Sistemi di Misura

Sistema internazionale di unità 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

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 quozienteCoerente:i fattori di conversione che compaiono in prodotti e quoziente fra unità di misura devono essere sempre unitariUniforme:si deve poter ricavare il valore di un intervallo da due letture (gli estremi) lungo una scalaCompleto:deve consentire una valutazione quantitativa di qualsiasi fenomeno fisico osservabileUniversale:

deve essere accettato da tuttiStabile:

i campioni standard non devono variare nel tempoAccurato:

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 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]

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), 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*.

* Solo per la massa esiste oggi un campione fisico

simbolo nome grandezza Definizione

m metro lunghezza Percorso della luce in 1/299792458 s

kg chilogrammo massa Campione conservato al BIPM

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 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

Nome kilo mega giga tera peta exa zetta yotta

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 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)

Laboratori accreditati per la taratura(laboratori SIT in Italia)

centro di taratura aziendale

campioni del BIPM (definizioni del SI)

sessione di taratura in fabbrica

sistema di misura aziendale

Standard nazionale

standard di riferimento

standard di riferimento aziendale

standard di fabbrica

standard internazionale

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

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 inuscita

fenomeno fisico

Sistema di misura

modello

ingresso

risultato della misurazione

Processo di misurazione

Informazioni fornite dalla misura

Dati in uscita

fenomeno fisico

Sistema dimisura

modello

ingresso

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

grandezze modificanti

grandezzeinterferenti

Processo di misurazione

informazioni fornite dalla misura

fenomeno fisico

sistema di misura

modello

ingresso

Risultato della misurazione

Si deve tener conto delle fonti di incertezza, aggiungendole al risultato della misura

grandezze modificanti

grandezze interferenti

dati in uscita

incertezza delle grandezze

incertezza del modello

incertezza delle grandezze

incertezza del fenomeno

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 ACCURATEZZA. Il termine PRECISIONE, invece, può essere sostituito con il temine più tecnico REPETIBILITÁ, per evitare fraintendimenti