Formazione e assistenza tecnica nei controlli non distruttivi

come valutare uno strumento di misura

Strumenti di Misura : 

Gli strumenti di misura si dividono in diretti e indiretti. 

Diretti.

Sono tutti quegli strumenti che forniscono localmente l' indicazione della variabile misurata ( manometri, termometri a mercurio, ecc ), per il loro funzionamento non necessitano di energia di alimentazione e sono caratterizzati da una modesta precisione dell' 1-2%. 

Indiretti.

Sono gli strumenti che trasmettono a distanza l'informazione della variabile misurata (per esempio i trasduttori elettrici che trasmettono un segnale elettrico, i trasmettitori che trasmettono invece un segnale normalizzato pneumatico od, elettrico ), per il loro funzionamento necessitano solitamente di energia di alimentazione ( eccetto quelli autogeneranti tipo piezoelettrici, piroelettrici, termocoppie, ecc ) e sono caratterizzati da una notevole precisione che può raggiungere 0,1-0,2%. 


SENSORI PIÙ COMUNI.

 

 

 

 

F Forza

S Spostamento

Variazione Impedenza

Segnale elettrico

Pressione

Membrana

Molla Bourdon Soffietto

Estensimetro

Piezoelettrico Piezoresistivo

Portata

Dispositivo di strozzamento + membrana Paletta

Galleggiante Turbina a vortice

 

Misuratore magnetico Ultrasuoni

Livello

Membrana Gorgogliamento

Molla Bourdon Soffietto Galleggiante

Elettrodi

Ultrasuoni Piezoelettrico Piezoresistivo

Temperatura

Termometro a gas

Termometro liquido

Termoresistenza Resistore

Termocoppia Pirometro Piroelettrico

Umidità

 

A capelli

Resistenza Capacità Bulbo secco e umido

Piezoelettrico Infrarosso

Viscosità

Capillare

Galeggiante

 

 

Massa Volumica

Membrana Gorgogliamento

Galeggiante

Estensimetro

Piezoelettrico

Forza

Da sé

Molla

Estensimetro

Piezoelettrico

Spostamento

 

 

Resistenza Capacità Induttanza

Trasformatore differenziale Syncro Resolver Digitale

Velocità

 

 

 

Dinamo tachimetrica Alternatore tachimetrico Digitale

Accelerazione

 

 

 

Trasformatore differenziale Piezoelettrico

 

 

MISURATORI DI TEMPERATURA PIÙ COMUNI

 

 

Tipo

Tipo di sensore

Tipo di trasduttore

Campo di apploicazione °C

Precisione °C

Termocoppia

2 metalli diversi saldati ad un estremo

elettronico

-270 – 2500

0,5

Termoresistenza

Metallo

ponte di Wheatstone

-200 – 850

0,2

Termistore

semiconduttore

ponte di Wheatstone

-100 – 300

0,1

Pirometro a radiazione totale

termopila o bolometro

elettronico

0 – 4000

2

Pirometro a spettro selettivo

foto diodo

elettronico

500 – 4000

1

Termometro a a liquido

liquido dilatabile

di spostamento

-200 – 600

1

Termometro a gas o vapore

gas o vapore espandibile

di pressione

-100 – 600

1

Termometro bimetallico

2 metalli uniti a differente dilatazione

di spostamento

-80 – 500

1

 

 

 

 

ACCURATEZZA

È la capacità di uno strumento di indicare o registrare il valore esatto della grandezza misurata. L'errore di indicazione che è la differenza fra il valore indicato e quello vero, esprime l'accuratezza dello strumento. In realtà nessuna misura può essere, se non per caso, esatta.
In ogni misura si commette un errore; gli errori possono essere “fortuiti” (o “occasionali”) e “sistematici”. I primi sono di segno variabile e indeterminato e dipendono,tra l'altro, dall'abilità dell'operatore; di questi si può, in qualche caso, presumere l'ordine di grandezza, ma mai il segno. Gli errori “sistematici” sono dovuti al procedimento e ai mezzi di misura, seguono leggi note e hanno, quindi un segno determinato: di questi si può tener conto in alcuni casi. 

PRECISIONE

È la capacità di uno strumento di indicare, nel caso di misure ripetute con lo stesso metodo e nelle stesse identiche condizioni, sempre lo stesso valore della grandezza misurata. Uno strumento può essere preciso pur non essendo accurato. 

SENSIBILITÀ 

È la più piccola variazione della grandezza misurata che lo strumento permette di osservare.
Molte misure nel campo termotecnico, ma anche in altri campi, non interessano tanto i metodi per ridurre o compensare gli errori, quanto la conoscenza dell'ordine di grandezza dell'errore che si può commettere, al fine di scegliere opportunamente lo strumento da impiegare. 
Normalmente la precisione o, meglio l'incertezza di uno strumento viene espressa in percento sul valore di sfondo scala. Una precisione dal 5% al 10% si può accettare solo per misure grossolane di grandezze non importante nei casi in cui si voglia conoscere soltanto l'ordine di grandezza della variabile controllata. Precisioni dal 2,5% al 5% sono accettabili per normali misure di esercizio della maggior parte delle grandezze da misurare. Precisioni dallo 0,5% al 1 % devono essere previste per le misure di grandezza importanti, specie dal punto di vista economico.
È importante tener presente che quando la misura di una grandezza si ottiene quale risultato di un'operazione matematica, dalla combinazione di più grandezze, l'errore che si introduce può essere calcolato. Si supponga che i valori misurati di due grandezze siano A e B e gli errori siano +-a e +-b, l'errore risultante nel caso delle quattro operazioni aritmetiche è:


per l'addizione R = +-

per la sottrazione R = +- 

per la moltiplicazione R = +- 

per la divisione R = +- 

Per fare un esempio pratico, si misura la differenza di temperatura dell'acqua entrante e uscente da un gruppo refrigeratore d'acqua con due termometri aventi una precisione di +-0,5°C, leggendo i due valori di +10°C e + 7°C, la differenza di temperatura sarà affetta da un errore pari a :

R = +-  = +-0,7

quindi, la differenza di temperatura sarà di 5°C +-0,7

Ci si rende conto che l'errore dipenda dalla differenza delle due misure ed è tanto più elevato, percentualmente, quanto più piccola è tale differenza.
La scelta della scala dello strumento è importante e richiede la conoscenza del campo di variabilità della grandezza da misurare. Le migliori letture sono effettuate all'incirca a 2/3 del valore di fondo scala; le letture effettuate all'inizio della scala sono affette da errori molto alti.
Attenzione va anche posta nel tipo di indicazione: esistono strumenti con indicazione analogica (scala e indice ) e altri con indicazione digitale; di volta in volta occorrerà scegliere il tipo più adatto alle esigenze della misura,alla variabilità più o meno rapida nel tempo della grandezza, ecc.