CORSO DI METROLOGIA
La metrologia
ARGOME NTI DE L CO RSO
•
studi a i proc ess i e d i pr oc ed ime nti di mi sur azi o ne d el le
gra nd ezz e d el m on do fi sic o, stab il isc e i pr oce ssi di m isur a e l e
rel ativ e un ità di b as e, defi ni sce i cam pi on i d i rifer im ent o.
•
Ele me nti d i metr ol og ia
•
Pan or ami ca d e gli str um enti
•
reg ol are gl i sca mb i com mer ci ali > m etrol o gi a legale
•
La Tar atur a i n pr atic a
•
studi ar e gl i as p etti sci entif ici > metr ol og ia t ecnico sci entifica
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La metrologia legale /1
La metrologia legale /2
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tutel a la 'f ed e p ub bl ica ' sorv e gli a nd o gl i sc amb i co mme rci al i e
le for nitu re c he avve n go no m ed ia nte str um enta zi on e di
misu ra, sa lut e e si cur ezz a, …
è il s ettore c og e nte d el la m etro lo gi a pe rch é è s og getto a
le gg i, decr eti, d iretti ve c omu nit ari e, ecc. d i os serv a nza
ob bl ig ator ia
rig uar da per ci ò, per ese mp io:
– cont atori de l g as, de ll 'ac qu a
– pom p e pe r l'e ro gaz io n e di c arb ur anti
– bil a nce
www.metrologiale gale.it/
– tassa metri
ufficio metrico
– metri
ministero dell'in dustria
gli acc ertam e nti va lut ativi di c onfo rmit à d eg li stru me nti ai
req uis iti ri ch iesti s o no c ostitu iti d al le s eg ue nti p roc ed ur e:
– approv azione del modello: acce rta l a co nform ità a ll e
nor me r el ative al la c onc ez io ne de ll o strum ent o e a lla
sua s icu rezz a m etro lo gic a. Si e se gu e u n es am e
doc um ent al e e sp eri me nta le pres so l ab or ator i id on ei.
– ve rifica zione prim a (iniziale): v al uta l a co nform ità de gl i
strume nti al m od el lo a p prov ato, e siste il l iv ell o
naz io na le, CEE e CE
– ve rifica zione all'unità: per str um enti no n a utom atic i è
riser vata a strum e nti sp eci al i pr od otti i n p och i es em pl ari
– ve rifica zione periodic a: ac cert a il m ant en im ento de ll e
caratte risti ch e e l' int egr ità di m arch i e b ol li c on
per io dic ità d a 2 a 4 a nn i. Ese gu ita dal le Ca mer e d i
Com mer ci o.
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La metrologia tecnico-scientifica
•
no n ri gu ard a l' am bito de gl i as petti le ga li, ma è q ue ll a de ll e
misu re fis ich e
•
lo sc op o è q u ell o d i re nd ere r ea li zza bi li e dis po ni bi li le u nit à di
misu ra n el le attivit à sci ent ifich e e d i nd ustri al i p er g ara ntir e la
riferi bi lit à de ll e mi sur e i n am bito na zi on al e e i nter naz io n al e,
svil up pa re m eto di e te cn ich e d i a na lis i de ll a ca ratter istic he e
de ll e pr opr ietà de i mat eri al i.
Lo scopo della metrologia
•
dar e i nform azi o ni co mpr e nsi bi li e no n e qu ivo ca bi li s ull e
misu re, e c io è:
–
–
–
defi nir e l e u nità di m isur a
rea lizz ar e l' ins ie me d ei c am pi on i d el le u nit à di mis ura
studi ar e i m etod i d i mis ur azi on e e v al utar ne l 'i ncert ezz a.
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ved er e t ab ella dell e u nit à d eriv at e d el SI
La storia
•
Le sette unità di base del SI
Le gg e d i istitu zi on e d el Si stem a Metr ic o De cim al e – Fr anc ia ,
17 95
Co nve nz io ne de l Metr o – S evre s 1 87 5
Istituzi on e d el BIPM ( Bur ea u Inter n atio na l d es Po id s et d es
Mea sur es) p er l 'ar mo nizz az io ne de ll e mis ur e ne ll a fisi ca a
liv ell o m on di al e
Co nfer enz a Ge ne ral e d ei P es i e d el le M isu re ( CGPM)
de li ber a l e co nve nz io ni i nter na zi on ali c h e op er a attrav ers o il
Com itat o Inter naz io na le de i Pe si e de ll e Mis ure ( CIPM)
Istituzi on e d el S istem a Inter na zi on al e d i un ità d i mi sur a (SI) –
19 60, è un a co nv enz io ne de l CGP M
•
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•
Grandezza di base
Unità SI di base
nome
lunghezza
simbolo
metro
m
massa
chilogrammo
kg
tempo
secondo
s
corrente elettrica
ampere
A
temperatura termodinamica
Kelvin
K
quantità di sostanza
mole
mol
candela
cd
intensità luminosa
metrologia in Italia, SIT, SINAL…
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Unità di quantità di sostanza
Aree e settori di normazione
settore
elettrico
elettronico
La m ol e è l a q ua ntità di s osta nza di u n si stem a ch e co nti en e
tante e ntit à el em ent ari q u anti s on o g li at omi in 0.01 2k g di
carb o ni o 12. Qu a nd o si u sa l a mo le, l e e ntità el eme ntar i va nn o
spec ific ate e po sso no ess ere atom i, mo lec ol e, io ni, e lettr on i,
altre part ice ll e ovv er o gr up pi s pec ific ati d i tal i p artic el le.
