L'uscita dello strumento di misura consiste nell'elaborazione di tale segnale.

DEFINIZIONI

Il linguaggio metrologico attualmente non è sempre univoco; non solo si trovano diverse scelte terminologiche nei diversi settori disciplinari (meccanico, elettrico, etc.), ma anche i concetti fondamentali della misura sono spesso affrontati con diversi approcci logici.

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Si trova l'approccio operativo in termini di segnale e di risposta, seguito dalla norma UNI 4546-Misure e misurazioni [25] (solo per misurazioni in regime stazionario), secondo il quale nell'interazione tra il sistema di misura e l'ambiente oggetto della misurazione si genera un segnale contenente informazioni sul parametro da misurare.

L'uscita dello strumento di misura consiste nell'elaborazione di tale segnale.

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In contrapposizione si trova l'approccio tradizionale in termini di valore vero ed errore: il misurando viene descritto da un numero reale, definito "il valore vero";

imperfezioni e disturbi del sistema di misura causano diversi "errori". La stima di tali

"errori" porta a stabilire quanto il valore indicato dallo strumento si avvicina al "Il valore vero".

Il VIM [26], fa principalmente riferimento a quest'ultimo approccio ma, conscio dell'impossibilità di raggiungere il "valore vero" teorico di una grandezza, sostituisce al termine "Il valore vero" il termine "Il valore convenzionalmente vero". Il VIM cerca inoltre di tenere conto nella terminologia anche del primo tipo di approccio, pur evidenziando qualche difficoltà di uniformare i termini.

Si ritiene utile riportare di seguito le definizioni di alcuni termini metrologici per chiarire il significato di termini frequentemente usati nel testo.

Vocabolario dei termini (ove non diversamente specificato, la definizione è da intendersi del VIM [26]).

Accuratezza della misura: Grado di concordanza tra il risultato della misurazione e il valore convenzionalmente vero del misurando. L'uso del termine "precisione" in luogo di accuratezza deve essere evitato.

Accuratezza di uno strumento: Attitudine di uno strumento per misurazione a dare indicazioni prossime al valore vero del misurando ed a fornire indicazioni esenti da errore sistematico strumentale.

Campione: Campione materiale, strumento per misurazione o sistema di misurazione inteso a definire, conservare o riprodurre una unità ovvero uno o più valori noti di una grandezza per trasmetterli per confronto ad altri strumenti per misurazione.

Campione primario: Campione che presenta le migliori qualità metrologiche in un dominio specificato. Campione secondario: Campione il cui valore è fissato per confronto con un campione primario.

Campo nominale di misura: Per ogni estensione della scala, insieme dei valori del

misurando per i quali uno strumento per misurazione fornisce dei valori interni all'ampiezza

della scala, per una particolare posizione dei suoi comandi.

Caratteristica di risposta: In condizioni definite, relazione tra un segnale di ingresso e la risposta corrispondente. La relazione può essere fondata su considerazioni teoriche o sperimentali, essa può essere espressa sotto forma di equazione algebrica, di tavola numerica o di grafico. Quando il segnale di ingresso varia in funzione del tempo, la funzione di trasferimento (quoziente tra la trasformata di Laplace della risposta e la trasformata di Laplace del segnale di ingresso) è una forma della caratteristica di risposta.

Carico strumentale: (UNI 4546[25]) insieme delle caratteristiche di uno strumento rilevanti a descrivere l'alterazione che esso porta allo stato del sistema misurato nell'interazione della misurazione.

Classe di precisione: Classe di strumenti per misurazione che soddisfano determinanti requisiti metrologici volti a contenere gli errori entro limiti specificati.

Compatibilità: (UNI 4546[25]) condizione che si verifica quando le fasce di valore assegnate in diverse occasioni come misura dello stesso paramento nello stesso stato hanno almeno un elemento in comune. Perché diverse misure siano compatibili è necessario e sufficiente che esista un elemento comune a tutte le fasce di valore: un insieme di misure che soddisfa a questa condizione si dice mutuamente compatibile.

