Lezione di oggi
Sistema internazionale di unità di misura
Processo di misura
Processo di misura
Sistema Internazionale di Unità di Misura
Risultato di una misurazione = STIMA + INCERTEZZA + U.M.
Miglior stima della grandezza che deve essere quantificata essere quantificata
Ampiezza dell’intervallo in cui si trovano valori che possono
essere ragionevolmente
associati alla grandezza che deve essere quantificata
Riferimento ad un sistema di unità di misura che renda possibile il confronto fra i risultati di diverse
misurazioni
Sistema Internazionale di Unità di Misura (SI)
Omogeneo:
le unità derivate devono essere sempre ricavate da quelle di base (fondamentali), attraverso operazioni di prodotto o quoziente
Coerente:
i fattori di conversione che compaiono in prodotti e quoziente fra unità di misura devono essere sempre unitari
Uniforme:
Uniforme:
si deve poter ricavare il valore di un intervallo da due letture (gli estremi) lungo una scala
Completo:
deve consentire una valutazione quantitativa di qualsiasi fenomeno fisico osservabile
Universale:
deve essere accettato da tutti Stabile:
i campioni standard non devono variare nel tempo Accurato:
deve consentire misurazioni accurate
Sistema Internazionale di Unità di Misura (SI)
Nato come una delle rivendicazioni della rivoluzione francese nel 1789, è evoluto diventando un sistema sempre aggiornato e riconosciuto a livello mondiale, controllato da un organismo internazionale.
Creato nel 1875 durante la Convenzione del Metro
Rivisto nel 1960 durante la Conferenza Generale
Adottato dall’Italia nel 1978
Adottato dagli stati europei nel 1996
Solo gli Stati Uniti d’America, la Liberia e il Myanmar
(Birmania) non hanno adottato il Sistema Internazionale
come principale o unico sistema di misurazione.
Sistema Internazionale di Unità di Misura (SI)
Il Sistema Internazionale di unità di misura (SI) è la
forma moderna del sistema metrico decimale.
Il Bureau international des Il Bureau international des poids et mesures (BIPM) ha il compito di assicurare
uniformità internazionale alle misurazioni e alla loro
tracciabilità secondo le unità di misura del Sistema
Internazionale (SI)
Sistema Internazionale di Unità di Misura (SI)
Lunghezza [L]
ha per unità il metro (m), è la distanza percorsa nel vuoto dalla luce nell’intervallo di tempo di (1/299792458) s
Tempo [T]
ha per unità il secondo (s), pari a 9192631770 periodi della radiazione emessa nella transizione tra due particolari livelli energetici dell’atomo di cesio-133
Massa [M]
Massa [M]
ha come unità il chilogrammo (kg), uguale alla massa del campione di platino-iridio conservato a Sevres e che nelle intenzioni originarie doveva equivalere alla massa di 1 dm3 di acqua pura a 4 °C
Intensità di corrente [I]
ha per unità l’ampere (A), corrente costante che percorrendo a regime stazionario due conduttori paralleli rettilinei di lunghezza infinita, di sezione circolare, con diametro trascurabile, posti a distanza di 1 m nel vuoto, produce tra i due conduttori una forza di 2·10-7 N/m
Temperatura (intervallo) [θ]
ha per unità il kelvin (K), determinato fissando a 273.16 K la temperatura del punto triplo dell’acqua sulla scala termodinamica delle temperature assolute
Sistema Internazionale di Unità di Misura (SI)
Intensità luminosa [IV]
ha per unità la candela (cd), definita come l’intensità luminosa in una data direzione di una sorgente che emette una frequenza monocromatica di frequenza pari a 540 · 1012 Hz, la cui intensità energetica in tale direzione è di (1/683) W/sr
Quantità di sostanza [mol]
ha per unità la mole (mol), definita come la quantità di sostanza di un sistema che contiene tante unità elementari quanti sono gli atomi in 0.012 kg di carbonio 12 (12C), contiene tante unità elementari quanti sono gli atomi in 0.012 kg di carbonio 12 (12C), cioè un numero di Avogadro di molecole, cioè 6.022 1023.
Grandezze supplementari
Accanto alle sette grandezze fondamentali, il SI definisce due grandezze supplementari:
- l’angolo piano [Φ], misurato in radianti (rad) - l’angolo solido [Ω], misurato in steradianti (sr)
In tal modo la misura degli angoli si riduce a quella di lunghezze o di aree e si evita il ricorso ad altre unità non coerenti quali, ad esempio, i gradi sessagesimali.