altri settori
IEC
ISO
CENELEC
CEN
CEI
UNI
Defi ni zi on e d ell a XIV CG PM, 1 97 1.
No n è pr ev ista l a re al izz azi on e d i ca mp io ni.
mondo
IEC:International Electrotechnical Commission
CENELEC:Comitato Europeo di Normazione
Elettrotecnica ed Elettronica
Europa
Italia
CEI: Comitato Elettrotecnico Italiano
ISO:International Organization for Standar dization
CEN:Comitato Europeo di Normazione
UNI: Ente Naz.Italiano di Unificazione
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Norme generali
•
Schemi automotive derivati
Nor me d el s ettor e 'a utom otiv e':
– AIAG (Auto moti ve In dustr y Actio n Gro u p), 19 92: QS 90 00 (1)
– AIAG fond ata da Da iml er- Chr ysl er, For d, Gen era l Mot ors
per sta n dar diz zar e i re q uis iti q ua litat ivi per i f orn itor i de l
settore aut om otive in du stry
– QS90 00 f on data s u gli st ess i pri nc ip i di ISO 90 00: 94 c on
pres criz io ni ag gi unt ive di s ettore desc ritte i n 7 m an ua li
MSA M ea sur em ent Syst em A na lysi s
è de di cato a strum e ntaz io ne e mis ure.
(1)
•
da ll o sch em a am eri ca no QS 90 00 s on o d eri vati
4 AVSQ-9 4 ita li an o
4 VDA- 6 ted esc o
4 EAQF-9 4 fran ces e
ob so leta!
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Validità QS9000
•
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•
•
•
ISO/TS 16949:2002
ISO 900 1:1 99 4, su c ui è bas ato QS- 9 00 0, è di ve ntata
obs ol eta i l 1 5 di cem br e 2 00 3.
All a Su pp li er Qu al ity R eq uir em ents Ta sk Forc e (SQ RTF) per il
QS-90 0 0, è stata c onc ess a d a ISO un a pr or og a di tr e a nn i per
conti n uar e a ut il izza re ISO 9 00 1:1 99 4 i nsi em e a QS- 90 00, e
pert anto QS- 9 00 0 sar à va li do fi no al 1 4 d ic emb re 2 00 6.
Le c omu ni caz io ni fo rma li da p arte de i 3 Gra n di Pr od uttori
(BIG’3) c irca i re qu isiti s p ecifi ci re lat ivi al tra nsit ori o so no st ate
pu bb lic ate a d a go sto d el 20 02.
È pos si bil e co nti nu ar e ad em ettere nu ovi c ertifi cati QS- 9 00 0
dur ant e tutto il per io do de ll' est ens io ne, m a q uest i do vra nn o
esse re c onv ertiti in ISO/TS 1 69 49 entr o il 14 dic em bre 20 06.
Il QS-90 0 0 cess er à di esi stere il 1 5 d ice mbr e 2 00 6.
ISO/ TS 1 69 49 :2 00 2 "Si st em i di g est io n e per l a qu ali tà - Re qu isi ti p ar tic ol ar i per
l'a ppl ic azi o ne de lla ISO 9 001 :2 00 0 per la pr o d uzi o ne di s er ie e del le p ar ti di
r icam bi o nel l'i nd us tr ia a ut om ob ili sti ca “.
Elabo ra ta i nsi em e d a IA T F (Int er na tio nal A uto m otiv e Task F or ce ) e JAMA (J ap an Aut om obil e
Ma nuf act ur er A sso ciati on ) e co n il su pp ort o d el c o mita to t ec nico ISO /T C 1 76,
res po nsa bile dell' ela bo razi on e delle n or me d ella f a migli a IS O 9 00 0.
Razio nali zza le dive rs e Sp ecifi che T ec nich e s ui sis te mi qu alità ad ott at e d alle i nd ust rie
aut om obili stic he mo ndi ali (AVSQ'9 4 per l’It alia, EAQ F'9 4 p er l a Fr an cia, VDA 6 .1 pe r l a
Ger m ani a, t ra l or o mu tu am ent e rico no sciut e, e QS 9 00 0 p er gli USA) tra mit e l a
costit uzi on e d el g ru pp o IA T F ( Int er na tion al A uto m otiv e T ask F or ce ).
