Appunti

Qualità metrologiche degli strumenti

Cosa si vuole misurare? A quale scopo? Le caratteristiche che definiscono le qualità metrologiche di uno strumento possono essere di vario tipo, in base al costo, alla forma di presentazione dei dati, alla tipologia di allocazione (da quadro, da tavolo, di bordo), al tipo di ambiente dove destinato (stagno, tropicalizzato, etc).

Indipendentemente da ciò le caratteristiche importanti per la scelta dello strumento allo scopo di idoneità a fornire la misura della qualità richiesta, sono quelle metrologiche, ossia:

  • CAMPO DI MISURA
  • SENSIBILITA’
  • PRECISIONE
  • FINEZZA
  • RAPIDITA’

Dello strumento idoneo a fornire la misura della qualità richiesta e che quindi lo caratterizzano attraverso le prestazioni, in particolare sono tre statiche e due dinamiche:

1) STATICHE

  • Campo di misura
  • Sensibilità
  • Precisione

2) DINAMICHE

  • Finezza
  • Rapidità

Campo di misura

Tutte le altre qualità metrologiche vengono riferite al campo di misura: infatti possono essere ritenute valide solo per i valori della grandezza compresi nel detto campo. Il campo di misura può essere inferiore al campo di graduazione: in questo caso la graduazione contiene le portate minime e massime dello strumento, ovvero la sola portata massima nel caso che la portata minima sia uguale a zero, oppure la sola portata minima nel caso in cui quella massima coincida con l’estremo superiore della graduazione.

Il campo di misura di uno strumento è definito dall’intervallo tra i valori massimo e minimo della grandezza da esso rilevabili

La graduazione può essere di tipo lineare (divisioni della scala equidistribuite), quadratico (distanze fra divisioni successive variabili secondo legge quadratica), logaritmico. Tutti gli strumenti che non sono a graduazione lineare richiedono una particolare attenzione nella lettura della misura.

Sensibilità

E’ l’attitudine dello strumento a rilevare piccole variazioni della grandezza entrante. La sensibilità è fornita in ogni punto dalla curva di graduazione dal coefficiente angolare della tangente geometrica alla curva, se la curva di graduazione è una retta la sensibilità è costante lungo tutta la scala, altrimenti è funzione del valore della grandezza fisica ovvero è la derivata della curva di graduazione:

(1)   \begin{equation*}S=\frac{dy}{dx}\end{equation*}

Ad esempio per uno strumento con graduazione a legge quadratica si ha:

(2)   \begin{equation*}y=kx^2\end{equation*}

(3)   \begin{equation*}S=kx\end{equation*}

E quindi la sensibilità è proporzionale alla grandezza in ingresso, cioè S è molto piccola per valori di x e cresce al crescere di x: per cui strumenti con scala quadratica non sono idonei per la misura di grandezze di piccola entità.

Precisione

curva di taraturaE’ la capacità globale dello strumento ad esprimere l’attitudine dello strumento a dare il valore vero della grandezza misurata. Per cui si definisce errore o incertezza la differenza algebrica tra il valore misurato ed il valore vero. Si dice che uno strumento è tanto più preciso quanto più piccolo è l’errore che compie ovvero l’incertezza che dà. Per cui si può dire che la precisione è l’attitudine dello strumento a fornire la misura della grandezza con il minimo errore.

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