Conferma metrologica: (UNI-EN 30012/1 [27]) insieme di operazioni richieste per assicurare che una funzione di un apparecchio per misurazione sia in uno stato di conformità ai requisiti per l'utilizzazione prevista (spesso per brevità il termine è semplificato in

"conferma").

Condizioni di riferimento: Condizioni d'uso di uno strumento per misurazione prescritte per la verifica delle prestazioni o per assicurare validi confronti dei risultati delle misurazioni.

Correzione: Valore che, sommato algebricamente al risultato bruto di una misurazione, compensa un errore sistematico presunto.

Costante strumentale: Coefficiente per il quale deve essere moltiplicata una indicazione diretta per ottenere l'indicazione di uno strumento per misurazione.

Curva di taratura: (UNI 4546 [25]) relazione biunivoca tra ogni valore di lettura fornito dallo strumento ed il corrispondente valore da assegnare al misurando.

Diagramma di taratura: (UNI 4546 [25]) relazione che permette di ricavare da ogni valore di lettura fornito da un dispositivo per misurazione e/o regolazione la misura da assegnare al misurando.

Dimensione di una grandezza: Espressione che rappresenta una grandezza di un sistema di grandezze come il prodotto di potenze delle grandezze di base del sistema.

Effetto cumulativo delle incertezze: (UNI-EN 3001211 [27]) per ciascun campione o

apparecchio che è stato confermato, occorre tenere conto dell'effetto cumulativo

dell'incertezza di misura introdotto in ciascuno stadio della catena di taratura. Devono essere registrati i particolari contributi dell'incertezza totale e devono essere registrati i metodi di combinazione di questi contributi.

Errore assoluto della misura: Risultato di una misurazione meno il valore convenzionalmente vero del misurando. Le parti note dell'errore di misura possono essere compensate applicando le correzioni appropriate. L 'errore del risultato corretto può essere caratterizzato solamente da un'incertezza.

Errore casuale: Componente dell'errore della misura che, durante più misurazioni dello stesso misurando, varia in modo non prevedibile.

Errore di inseguimento: Errore dovuto al ritardo della risposta di uno strumento per misurazione ad un segnale di ingresso variabile.

Errore intrinseco: Errore di uno strumento per misurazione utilizzato nelle condizioni di riferimento.

Errore relativo: Errore assoluto della misura diviso per il valore convenzionalmente vero del misurando.

Errore sistematico: Componente dell'errore della misura che, nel corso di più misurazioni dello stesso misurando, rimane costante o varia in modo prevedibile. Uno strumento o, più in generale un metodo di misurazione possono essere affetti da diversi errori sistematici che non sono sempre di facile valutazione.

Errore di indicazione: Indicazione di uno strumento per misurazione meno il valore convenzionalmente vero del misurando.

Errore di ripetibilità: Componente casuale dell'errore di uno strumento per misurazione.

Graduazione: (UNI 4546[25]) insieme dei tratti che permettono di determinare la posizione dell'equipaggio mobile di uno strumento.

Grandezza: Attributo di un fenomeno, corpo o sostanza, che può essere distinto qualitativamente e determinato quantitativamente. Esempi: a) grandezza in senso generale:

lunghezza, tempo, massa. b) grandezze in senso determinato: lunghezza di una data barra.

Grandezza adimensionale: Grandezza la cui espressione in funzione delle grandezze di base di un determinato sistema ha tutti gli esponenti nulli.

Grandezza derivata: Grandezza che, in un sistema di grandezze, è definita in funzione delle

grandezze di base di quel sistema.

Grandezza di base: Grandezza che, in un sistema di grandezze, è convenzionalmente accettata come indipendente dalle altre.

Grandezza d'influenza: Grandezza che non è oggetto della misura, ma che influisce sul valore del misurando o sulle indicazioni degli strumenti di misura.