Evita ai f or nito ri di d ove r ott ene re ce rtifi cazi oni m ultipl e per so ddi sfa re le esig en ze dei div ersi
clienti .
E’ pos sibil e c he, pe r un pe rio do tr ansi to rio, i fo rni to ri p oss an o ma nte ne re l a c er tific azio ne
seco nd o gli a ttu ali sc he mi aut o moti ve (AVSQ' 94, EAQ F '9 4, QS 9 00 0, V DA 6. 1) .
In It alia F IAT AUT O ha da to i ndic azi oni ai pro pri fo rni to ri ch e l o sc he m a di ce rtific azi one d a
ado tta re sia l'ISO TS/ 16 94 9, i nve ce di AVSQ’ 94 svil upp at o d a AN FIA e FIA T AU T O.
Oltr e ai r eq uisiti di IS O 9 00 1:2 00 0, ISO/ TS 16 94 9 in clu de anc he r eq uisiti spe cifici set to riali pe r la
sensi bilizz azi on e e l a f or m azio ne dei lav or ato ri, l a pr og etta zio ne e l o svil up po, la
pro du zio ne e la fo rni tu ra di s ervi zi, il co ntr ollo de gli s tr um enti di mis ur azio ne , a nali si e
migli or am en to.
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MSA Measurement System Analysis
•
•
ISO 9001:2000 par. 7.6
meto do usat o p er la v al utaz io ne de i sist emi di m isu raz io ne in
amb ie nte pro dutti vo
a pa rtire da i d ati d i un pro cess o pr o duttiv o e d al le lor o
el ab ora zi oni st atisti ch e si v al uta se il pr oc ess o è d entr o o fu ori i
lim iti d i co ntrol lo st atisti co
4 se il pro cess o è in c ontr oll o, n on s i int ervi e ne
4 se il pro cess o è fu or i co ntrol lo, s i corr eg g e / mig li ora
•
proc ess o d i mis ur azi on e = pro cess o d i pr od uzi o ne c he ha c ome
uscit e i d ati e perc iò ha pro pri età st atistic he di c ontr oll o
•
scop o d el l' an al isi del s iste ma di m isur az io ne è co nos cer e l e
fonti d i var ia bi lit à ch e p osso n o inf lu enz ar e i ris ult ati d el si stem a
stesso
L'or ga nizz azio ne de ve i ndi vid ua re i m onit or ag gi e le mis ur azi oni c he va nn o e ffe ttu ati no nch é i
disp ositivi di m onit or ag gio e di mi su razi on e n ec ess ari a f or nir e e vid enz a d ella co nf or mità
dei pr od otti ai r eq uisiti d ete rmi na ti ( ve der e 7.2 .1 ).
L'or ga nizz azio ne de ve atti va re pr oce ssi pe r a ssicu ra re ch e mo nito ra ggi e mis ur azio ni poss an o
esse re e sia no ese gui ti in m od o c oe re nte co n i re quisi ti di m onit or ag gio e di misu ra zion e.
Dove sia n ece ssa rio assi cu rar e risul tati vali di, l e a pp ar ecc hiat ur e di misu razi on e dev on o:
a) ess er e t ar ate o veri fica te ad int erv alli s pe cific ati o p rim a dell a lo ro utiliz zazi on e, a f ro nte
di ca m pio ni ri feri bili a c am pio ni in te rn azio nali o nazi on ali; qu alo ra tali ca mpi oni no n
esist an o, dev on o e sse re r egist ra ti i c rit eri ad ott ati pe r la ta rat ur a o la ve rific a;
b ) ess ere r eg olat e o r eg olat e di n uov o, qu an do ne ces sa rio;
c ) e sse re i de ntifi cat e per co ns enti re di c on osc er e il l or o st at o di ta rat ur a;
d ) ess ere p rot ett e c ont ro r eg olazi oni ch e p ot reb be ro inv alid ar e i risul tati d elle mis ur azio ni;
e ) ess ere p rot ett e da da nn eg gia me nti e d et eri ora m enti d ura nt e la m ovi me nta zio ne, la
ma nut en zio ne e l'im m ag azzi na me nto .
Inolt re , l'o rg aniz zazi on e d ev e v alut ar e e r egis tra re la vali dità di pr ece de nti risul tati di mis ur azio ni
qual or a si ril evi c he l' ap pa rec chi atu ra no n è c onf or me ai re quisi ti. L'or ga nizz azi one d eve
ado tta re azi oni ap pr op ria te pe r le a pp are cchi at ur e e d i pr od otti coin volti . L e re gistr azi oni dei
risult ati dell e t ar atu re e dell e v erifi ch e d evo no es se re con se rva te (v ede re 4. 2. 4).
Qua nd o pe r m oni to ra re e misu ra re sp ecifici r eq uisiti vien e utilizz at o u n s oftw ar e, de ve ess er e
conf er m ata la s ua a de gu atez za a f un zion ar e pe r le pr evis te ap plic azio ni. Qu est a c onf er ma
dev e p re ce der e l'u tilizz azio ne inizi ale e, qu an do ne ces sa rio, va rip et uta .