Sistema Internazionale di Unità di Misura (SI)
Tutte le unità di misura devono essere riferibili a multipli dei sette campioni fondamentali*.
simbolo nome grandezza Definizione
m metro lunghezza Percorso della luce in 1/299792458 s
kg chilogrammo massa Campione conservato al BIPM
* Solo per la massa esiste oggi un campione fisico
s secondo tempo Durata di 9192631770 periodi dell’atomo di Cesio 133
A ampere corrente Corrente che genera, secondo la legge di Ampere, una forza di 0.2 µN/m
K kelvin temperatura 1/273.16 della temperatura termodinamica del punto triplo dell’acqua
mol mole quantità di
sostanza
Quantità di sostanza che contiene lo stesso numero di particelle quanti sono gli atomi di C12 contenuti in 0.012kg di C12
cd candela Intensità
luminosa
intensità luminosa radiazione di 540 THz, con intensità radiante di 1/683 W/sr
Sistema Internazionale di Unità di Misura (SI)
È stabilito un sistema di multipli e sottomultipli identificati da prefissi, definiti da potenze di 10 dell’unità di base, in cui non sono concesse combinazioni fra prefissi
Nome kilo mega giga tera peta exa zetta yotta
Simbolo k M G T P E Z Y
Nome milli micro nano pico femto atto zepto yocto
Simbolo m µ n p f a z y
10x 0 3 6 9 12 15 18 21 24
Simbolo k M G T P E Z Y
10x 0 3 6 9 12 15 18 21 24
Sistema Internazionale di Unità di Misura (SI)
IN CHE MODO SI POSSONO CONFRONTARE I
RISULTATI DI UNA MISURAZIONE CON I CAMPIONI DI RIFERIMENTO INTERNAZIONALI?
Il compito del BIPM è di assicurare l’uniformità
SI È DETERMINATA assicurare l’uniformità
delle misurazioni e la loro tracciabilità rispetto al
Sistema Internazionale di Unità di Misura (SI) nel mondo
SI È DETERMINATA UNA ININTERROTTA CATENA DI
TRACCIABILITÁ CHE LEGHI CIASCUN
TRASDUTTORE AL SISTEMA
INTERNAZIONALE
Sistema Internazionale di unità di misura (SI)
Istituto
Nazionale di Metrologia (INRIM in Italia)
campioni del BIPM (definizioni del SI)
Standard nazionale
standard internazionale
Laboratori accreditati per la taratura (laboratori SIT in Italia)
centro di taratura aziendale
sessione di taratura in fabbrica
sistema di misura aziendale
standard di riferimento
standard di riferimento aziendale
standard di fabbrica
Norme e direttive
La Direttiva sugli Strumenti di Misura (2004/22/EC) è una direttiva emanata dall’Unione Europea con l’intento di
uniformare il mercato degli strumenti di misura nei 27 paesi che la costituiscono.
(Prima dell’uniformazione dei metri standard è stato previsto un periodo di 10 anni di transizione. I recepimenti nazionali della direttiva europea sono, ad oggi, in corso)
La UNI ISO 9000:2000 e le norme ad essa connesse richiedono la coerenza delle misurazioni, pertanto aderenza alla catena di tracciabilità del SI.
La ISO 17025:2000 regola l’accreditamento dei laboratori che testano gli strumenti di misura e ne eseguono la calibrazione.
La EA ILAC-G2:1994 stabilisce la tracciabilità delle misure
Processo di misurazione
Informazioni fornite dalla misura
modello risultato della
misurazione
Un sistema di misura serve per quantificare una proprietà del fenomeno fisico oggetto dello studio grazie ad un modello matematico basato sulle relazioni fisiche che governano il fenomeno studiato. Ciascun modello è una semplificazione della realtà e questa è una fonte di incertezza.
Dati in uscita fenomeno
fisico
Sistema di misura ingresso
Processo di misurazione
Informazioni fornite dalla misura
modello risultato della
misurazione
Devono essere tenute in considerazione le grandezze che non sono oggetto della misurazione ma che possono interferire con il misurando o con il trasduttore
Dati in uscita fenomeno
fisico
Sistema di misura ingresso
grandezze modificanti grandezze
interferenti
Processo di misurazione
informazioni fornite dalla misura modello
Risultato della misurazione
Si deve tener conto delle fonti di
incertezza,
aggiungendole al risultato della
misura
incertezza del modello
incertezza del fenomeno
fenomeno fisico
sistema di misura ingresso
grandezze modificanti grandezze
interferenti
dati in uscita
incertezza delle grandezze
incertezza delle grandezze
Incertezza di lettura
Accuratezza o Precisione:
un’osservazione
Sebbene vengano spesso uilizzati come sinonimi, il significato che in metrologia assumono i termini accuratezza e
precisione sono molto diversi.
Quando ci si vuol riferire all’incertezza da cui sono affetti un processo di misura o uno strumento di misura, il termine corretto è strumento di misura, il termine corretto è ACCURATEZZA. Il termine PRECISIONE, invece, può essere sostituito con il temine più tecnico REPETIBILITÁ, per evitare fraintendimenti