Incertezza della misura: Stima caratterizzante il campo di valori entro cui cade il valore vero del misurando. L 'incertezza di misura comprende, in generale, molte componenti. Alcune di queste componenti possono essere stimate sulla base della distribuzione statistica dei risultati di serie di misurazioni e possono essere caratterizzate dallo scarto quadratico medio sperimentale. La stima delle altri componenti può essere solo basata sull'esperienza o su altre informazioni. Nella UNI 4546 [25] l'incertezza viene definita in riferimento al concetto di compatibilità delle misure e non a quello di valore vero ("intorno limitato del valore di un parametro corrispondente agli elementi della fascia di valore assegnatagli come misura").

Incertezza intrinseca: (UNI 4546 [25]) Minima incertezza che può essere assegnata nella misura di un parametro. L 'incertezza assegnata alla misura non dipende soltanto dal metodo di misurazione usato, ma contiene una parte legata intrinsecamente alla definizione stessa del paramento.

Incertezza di lettura: (UNI 4546 [25]) intorno simmetrico limitato del valore di lettura di un dispositivo per misurazione a formato analogico, comprendente tutti i valori c1le potrebbero essere assegnati come valore di lettura con la stessa validità di quello che viene assegnato come tale.

Incertezza di zero: (UNI 4546 [251) intorno limitato del valore nullo di un parametro, entro il quale non è possibile assegnare un valore finito alla sua misura.

Incertezza strumentale: (UNI 4546[25]) incertezza che viene associata al valore (di misura), assegnato mediante la curva di taratura, per garantire la compatibilità della misura corrispondente alla lettura effettuata.

Indicazione: Valore di un misurando fornito da uno strumento per misurazione.

Intervallo di misura: Modulo della differenza tra due limiti di un campo nominale di misura di uno strumento per misurazione.

Intervallo di conferma: (UNI-EN 30012/1 [27]) Ogni apparecchiatura per misurazione deve essere sottoposta a conferma ad intervalli di tempo appropriati fissati in funzione della loro stabilità, dello scopo e dell'utilizzazione. Gli intervalli devono essere tali che una nuova conferma sia effettuata prima di ogni probabile alterazione dell'accuratezza che sia significativa nell'uso dello strumento.

Isteresi: (UNI 4546[25]) proprietà di uno strumento di fornire valori di lettura diversi in

corrispondenza al medesimo misurando, quando questo viene fatto variare per valori crescenti

o per valori decrescenti.

Lettura: (UNI 4546 [25]) rilevamento dell'indicazione di un dispositivo, che contiene l'informazione relativa al valore assunto dal misurando.

Limite di incertezza: (UNI 4546[25]) limite massimo dell'incertezza strumentale tollerato per l'appartenenza di un dispositivo per misurazione e/o regolazione ad una data classe di precisione.

Livello di qualità delle misure: (UNI 4546[25]) termine di comparazione qualitativa tra misure dello stesso tipo. Il livello di qualità è tanto più alto quanto più stretta è l'incertezza assegnati alla misura.

Metodo di misurazione: (UNI 4546[25]) specificazione delle procedure di applicazione al sistema misurato di apparecchi per misurazione, delle caratteristiche di questi e delle modalità di elaborazione dei segnali di lettura, da adottarsi per effettuare una misurazione.

Metrologia: Campo della conoscenza che riguarda le misurazioni.

Misura: (UNI 4546 [25]) informazione costituita da un numero, un'incertezza ed un'unità di misura, assegnata a rappresentare un parametro in un determinato stato del sistema.

Misurando: Grandezza oggetto della misurazione.

Misurazione: Insieme di operazioni che ha lo scopo di determinare il valore di una grandezza.

Misurazione dinamica: Determinazione del valore istantaneo di una grandezza, ed eventualmente anche del suo andamento nel tempo. L'aggettivo "dinamico" si riferisce al misurando e non al metodo di misurazione.