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Norme specifiche della metrologia /1
Norme specifiche della metrologia /2
•
UNI E N ISO 10 01 2: 2 00 4 S istem i d i ge stio ne de ll a mis ur azi on e
- Re qu isiti per i pr oce ssi e le ap par ecc hi atur e d i mis ura zi on e.
•
UNI 1 01 2 7-1: 19 9 2 Gui da per la d efi niz io ne de gl i int erv al li d i
taratur a d i strum e nti p er mis ur azi on i
•
UNI C EI ENV 13 00 5: 20 00 Gu id a a ll' es pre ssi on e d el l'i nc ertezz a
di mi sur a (Gui d e to the expr ess io n of u nc ertai nty i n
mea sur em ent:1 99 5 GU M)
•
UNI 9 22 5: 19 88 Pr ec isi on e d ei m eto di d i pr ov a. Det erm in azi on e
de ll a rip eti bi lità e ri pro duc ib il ità d i u n met od o di pro va
nor ma lizz ato, m ed ia nte e sp erim e nti i nterl a bor ator io.
•
UNI E N ISO 14 25 3- 1:2 00 1
Spe cific h e ge om etric he de i pr od otti (GPS) - V erifi ca m ed ia nte
misu raz io ne de i p ezzi e d el le a pp ar ecc hi atur e pe r mis ur azi on i Re go le dec isi o na li p er pr ov are la c onfo rmit à o n on c onf orm ità
risp etto a ll e sp ecif ich e
(Proc ed ur e of U ncert ai nty Ma na g eme nt – P UMA)
•
UNI 4 54 6: 19 84 M is ure e mis ura zi on i. Term ini e d efin izi o ni
fond am ent al i
•
ISO Guide 99:1 99 6 - V.I.M. inter n atio na l vo ca bu lar y of ba sic
an d g en era l terms in m etro lo gy
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Grandezza
Terminologia
•
tra nor me e do cu me nti uffic ia li c i so no d isc ord a nze ne ll a
termi no lo gi a, le r ag io ni s on o
– trad uzi on i d a altr e li ng u e
– div ersi am biti di sv il up po: c ostruttor i d i strum ent i, utent i,
asp etti l eg al i…
– ap pro cci o trad iz io na le d el ' va lor e ver o'
– ap pro cci o o per ativ o ch e ve de la m isu ra c ome el ab or azi on e
di u n se gn al e c he c onti en e l e inf orm azi o ni su l mi sur an do e
che s i è g en er ato n el l'i nter az io ne tra s istem a mi sur ato e
sistem a d i mis ur azi on e
Attribut o d i un fe n ome n o, corp o o s osta nz a, che pu ò es ser e
disti nto qu al itativ am ent e e d eterm in ato qu antit ativ am ente
(VIM, 1.01 )
Ogni qu ant ità, pr opr iet à, con di zi on e us ata p er d esc riv ere
feno me ni e va luta bi le in ter mi ni d i u nità di m isu ra
(UNI 4 5 46, 1.1 )
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Sistema
Sistema di misurazione
Ogg etto o i nsi em e d i og g etti, desc ritto i n term in i d i gra n dez ze a d
esso pert in ent i. (UNI 4 5 46, 1. 4)
Esem pi o: l' acq ua di un p ozz o è un si stem a ch e p uò ess ere
desc ritto c on d iv ersi par am etri:
•ne l cas o si v og li a mis ur arn e l a pot ab il ità: il c ont en uto d i cert i
batter i e i l p H
•ne l cas o si v og li a mis ur are l 'i do ne ità c ome ac qu a di
ali me ntaz io ne di un i mp ia nto p er l a pr od uzi o ne d i va po re: i l
cont en uto d i cert i sa li, il pH e il c ont en uto d i det erm in ati g as
disc io lti.
E' l'i ns iem e d i o per azi o ni, pr oce d ure, m ezzi di m isu ra,
pers o na le, ch e es eg u on o le attivit à di m is ura.
Dev e es ser e:
• in co ntro ll o stati stico: v ari ab il ità p er c aus e co mu ni e no n
spec ia li
• aver e u na v ari a bil ità i nfer ior e a qu el la d el pro ces so p ro duttiv o
• aver e u na v ari a bil ità c om pres a n ei l im iti sp ec ificat i
Le p ro pri età stat istic he c ons id er ate so n o:
• rip etib il ità
• ripr od uc ib ilit à
• disto rsi on e (b ia s)
• stabi lit à
• lin e arità
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Misura
Misurando
Inform azi on e co stitu ita d a u n nu mer o, u n'i nc ertezz a e un' un ità di
misu ra, as se gn ata a r ap pr ese ntar e u n p ara metr o in un
dete rmi nat o stato de l siste ma.
(UNI 4 5 46, 2.)
