Termini e definizioni adottati dal Sistema di Misura.pptx

1. Misuriamo
Sistema di unità di misura
insieme delle unità di misura comprendente:
1) le grandezze fisiche dirette (quali lunghezza, massa, tempo,
temperatura ecc.)
2) le grandezze derivate (quali area, forza, energia ecc.)

2. Sistema
• Oggetto o insieme di oggetti, descritto in termini di grandezze ad
esso pertinenti. (UNI 4546, 1. 4)
Esempio: l'acqua di un pozzo è un sistema che può essere
descritto con diversi parametri:
•nel caso si voglia misurarne la potabilità: il contenuto di certi
batteri e il pH
•nel caso si voglia misurare l'idoneità come acqua di
alimentazione di un impianto per la produzione di vapore: il
contenuto di certi sali, il pH e il contenuto di determinati gas
disciolti.

3. Grandezza
•
Attributo di un fenomeno, corpo o sostanza, che può essere
distinto qualitativamente e determinato quantitativamente.
(VIM, 1.01)
Ogni quantità, proprietà, condizione usata per descrivere
fenomeni e valutabile in termini di unità di misura
(UNI 4546, 1.1)

4. Sistema di misurazione
•
E' l'insieme di operazioni, procedure, mezzi di misura, personale, che eseguono le attività di misura.
Deve essere:
• in controllo statistico: variabilità per cause comuni e non speciali
• avere una variabilità inferiore a quella del processo produttivo
• avere una variabilità compresa nei limiti specificati
Le proprietà statistiche considerate sono:
• ripetibilità
• riproducibilità
• distorsione
• stabilità
• linearità

5. Misura
•
Informazione costituita da un numero, un'incertezza e un' unità di
misura, assegnata a rappresentare un parametro in un
determinato stato del sistema. (UNI 4546, 2.)
A motivo dell'incertezza di misura, il valore di un parametro non
può essere determinato solo da un numero e dalla relativa unità
di misura, ma da una FASCIA DI VALORE ( UNI 4546, 2. 1) cioè
da un insieme limitato (MIN,MAX) di numeri, con unità di misura
associata che rappresenta la misura del parametro: l'ampiezza
della fascia corrisponde all'incertezza, mentre il valore centrale
corrisponde alla stima del parametro.
Compatibilità delle misure: fasce di valore con almeno un elemento in comune

6. Grandezza d'influenza
•
Grandezza che non è oggetto della misura, ma che influisce sul
valore del oggetto misurato o sulle indicazioni degli strumenti di misura
(VIM, 2.10)
Grandezza, diversa dall’ oggetto misurato , pertinente al sistema
misurato stesso e/o agli apparecchi impiegati o all' ambiente, la
cui variazione altera, agli effetti della misurazione o della
regolazione le caratteristiche degli apparecchi e/o le modalità
della misurazione. (UNI 4546, 3. 5).
Esempio: la temperatura (grandezza d’influenza), per le misure effettuate con calibri,
micrometri, comparatori, manometri….

7. Riferibilità
•
Proprietà del risultato di una misurazione consistente nel poterlo riferire a campioni appropriati, generalmente nazionali e internazionali, attraverso una catena
ininterrotta di confronti.
(VIM, 6.12)
Si riferisce alle misure eseguite: se una misura è riferibile ad un
determinato campione ciò significa che essa è compatibile con
la misura che si otterrebbe se la misura dello stesso misurando
fosse stata eseguita con il campione stesso.
Di conseguenza, adottando un campione unico, tutti coloro che
eseguono misure ad esso riferibili sono in grado di eseguire
misure tra loro confrontabili (compatibilità delle misure)
• Proprietà che un dispositivo per misurazione e/o regolazione acquisisce quando viene sottoposta a taratura impiegando strumenti o campioni le cui misure sono state
assegnate con riferimento a campioni riconosciuti come primari in un determinato contesto.
(UNI 4546, 7.1. 1)
Si riferisce ai dispositivi di misurazione (strumenti o campioni materiali) senza contraddizione con l'altra definizione.
Infatti, una volta definita la riferibilità del dispositivo ad un determinato campione, il dispositivo stesso è in condizioni di eseguire misure
compatibili con quelle prodotte dal campione.
La riferibilità di una misura presuppone la riferibilità del dispositivo di misurazione impiegato.
La riferibilità si ottiene mediante la taratura della strumentazione e/o dei campioni usati per l'esecuzione delle misure.
La successione ininterrotta di confronti di taratura con dispositivi aventi incertezza sempre decrescente, dal singolo strumento al
campione di più alto livello gerarchico, è definita catena metrologica o di riferibilità.
Il trasferimento ad un campione del valor e del campione nazionale avviene aggiungendovi un'incertezza: ogni trasferimento (confronto) è una taratura e perciò ha
un’incertezza.