Misurazione statica: Misurazione di una grandezza il cui valore può essere considerato costante per la durati della misurazione.

Modello: (UNI 4546[25]) insieme organico di relazioni tra valori di parametri, descrivente le interazioni e l'evoluzione dei sistemi. L 'uguaglianza tra i valori di parametri deve essere soddisfatti come compatibilità tra le misure dei parametri stessi.

Parametro: (UNI 4546[25]) ogni grandezza pertinente ad un sistema alla quale è necessario assegnare valori per descrivere il sistema stesso, la sua evoluzione o le sue interazioni con altri sistemi e con l'ambiente.

Riferibilità: Proprietà del risultato di una misurazione consistente nel poterlo riferire a

campioni appropriati, generalmente nazionali o internazionali, attraverso una catena

ininterrotta di confronti.

Relazione di compatibilità: (UNI 4546 [25]) relazione che consente di confrontare misure dello stesso parametro nello stesso stato, al fine di stabilire se esse sono o no fra di loro compatibili.

Ripetibilità: Grado di concordanza tra i risultati di successive misurazioni dello stesso misurando condotti in modo da rispettare tutte le seguenti condizioni: stesso metodo di misurazione, stesso osservatore, stesso strumento per misurazione, stesso luogo, stesse condizioni di utilizzazione, ripetizione entro un breve periodo di tempo. La ripetibilità può essere espressa quantitativamente in termini di dispersione dei risultati.

Riproducibilità: Grado di concordanza tra i risultati di misurazioni dello stesso misurando quando le singole misurazioni siano condotte cambiando condizioni come: metodo di misurazione, osservatore, strumento per misurazione, luogo, condizioni di utilizzazione, tempo. Perchè un'affermazione sulla riproducibilità sia valida è necessario specificare le condizioni che si sono fatte variare.

Risoluzione: Attitudine di uno strumento per misurazione a rispondere a piccole variazioni del segnale di ingresso.

Risultato bruto: Risultato di una misurazione prima della correzione degli errori sistematici presunti.

Risultato corretto: Risultato di una misurazione ottenuto dopo aver apportato al risultato bruto le correzioni destinate a tenere conto degli errori sistematici presunti.

Risultato di una misurazione: Valore di un misurando ottenuto mediante misurazione.

Segnale di misura: Rappresentazione del misurando in un sistema di misura.

Sensibilità: Variazione della risposti di uno strumento per misurazione divisa per la corrispondente variazione del segnale di ingresso. (La UNI 4546[25] invece definisce la sensibilità come "inverso della pendenza della curva di taratura in un suo punto" e quindi come il "rapporto tra la differenza fra due valori di lettura intorno alla lettura considerati e la differenza fra i corrispondenti valori di misura".)

Sistema di unità di misura: Insieme stabilito di unità per un determinato sistema di grandezza. Esempio: sistema internazionale di unità, SI,

Soglia di risoluzione: La più piccola variazione del segna]e di ingresso che produce una variazione percettibile della risposta di uno strumento per misurazione.

Stabilità: (UNI 4546[25]) Attitudine di uno strumento a fornire valori di lettura poco

differenti fra loro, in letture eseguite indipendentemente dallo stesso misurando in un

intervallo di tempo definito, con procedimento unificato e nelle stesse condizioni per le

grandezze di influenza.

Stato del sistema: (UNI 4546[25]) insieme dei valori assegnati contemporaneamente dai parametri del sistema. Strumento per misurazione: Dispositivo destinato a fare una misurazione, solo o unito ad altri apparati.

Taratura: Insieme delle operazioni che stabiliscono, sotto condizioni specificate, la relazione tra i valori indicati da uno strumento o da un sistema per misurazione, o i valori rappresentati da un campione materiale, ed i corrispondenti valori noti di un misurando.