A motiv o d el l'i nc ertezz a d i mis ur a, il va lo re d i u n p ara metr o no n
pu ò ess er e det erm in ato s ol o da un num er o e d al la r el ativ a un ità
di mi sur a, ma da u n a FASCIA DI VALO RE ( UNI 45 46, 2. 1) ci oè
da u n i nsi em e li mitat o (MIN,M AX) d i n um eri, co n u nit à di m is ura
asso ci ata ch e ra p pres e nta l a mis ur a de l p ara metr o: l'a mp iez za
de ll a fasci a co rris po n de a ll 'i ncert ezz a, me ntre i l va lor e ce ntra le
corri sp on de al la sti ma d el par am etro.
com pati bi lit à de ll e mi sur e:
fasce di v alo re c on alm en o u n e lem e nto i n com u ne
Gran dez za og getto de ll a mis ura zi on e (VIM, 2.0 9)
Para metr o sotto po sto a m is uraz io n e e/o r eg ol azi on e, va lut ato
ne ll o stato a ssu nto da l siste ma al m om ento de ll a mis ur azi on e
stessa. ( UNI 4 5 46, 3.2 )
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Grandezza d'influenza
Riferibilità /1
Gran dez za c he no n è o gg etto d el la m is ura, m a ch e inf lu isc e su l
val ore de l mis ur an do o su ll e in dic az io ni de gli str um enti di m isu ra
(VIM, 2.10 )
Prop ri età d el r isu ltato di u n a mis ura zi on e co nsi stent e n el p oter lo
riferi re a c am pi on i a ppr op ri ati, ge ne ra lme nte n az io na li e
inter n azi on al i, attrav ers o un a cat en a i ni nterr otta d i co nfro nti.
(VIM, 6.12 )
Si rifer isc e a ll e mis ure es eg uite: s e u na m isur a è r iferi bi le ad un
dete rmi nat o ca mp io ne c iò s ig nific a ch e e ssa è com p atib il e co n
la mi sur a ch e si otterr eb be s e la mis ura de ll o stess o mi sur an do
fosse st ata es eg uit a co n il c am pi on e stes so.
Di c ons eg u enz a, ad otta nd o u n cam pi o ne u ni co, tutti co lo ro c he
ese gu o no m isur e a d es so rif eri bi li s on o i n gra d o di ese g uir e
misu re tra lor o co nfro nta bi li (c omp ati bi lità de ll e mis ur e).
Gran dez za, d ive rsa da l mis ur an do, p erti ne nte a l sist em a
misu rato st ess o e/o ag li a pp ar ecc hi i mp ie gati o al l' am bi ente, l a
cui v ari azi o ne a lter a, ag li effetti d ell a mi sur azi o ne o de ll a
reg ol azi o ne l e car atter istic he de gl i ap p arec ch i e/o l e m od al ità
de ll a mis ura zi on e. (U NI 45 46, 3. 5).
Esem pi o: la te mp er atur a, per l e m isur e effettu ate c on c al ibr i,
micr ometr i, com pa rato ri, ma no metr i….
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Riferibilità /2
Riferibilità /3
La rif eri bi lità di un a mis ur a pr esu pp on e l a rife ri bil ità d el
dis pos itiv o d i mis ur azi on e im pi eg ato.
Prop ri età ch e u n di sp ositi vo per m isu raz io ne e/o re g ol azi on e
acq uis isc e q ua nd o vi en e s ottop osta a t arat ura im pi e ga nd o
misu ra nd i le c ui m is ure s on o stat e ass eg nat e co n rifer im ento a
cam pi on i ric on osc iuti c om e pr ima ri i n u n det ermi n ato co ntest o.
(UNI 4 5 46, 7.1. 1)
La rif eri bi lità s i otti en e me di ant e l a tarat ura de ll a strum ent azi on e
e/o d ei c am pi on i us ati p er l' ese cuz io n e de ll e mi sur e.
Si rifer isc e a i di sp ositi vi d i mi sur azi on e (str ume nti o c am pi on i
mater ia li) s en za c ontr ad diz io ne c ol l'a ltra defi niz io n e. Infatti, un a
volta def in ita l a rifer ib il ità d el dis po sitiv o a d u n det erm in ato
cam pi on e, il d is pos itiv o stess o è i n co n diz io ni di es e gu ire m isu re
com pati bi li c on qu el le p ro dotte da l cam pi o ne.
La s ucc essi on e i ni nterr otta d i co nfro nti d i tarat ura c on dis p ositi vi
ave nti i nc ertezz a se mpr e d ecr esc ente, da l sin g ol o strum ent o al
cam pi on e di pi ù a lto li ve ll o ge rarc hi co, è defi nit a cate n a
metro lo gic a o di rif eri bi lità.
Il trasferi me nto a d u n ca mp io ne de l va lor e d el c am pio n e
naz io na le avv ie ne ag gi un ge nd ov i un 'i nce rtezz a: og ni
trasferi me nto (c onfr ont o) è u n a tarat ura e pe rci ò h a
un' in cert ezza.
