Analisi spettrale di segnali acquisiti con accelerometri MEMS

L'approccio più comune nel monitoraggio dell'integrità delle strutture (SHM) consiste nell'esecuzione di misure accelerometriche della risposta delle strutture monitorate a stimoli naturali o artificiali. Tali misure possono essere usate, in particolare, per effettuare un'analisi modale, ovvero estrarre i modi di oscillazione principali e confrontarli con quelli relativi allo stato iniziale di integrità dell'edificio. I sensori maggiormente utilizzati in ambito di SHM sono gli accelerometri piezoelettrici e i MEMS capacitivi. Questi ultimi hanno un costo notevolmente inferiore rispetto ai primi, ma presentano anche un'elevata rumorosità intrinseca, la quale richiede tecniche di analisi spettrale più sofisticate. In questo lavoro di tesi ho considerato due casi reali e ho confrontato i risultati forniti da un modello autoregressivo (AR) tradizionale che utilizza il metodo di Burg con quelli offerti dal modello AR+noise, nel quale viene considerato un errore di osservazione additivo. Il primo set di dati è stato raccolto simultaneamente da un accelerometro MEMS capacitivo e da un accelerometro piezoelettrico percuotendo una trave reticolare in alluminio con un martello ed effettuando 10 ripetizioni dello stimolo. Il secondo set di dati, invece, è stato acquisito ponendo un accelerometro MEMS capacitivo all'interno della torre presente nella facoltà di ingegneria di Bologna e misurando così le oscillazioni causate dal vento. All'interno della tesi sono discussi i vantaggi ed i limiti nell'applicazione dei suddetti modelli ai due casi di studio.