8. Ripetibilità
• Attitudine di uno strumento per misurazione a fornire, in definite
condizioni di impiego, valori molto prossimi tra loro quando si
applica ripetutamente uno stesso segnale d'ingresso (VIM, 5.31).
• Attitudine di uno strumento a fornire valori di lettura poco differenti tra di loro in
letture consecutive eseguite indipendentemente sullo stesso provino, con
procedimento unificato, dallo stesso operatore, nelle stesse condizioni per le
grandezze d' influenza (UNI 4546, 6.3)
• Pratica comune: l'intervallo deve contenere il 95% dei valori di lettura cioè il ± 2σ di
una distribuzione normale.

9. Stabilità
•
Attitudine di uno strumento di misura a mantenere le sue caratteristiche metrologiche
(VIM, 5. 16)
•
Attitudine di uno strumento a fornire valori di lettura poco differenti tra di loro in letture
eseguite indipendentemente sullo stesso provino, con procedimento unificato, dallo stesso
operatore, nelle stesse condizioni per le grandezze d' influenza (UNI 4546, 6.4)
Ripetibilità: misure ripetute in successione
Stabilità: misure ripetute in un lungo arco di tempo

10. Risoluzione
•
Attitudine di uno strumento a rispondere a piccole variazioni del
segnale di ingresso (VIM, 5. 11).
Attitudine di un dispositivo per misurazione e/o regolazione a
risolvere stati diversi del misurando durante la misurazione
(UNI 4546, 6.2).
esempio: per misurare un diametro con limiti di specifica pari a (15 ± 0,2)mm quale
strumento uso?
•un calibro a corsoio con risoluzione pari a 0,1 mm
•un micrometro con risoluzione 0,01 mm

11. Accuratezza
L'accuratezza di uno strumento di misura indica quanto il
risultato della misura di una grandezza, effettuata con lo
strumento, si avvicina al valore vero, in comparazione con i
campioni di riferimento metrologici.
In parole semplici, più uno strumento è accurato e più piccolo
sarà l'errore commesso nella misura.

12. Precisione
• La precisione di uno strumento di misura, un tempo ritenuta sinonimo
dell'accuratezza, in campo metrologico ha assunto un significato
completamente diverso e indica la capacità di uno strumento di misurare lo
stesso valore, a parità di condizioni.
• Quindi, eseguendo la stessa misura più volte, se la grandezza misurata non
cambia e se non cambiano altri fattori, uno strumento è tanto più preciso
quanto il valore misurato rimarrà invariato tra una misura e l'altra.

13. In questo esempio, assumendo il centro del bersaglio come il valore vero della grandezza sotto misura,
abbiamo 4 casi:
1.Lo strumento è preciso e accurato, cioè è in grado fare una misura molto vicina al valore vero e,
ripetendo la misura, i risultati non si discostano molto tra loro.
2.Lo strumento è preciso ma non accurato, perché le misure sono tutte vicine tra loro, ma lontane dal
valore vero.
3.In questo caso stiamo utilizzando uno strumento accurato ma non in grado di offrire una ripetibilità
delle misure, quindi poco preciso.
4.Siamo nella condizione peggiore: lo strumento, oltre a misurare valori molto diversi gli uni dagli altri,
questi sono anche molto lontani dal valore vero.

14. Cosa è l’incertezza ?
L'incertezzadi una misurazioneci dice qualcosasulla sua
qualità.
L'incertezza di misura è il dubbio che esiste sul risultato di ogni
misurazione
Si potrebbe pensareche righelli orologi e termometri ben fatti
debbano essere affidabili, e dare le risposte giuste.
Ma per ogni misura, anche la più accurata,c'è sempre un
margine di dubbio.
Nel linguaggio di tutti i giorni un bastone potrebbe essere di due
metri di lunghezza ……… centimetro più centimetro meno.