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Riferibilità delle misure fisiche
Riferibilità delle misure chimiche
Per l e mis ur e fisic he la r iferi bi lit à le ga la m isu ra a i ca mp io ni de ll e
un ità SI attrav ers o la c ate na m etro lo gi ca.
Questi c o nfront i so no ese gu iti i n co nd iz io ni n ote:
•proc e dur e e istr uz io ni b en def in ite
•inc ertez ze c on osc iute
•uso c orr etto d ell e a pp ar ecc hi atur e
•con diz io ni am bi ent ali ad eg uat e…
E' com pl ic ata d a diffi co ltà o per ativ e, inf atti sp ess o:
• i risu ltati no n so no c orr ed ati d a va lo ri d i in cert ezz a
• la rif eri bi lità è vers o m ater ia li d i rifer im ent o (RM, Refe re nce
Mater ia ls) n on s em pre r ic on duc ib il i a c amp io ni SI e
ins uffici ent i pe r le nec ess ità d ei la b.
• c'è sc ars a co nfro ntab il ità d el le m is ure ne l tem po
Per sa lv ag uar d are i l co nc etto di mis ura al lor a, si co ns id era la
riferi bi lit à com e co n osc enz a d el l'i nc ertezz a ca lc ol ata ris p etto
ad u n rif erim e nto not o e d acc ettato.
Son o im p orta nti i C RM, C ertifi e d R efere nc e Mat eri als, c he s on o
il p unt o di part enz a p er l a tarat ura de gl i strum ent i e p er il
contr ol lo d el le lor o pr esta zi on i (Sta nd ard o C ali br ants).
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Catena di riferibilità in chimica
Ripetibilità
SI
s i s t e m a in t e rn a z io n a le
d e l l e u n it à d i m is u ra
Attitud in e di un o strum e nto p er mi sur azi o ne a fo rn ire, i n d efin ite
con diz io ni di i mp ie go, v al ori m olt o pr ossi mi tra l or o q ua nd o si
ap pl ica r ip etuta me nte u no st ess o se gn al e d' in gr ess o (VIM, 5.3 1)
c a m p i on i p ri m a ri
Attitud in e di un o strum e nto a for ni re v al ori d i l ettura poc o
differ enti tr a di lor o in lettur e co ns ecut ive ese gu ite
in di pe nd ent eme nte s ul lo st esso mis ura n do, co n pr oc ed ime nto
un ificat o, da ll o stess o o pe rato re, n el le ste sse c on di zi on i pe r le
gra nd ezz e d' inf lu enz a (U NI 4 54 6, 6.3)
C R M m a t e ri a l i di
ri f e r im e nt o c e rt i f i c a t i
R M
m a t e ri a l i d i ri f e ri m e n t o
prati ca c om un e: l'i nterv al lo dev e c onte n ere i l 9 5% de i va lor i di
lettur a ci oè i l ± 2σ d i u na distri b uzi on e n orm al e.
c a m p io n i da a n a l i z z a re
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Stabilità
Risoluzione
Attitud in e di un o strum e nto p er mi sur azi o ne a m a nten er e le s ue
caratte risti ch e metr ol og ic he (VIM, 5. 16)
Attitud in e di un o strum e nto a r isp on de re a pic co le v ari azi o ni d el
seg na le di i ng res so (VIM, 5. 11)
Attitud in e di un o strum e nto a for ni re v al ori d i l ettura poc o
differ enti tr a di lor o in lettur e es eg uit e in di p en de ntem e nte su ll o
stesso mis ura nd o, i n un inte rva ll o d i temp o d efi nito, c on
proc e dim ent o u nific ato e ne ll e stes se c on diz io ni per l e
gra nd ezz e d' inf lu enz a (U NI 4 54 6, 6.4)
Attitud in e di un dis pos itiv o p er mi sur azi o ne e/ o re go laz io n e a
riso lve re stat i di vers i d el m isu ra nd o d ura nte l a mi sur azi o ne
(UNI 4 5 46, 6.2 )
ese mp io: p er mi sur are un di am etro d i u n al be ri no m ecc an ico
con l im iti d i sp ecif ica par i a (1 5 ± 0,2)m m qu al e stru me nto u so ?
•un c ali br o a c orso io c on r is olu zi on e p ari a 0,1 m m
•un m icro metr o co n ris ol uz io ne 0, 01 m m
rip etib il ità: mis ur e ri petut e i n succ ess io ne
stabi lit à: mis ure r ip etute in u n l un go arc o di te mp o
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Classe di precisione
Classe di precisione: esempio
Cl ass e di str um enti per m is uraz io n e ch e so dd isfa no dete rmi nat i
req uis iti m etro lo gic i vo lti a c ont en ere gli err ori e ntro lim iti
spec ific ati (VIM, 5. 22)
Le cl ass i d i pr ecis io n e so no i de ntifi cate, per c ons u etud in e, co n
de ll e sig le ad ottate c on ve nzi on al me nte: es iste un d oc um ento
che l e s pec ific a.