Tolleranza: (non definito dal VIM e dall'UNI 4546) si riferisce frequentemente alle specifiche di progetto di un componente e definisce lo scostamento fra il valore nominale del parametro ed il valore effettivo misurato.

Trasduttore: Dispositivo per misurazione che fa corrispondere ad una grandezza di ingresso una grandezza di uscita secondo una legge determinata.

Unità di misura: Grandezza determinata, adottata per convenzione, usata per esprimere quantitativamente grandezze aventi la stessa dimensione

Unità di misura derivata: Unità di misura di una grandezza derivata in un determinato sistema di grandezze. Per esempio nel sistema SI: Newton (N), unità di forza,

Unità di misura base: Unità di misura di una grandezza di base in un determinato sistema di grandezze.

Valore di una grandezza: Espressione di una grandezza in termini di un numero e di una unità di misura appropriata, Esempio: 5,3 m.

Valore convenzionalmente vero: Valore di una grandezza che può essere sostituito al valore vero in casi particolari. In generale si ritiene che un valore convenzionalmente vero sia abbastanza vicino al valore vero da poter considerare la differenza come trascurabile per un determinato scopo. E' talvolta chiamato "valore assegnato", "migliore stima del valore",

"valore convenzionale" o "valore di riferimento".

Valore della risoluzione: Espressione quantitativa della attitudine di un dispositivo indicatore a far apparire significativamente la differenza fra valori molto vicini della grandezza indicata.

Valore nominale: Valore usato per designare una caratteristica di un dispositivo o come guida al suo uso previsto.

Valore vero di una grandezza: Valore che caratterizza una grandezza perfettamente definita,

nelle condizioni esistenti quando la grandezza viene considerata. Il valore vero di una

grandezza è un concetto ideale e, in generale, non può essere noto con esattezza. In realtà,

effetti quantistici possono precludere l'esistenza di un unico valore vero. Per la Guida

ISO[191 (§D.3.5) l'aggettivo "vero" è superfluo in quanto un valore unico "vero" è solamente

un concetto idealizzato.

Valutazione di un parametro: (UNI 4546 [251) Assegnazione di una determinata fascia di valore come misura del parametro in un determinato stato. Si ritiene opportuno sottolineare, in accordo con quanto precedentemente accennato, che alcune definizioni contrastano con quanto accettato da altri autori. I motivi del contrasto che emerge dal VIM sembrano essere diversi; tra questi appare la necessità di uniformare il più possibile il linguaggio nazionale di metrologia in conformità con i concetti esposti e la necessità di uniformare il linguaggio nazionale a quello internazionale.

Ad esempio il VIM [261, limita le proprie ambizioni per quanto riguarda la definizione di

"errore" ed "incertezza" in quanto tali concetti sono tuttora oggetto di studio e di controversia, ma tende a diffondere il concetto di incertezza come "la stima dell'errore possibile, di segno incognito"; il VIM ricorre pure frequentemente al linguaggio statistico che è "spesso abusivamente applicato nel campo metrologico [261".

Nel VIM non viene definito il termine "compatibilità", utilizzato dalla norma UNI 4546 per definire l'incertezza, in quanto essa viene ancora definita in riferimento al "valore convenzionalmente vero".

Per quanto riguarda poi il termine "precisione", definito da altri autori [11,[81 come la somma delle qualità metrologiche di "accuratezza" e di "ripetibilità", il VIM e la norma UNI- EN30012/1 ne sconsigliano vivamente l'uso per uniformare il significato del termine italiano al termine "accuracy" anglosassone. Secondo la tendenza attuale quindi si deve tradurre in italiano il termine "accuracy" che comprende la qualità di "precision" (tradotto in ripetibilità, relativa a variazioni random) e la qualità di "bias" (tradotto in effetti sistematici), si deve sostituire il termine italiano di "accuratezza" (anziché di "precisione"); il termine

"accuratezza" quindi non deve essere più inteso come la qualità di presentare solamente errori

sistematici piccoli.