurando X: non può mai essere valutato esattamente.
  222. 222. La Misura: L’incertezza a l’errore 222 Ne deriva che una misura sarà sempre affetta da incertezza. Occorre distinguere le parole “errore” e “incertezza”, che non sono assolutamente dei sinonimi, e rappresentano concetti completamente differenti, come sarà chiarito in seguito. Essi non devono essere confusi l’uno con l’altro, né scambiati tra loro.
  223. 223. La Misura: Esempio 1. V eV% R 223 x, g % I k , s[ A] eI% x, g % 223 Misura di resistenza con metodo voltamperometrico. La tensione misurata risulta di y,c V, con un errore dello x,g%, la corrente è pari a k,s A, misurata con lo stesso errore. Si calcoli l'errore sulla resistenza impiegando i metodi del caso peggiore e del caso più probabile. y, c[V ] E e dX dX V I X X f (V , I ) A e% E E  A A X 100 f f da db ... a b E X , da Ea , db Eb A dX da db , ea , eb X a b f f eX X ea a ebb ... a b V a , I b, R X eX eR 1V eV I R eV eI eR eV 2 eR V I eI I2 R eI 2 R eV R 1 f ( ea a X a R eI R eV f ebb ...) b eI ( f a ea a X f b eb ...) bX
  224. 224. La Misura: Esempio 2. R1 x y R2 t g R3 n v Req ? 224 eeq Supponiamo che la misura di tre resistenze elettriche in serie abbia fornito i seguenti risultati, con accanto gli errori di misura: x±y Ω, t±g Ω, n±v Ω. Si calcoli il valore della resistenza equivalente e l'errore relativo. ? 3 Req X f ( a , b, c ) R1 R2 R3 x t n i 1 dX dX ex ex ex f da a E X , da Ex , ea X Ex X Ex X ex 224 Ri f xy x Xx Req x t f db ... b Ea , db Eb , dc Ec Ea Eb Ec , eb , ec a b c f Ea f Eb f Ec f aea a X b X c X a X f R1eR1 f R2 eR2 f R3eR3 R1 X R2 X R3 X f tg f nv t Xt n Xn y g v n x t n y X g X v X f beb b X y x g v t n f cec c X
  225. 225. La Misura: Esempio 3. uX x, y z% % Misura di una resistenza elettrica con media aritmetica di più misure pari a x,y Ω. Alla media si può attribuire un'incertezza dello z% inoltre si è valutato un bias di t,d Ω, con un'incertezza del r%. Dopo aver effettuato la correzione e valutato l'incertezza complessiva si esprima il risultato della misura. BIAS t, d u BIAS% r% xi 225 225 X A Esi X 1 n 1 n n 1 n xi i 1 n A Esi Eai i 1 1 n n Eai 0 1 nA n 1 n i 1 X X A n Esi i 1 1 n Esi n i 1 BIAS A C X C X BIAS BIAS x, y z % 100 BIAS r % 100 uX u BIAS u( X ) X Eai x, y uX 2 C t, d r % 100 u BIAS 2 u( X ) x, y t, d n A i 1 1 n n Esi i 1 1 n n Eai i 1
  226. 226. 226 Sensori e Trasduttori Introduzione
  227. 227. Sensori e Trasduttori: Schema generico di funzionamento 227 ADC Control Unit Processo DAC D I S P L A Y
  228. 228. Sensori e Trasduttori: Introduzione 1/2 228 Definiamo dei parametri caratteristici per i trasduttori:  CAMPO DI LAVORO: insieme dei valori della grandezza d’ingresso ai quali corrispondono valori affidabili della grandezza d’uscita;  LINEARITÀ;  STABILITÀ: la capacità di mantenere la linearità, nelle diverse condizioni di lavoro e nel tempo.  SENSIBILITÀ: il rapporto tra la variazione della grandezza d’uscita e quella d’ingresso che l’ha provocata. Corrisponde alla pendenza della curva di conversione in un certo punto;
  229. 229. Sensori e Trasduttori: Introduzione 1/2 229  RISOLUZIONE: è la minima variazione della grandezza d’ingresso, apprezzabile all’uscita;  AFFIDABILITÀ;  VELOCITÀ DI RISPOSTA;  RIPETIBILITÀ;  RUMORE;  INSENSIBILITÀ AI DISTURBI;  ISTERESI: rappresenta la diversa risposta fornita dal trasduttore qunado subisce variazioni della grandezza fisica d’ingresso di uguale entità ma di verso opposto.
  230. 230. Sensori e Trasduttori: Introduzione 1/2 230 Il SENSORE è il primo elemento della catena di misura. Ha il compito di convertire la grandezza fisica da misurare (misurando) in un’altra più facilmente trattabile. Il TRASDUTTORE è un dispositivo sensibile che fornisce un segnale elettrico misurabile in risposta ad uno specifico misurando. Un trasduttore è un sensore ma un sensore non è un trasduttore!!!
  231. 231. Sensori e Trasduttori: Introduzione 1/2 231 Più tecnicamente:  Un trasduttore è un dispositivo che converte una grandezza fisica in un segnale elettrico proporzionale. Si tratta di un dispositivo fisico che è stato progettato per trasformare grandezze appartenenti ad un sistema energetico in grandezze equivalenti (proporzionali) appartenenti ad un diverso sistema energetico (di solito più conveniente per gli usi successivi);  Un sensore è un particolare trasduttore utilizzato per sentire (o acquisire) le condizioni operative di una macchina o di un processo. Esso trasforma una grandezza fisica in un’altra equivalente; spesso acquisisce soltanto l’informazione, nel senso che la grandezza di uscita non possiede le stess caratteristiche energetiche possedute da quella originaria.
  232. 232. Sensori e Trasduttori: Introduzione 2/2 232 Se il sensore non è un trasduttore può essere chiamato corpo di prova e richiede in cascata un trasduttore misurando Sensore primario (corpo di prova) misurando secondario Trasduttore segnale elettrico
  233. 233. Sensori e Trasduttori: Sensori attivi e passivi 1/2 233 La trasduzione in elettrica di una grandezza non elettrica è, quindi, norma eseguita da un sensore, sensibile alla grandezza che si vuole misurare, che viene collocato nel punto di misura Un sensore può essere attivo o passivo:  ATTIVO: forniscono in uscita un segnale elettrico attivo (tensione, corrente) ottenuto mediante una trasformazione di energia in forma elettrica; Esempi: Termoelettrico (termocoppia), Piroelettrico (cristalli la cui polarizzazione dipende dalla temperatura), …  PASSIVO: la grandezza da misurare influenza una grandezza elettrica passiva (resistenza, capacità), allimentata da sorgenti esterne di energia. Esempi: Termoelettrico (termocoppia), Piroelettrico (cristalli la cui polarizzazione dipende dalla temperatura),…

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