Cl ass e a cu i a pp arte ng on o i d is pos itiv i p er mis ur azi on e e/ o
reg ol azi o ne d i u na m ed es ima c ate gor ia c h e ris petta no
dete rmi nat i li miti d i d eter mi nate c ar atterist ich e metr ol og ic he
ne ll e co nd izi on i o per ativ e pr escr itte (U NI 4 54 6, 8)
Per i m an om etri a qu adr a nte e a d e le me nto s ens ib il e a
defo rma zi on e el asti ca (m ol la, m em bra na, s offietto e c a psu la) l a
nor ma U NI 8 29 3 d efin isc e 7 c lass i d i pr ecis io n e, contr ad di stint e
da i se gu enti in dic i:
0,1 0,25 0,6 1 1,6 2,5 4
cias cu no de i qu al i ra ppr es ent a l' inc ertez za str ume nta le espr ess a
com e % d el l' amp ie zza de l cam p o di m is ura.
Car atteri stic he m etro lo gic h e co nsi der ate:
•inc ertez za stru me nta le
•stabi lit à
•caratte risti ch e morf ol og ic he d el dis po sitiv o
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Gli strumenti: il calibro
Gli strumenti: il calibro digitale
Il calibro a corsoio è uno strumento per la
misura di interni, esterni e profondità
con campo di misura fino a oltre
1000 mm. Esistono modelli con
formato di uscita digitale e analogico;
quello an alogic o può essere a nonio
o a comparatore.
La verifica della taratura dei calibri vien e
eseguita di solito per confronto
diretto con campioni di lavoro quali
blocchetti pianpara llel i e con l'utilizzo
di calibri lisci ad ane llo per le misure
di interni; sono utilizzabil i anche altri
sistemi di misura equivalenti.
La scala di misura nelle diverse
funzioni di misura del calibr o
(misurazioni di interni, esterni
e profondità) solitamente è
unica.
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Gli strumenti: il micrometro
Gli strumenti: il micrometro digitale
•
Il micrometro è un dispositivo che misura
lo spostamento di un’asta, filettata ad
una estremità, movimentata dalla
rotazione di tale vite rispetto ad una
madrevite fissa con il quale si
riescono ad eseguire misure di
esterni, interni e profondità, per
numerose applicaz ioni, con
risoluzione fino ad 1 m.
Il campo di misura della maggior parte dei
micrometri ha un'ampiezza di 25 mm
anche se esistono micrometri con
fondo scala superiore a 1000 mm.
La verifica della taratura del micrometro
viene solitamente eseguita in una serie
di punti di misura che consentono di
verificare la vite micrometrica in posizioni
non cicliche (un giro della vite
corris ponde di solito a 0,5 mm) ovvero in
differenti posizioni angolari nell’ambito di
un giro della vite micrometrica. Per la
verifica della taratura di micrometri con
campo di misura superiore a 25 mm
sono inoltre necessari i campioni di
valore corrispondente all'estremo
inferiore del campo di misura del
micrometro; nell'utilizzo di tali strumenti,
oltre all'errore di indicazione rilevato in
sede di verifica, occorre tener conto del
valore di taratura del campione
(normalmente fornito a corredo dello
strumento) utilizzato per eseguire
l’azzeramento del micrometro.
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Gli strumenti: il dinamometro
Gli strumenti: la bilancia
Il dinamometro è uno strumento per la
misurazione del peso. La sua struttura
è molto semplice poiché è costituito da
una molla con una scala graduata in
newton. Poiché secondo la legge di
Hooke, la deformazione elastica di una
molla è proporziona le alla forza
applicata, una misura
dell'al lung amento x fornisce
indirettamente una misura della forza.
Una bilancia di misura
(normalmente detta
"bilanci a") è un dispositivo per
la misura del peso o massa di
un oggetto. Le bilance sono
usate per la misura di
elementi compresi tra una
piuma e un camion rimorchio.
Esistono molteplici tipologi e di
bilance ma in genere tutte
devono sottostare ad un
controllo period ico in quasi
tutti i settori merceologici.
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Gli strumenti: il comparatore
Gli strumenti: il tastatore
Il comparatore è uno strumento costituito da
un'asta vincolata a scorrere lungo una sola
direzione la cui traslazio ne nella d irezione
dell’asse di misura vien e rilevata da un
principio di trasduzio ne che può essere
meccanico, elettronico o optoelettronico e
poi visualizzata sul quadra nte dello
strumento e/o inviata ad una unità di
lettura tramite un'uscita digitale.
La verifica della taratura dei comparatori è
caratterizzata da un considerevole numero
di punti in cui solitamente viene rilevata la
risposta dello strumento e dal rilievo di due
curve di taratura: una costruita rilevando
valori crescenti del misurando e l'altra
rilevando valor i decrescenti.