15. Esprimere l’incertezza delle misure
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Dal momento che c'è sempre un margine di dubbio su una
qualsiasi misurazione, abbiamo bisogno di chiedere
'Quanto è grande il margine?' e 'Quanto è grande il
dubbio?
Così, al fine di quantificare un'incertezza sono
realmente necessari due numeri:
Uno è la l’ampiezza del margine, o intervallo.
L'altro è il livello di confidenza, che stabilisce come
sono sicuro che il 'valore vero' sia all'interno di tale
margine.

16. Errore ed incertezza
• E’ importante non confondere i termini “errore” ed “incertezza”.
• L’ Errore è la differenza tra il valore misurato e il 'valore reale' della cosa si sta
misurando.
• L‘Incertezza è una quantificazione del dubbio circa il risultato della misurazione.
• Quando è possibile cerchiamo di correggere eventuali errori noti: per esempio,
applicando le correzioni dai certificati di taratura.
• Ma ogni errore di cui non conosciamo il valore è una fonte di incertezza.

17. Definizione di INCERTEZZA di misura
• L’incertezza descrive completamente “la qualità” della misura e
presuppone che tutti gli effetti sistematici, eventualmente presenti nel
processo di misurazione, siano stati corretti.
• In generale, il risultato di una misurazione è solamente
un’approssimazione o stima del valore del misurando ed è
pertanto completo solamente quando sia accompagnato da una
dichiarazione dell’incertezza di quella stima.

18. Perché è importante l’incertezza di
misura?
Possiamo essere interessati all’ incertezza di misura, semplicemente perché si
desidera effettuare le misurazioni di buona qualità e per capire i risultati. Tuttavia,
ci sono altri motivi più particolari per pensare all’ incertezza di misura.
Si possono fare delle misure come elemento necessario per :
• una taratura – dove l’incertezza di misura deve essere riportata sul certificato di
taratura
• Una prova - dove l’incertezza di misura serve per determinare una situazione
passa non-passa
• soddisfare una tolleranza – dove serve conoscere l’incertezza prima di
decidere se la tolleranza è soddisfatta.

19. Da dove provengono errori ed incertezze?
• Lo strumento di misura– gli strumenti possono presentare errori di scostamento (bias), cambiamenti dovuti
all’invecchiamento, usura, oppure altri tipi di deriva, poca leggibilità, rumore (per gli strumenti elettrici) e molti
altri problemi.
• Il componente da misurare - che può non essere stabile. (Immaginate di misurare le dimensioni di un
cubetto di ghiaccio in una stanza calda)
• Il processo di misurazione - la misura stessa può essere difficile da fare. Per esempio misurare il peso
di animali vivi di taglia piccola presenta particolari difficoltà poiché non è facile ottenere la cooperazione degli
animali stessi.
• Incertezze 'importate' – la taratura dello strumento ha un'incertezza che viene poi incorporata nell’
incertezza delle misure effettuate. (Ma ricordiamoci che l'incertezza dovuta alla non taratura sarebbe stata più
elevata.)

20. Da dove provengono errori ed incertezze?
• Capacità dell’operatore
Alcune misure dipendono dalla capacità e il giudizio dell'operatore. Una persona può essere migliore di un
altra per il delicato lavoro di preparazione di una misura, oppure per leggere i dettagli ad occhio.
L'uso di uno strumento come il cronometro dipende dal tempo di reazione dell'operatore. (Comunque gli errori
grossolani sono tutt'altra cosa, e non devono essere considerati come incertezze.)
L’allineamento visivo è una capacità dell’operatore.
Un movimento dell’osservatore può fare apparire un oggetto
in movimento.
'Errori di parallasse' di questo tipo possono verificarsi durante la
lettura di una scala con un puntatore.

21. Da dove provengono errori ed incertezze?
• Problemi di campionamento - le misurazioni effettuate devono essere sufficientemente
rappresentative del processo che si sta tentando di valutare.
Se si vuole conoscere la temperatura al banco di lavoro, non si deve misurare con un termometro posizionato
sulla parete vicino ad una presa di aria condizionata.
Se si scelgono i campioni da una linea di produzione per la misura, non si prendono sempre i primi dieci
realizzati il lunedì mattina.
• L’ambiente - temperatura, pressione atmosferica, umidità e molte altre condizioni possono influenzare lo
strumento di misura o l’elemento che si sta misurando.
Se le dimensioni e l'effetto di un errore sono noti (ad esempio da un certificato di taratura) può essere
applicata la correzione al risultato della misurazione.
Ma, in generale, le incertezze di ciascuna di queste fonti, e da altre fonti, sono contributi individuali in ingresso
che contribuiscono alla incertezza complessiva della misura.