Il tastatore è uno dei componenti che formano il
rugosimetro, strumento per la misura e la
valutazione del le microirregol arità di una
superficie.
È costituito essenzialmente da due parti: lo stilo
e il pattino o avancorpo . Lo stilo è la
parte più importante e delicata poiché è
quella che rilev a il profilo a contatto con il
pezzo. È costituito da un supporto fulcrato,
che sorregge la punta di diamante, il cui
peso è calibrato secondo la normativa.
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Gli strumenti: il tester e il multimetro
Gli strumenti: la pinza amperometrica
La verifica della taratura di tali
strumenti comprende sia la
misura delle grandezze
elettriche generate (tensione,
corrente, resistenza, che
possono in alcuni casi essere
anche alternate), sia la
misura delle grandezze
fisiche simulabil i perché
riconducibi li a grandezze
elettriche (temperatura
mediante termoresistenze,
riconducibi le a resistenza;
temperatura mediante
termocoppie, riconducibi le a
tensione continua).
•
La pinza amperometrica è uno
strumento di misura che si utilizza per
rilevare correnti su parti di un impianto
che non possono essere messe fuori
servizio.
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Gli strumenti: il termometro
Gli strumenti: l’alesametro
L'alesametro è uno strumento per la misura di diametri
interni che utilizza normalmente un comparatore
accoppiato ad un sistema meccanico che trasforma
il movimento di traslazione dell' asta del comparatore
in un movimento di due tastatori in direzione opposte
su un piano perpend icolare a que llo del l'asta del
comparatore.
La verifica della taratura del comparatore (a se
stante) e la sua successiva conferma metrologica
non è però sufficiente per determinare l'errore di
indicazio ne di un alesametro e quind i per eseguire la
sua conferma metrologica; dal punto di vista
metrologico il comparatore è quindi parte integrante
dell'al esametro.
Anche le prolungh e di cui è solitamente dotato un
alesametro (per consentire la misura di diametri a
diverse profondità) non possono consider asi
ininfluenti ne lla valutazion e dell' incertezza di misura.
Un termometro è uno strumento per misurare la
temperatura, oppure le variazioni di
temperatura. A seconda della propri età usata
i termometri sfruttano il terzo principio dell a
termodinamica, oppure altre proprietà
macroscopiche che sfruttano relazioni con la
temperatura.
Esistono moltissime tipologie di termometri: a
mercurio, a gas, a solido, laser, termocoppie,
a resistenza, bimetallico e vengono utilizzate
nei campi più diversi.
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Gli strumenti: l’anello passa e non passa
•
Gli anelli passa e non passa
lisci o filettati sono strumenti
che vengono utilizzati per le
verifiche qualitative dei pezzi.
Gli strumenti: la chiave dinamometrica
La chiave dinamometrica è una chiave di manovra a
serraggio controllato usata per il serraggio di viti
dadi e bullo ni al giusto valore di copp ia. Si usa
con bussole ma contiene un meccanismo in
grado di segnalar e il raggiu ngimento del valore d i
coppia impostato, grazie a uno scatto oppure a
una lancetta che indica il valore istantaneo di
serraggio su una scala graduata.
La chiave dinamometrica è impiegata qua ndo il
serraggio è importante per non danneg giare il
filetto o per garantire l'omogeneità del carico in
una parte meccanica tenuta in sede da più viti o
bullon i.
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Gli strumenti: il durometro
Gli strumenti: i blocchetto piano paralleli
•
I blocchetti pianparalleli sono fra i più comuni
campioni di lunghezza e sono utilizzati
per la verifica della taratura di molti
strumenti nell'ambito della metrologia
dimensionale.
Esistono blocchetti pianparalleli con diverse
classi di precis ione e di diversi
materiali aventi dif ferenti proprietà; i
blocchetti pianparalleli più utilizzati
sono quelli in acciaio, ceramica e
carburo di tungsteno; alcune volte si
usano blocchetti pianparalleli in
zerodur per avere variazioni
trascurabili della lunghezza del
campione al variare della temperatura.
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Gli strumenti: i tamponi
Gli strumenti: il truschino
•
L'altimetro o truschino è uno strumento costituito da
una scala graduata verticale (fino a 1000 mm),
solidale ad un a base di appog gio e da un
cursore mobile che scorre lungo la scala stessa
idoneo per la misura di lun ghezze lung o l'asse
verticale (misuratore di altezze).
La verifica della taratura degli altimetri viene esegu ita
di solito per confronto diretto con campioni di
lavoro quali bl occhetti pianparal lel i; sono
utilizzabil i anche campioni a passi o altri
altimetri più accurati di quello in verifica.
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Lettura di un rapporto di taratura
Sitografia
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BIPM Bur ea u Inter n atio na l d es P oi ds et Me sur es:
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ww w.i en.it > istituto e lettr otec nic o Ga lil e o Ferr aris di Tor in o
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