confronto di quantità incognita con grandezza omogenea di riferimento
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- Damiano Fusco
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1 Introduzione - richiami Misura: confronto di quantità incognita con grandezza omogenea di riferimento Richiami, Concetti generali p.1/43
2 Introduzione - richiami Misura: confronto di quantità incognita con una (assunta) nota. Campione, Standard: riferimento noto con precisione Il confronto è reso possibile dall unità di misura Unità di Misura: permette di esprimere numericamente il risultato della misura. multipli e sottomultipli Richiami, Concetti generali p.2/43
3 Campioni - campioni materiali (es. Kg - campioni basati su esperimenti ) - primari: incertezza tipica bassa (es. tempo: - secondari (es. tempo: - di lavoro ) ) Richiami, Concetti generali p.3/43
4 Standardizzazione Organismi di standardizzazione: - Conférence Générale des Poids et Mesures (CGPM) - Comité International des Poids et des Mesures (CIPM) - Bureau International des Poids et Mesures (BIPM, liv. operativo) - National Institute of Standards and Technology (NIST, U.S.A.) - Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM, dal 2006) Richiami, Concetti generali p.4/43
5 Unità di misura QUANTITÀ UNITÀ SIMBOLO P Lunghezza metro m P Massa chilogrammo kg P Tempo secondo s P Corrente elettrica ampère A P Temperatura kelvin K P Quantità di sostanza mole mole P Intensità luminosa candela cd S Angolo piano radiante r S Angolo solido steradiante sr (G. Basso, B. Neri, Strumentazione Elettronica, S.E.U., Pisa, 2006) Richiami, Concetti generali p.5/43
6 Unità di misura - m: la lunghezza del percorso effettuato dalla luce nel vuoto durante un intervallo di tempo pari a 1/ s. - Kg: la massa del prototipo internazionale. - s: la durata di periodi della radiazione corrispondente alla transizione tra i due livelli iperfini dello stato fondamentale dell atomo di Cs. - A: l intensità di corrente costante che - percorrendo due conduttori rettilinei paralleli di lunghezza infinita, di sezione circolare trascurabile e posti alla distanza di un metro - originerebbe, fra tali conduttori, una forza pari a N per metro di lunghezza. - K, mole, cd:... Richiami, Concetti generali p.6/43
7 Unità di misura unità principali unità derivate lunghezza m massa kg tempo s corrente A temperatura K q. materia mol int. luminosa cd superficie m velocità m/s forza N=kg m/s carica el. C=A s volume accelerazione lavoro m m/s J=N m potenza W=J/s=... Richiami, Concetti generali p.7/43
8 Schema generale di un sistema di misura gr. fisica acquisizione elab. presentazione acquisizione: gr. fisica sensore condizionamento conversione elaborazione:... presentazione: conversione condizionamento visualizzazione attuazione Richiami, Concetti generali p.8/43
9 Schema generale di un sistema di misura (2) mux elab. demux controllo mux/demux digitali mux/demux perdita di informazione? Richiami, Concetti generali p.9/43
10 Schema generale di un sistema di misura (2 ) mux elab. demux controllo mux/demux analogici mux/demux perdita di informazione? Richiami, Concetti generali p.10/43
11 Schema generale di un sistema di misura (3) Misure a distanza mux (modul.) TX RX demux (demodul.) mezzo di trasmissione Richiami, Concetti generali p.11/43
12 Specifiche Caratteristiche del sistema (di misura); il sistema funziona correttamente se lo fa in accordo con le specifiche. Specifiche di un sistema di misura: - range; - accuratezza; - precisione; - risoluzione; - sensibilità (anche ad altre grandezze); - condizioni di funzionamento; -... Richiami, Concetti generali p.12/43
13 Caratteristiche Sensibilità (trasduttori): trasd. rapporto tra la variazione dell uscita e la corrispondente variazione dell ingresso: Es.: convertitore - : convertitore - : oscilloscopio: Richiami, Concetti generali p.13/43
14 Caratteristiche Ripetibilità: misura l accordo tra risultati di misure successive della stessa quantità, effettuate: - con lo stesso metodo; - dallo stesso operatore; - con lo stesso strumento; - nelle stesse condizioni di impiego; - a breve distanza di tempo; - nello stesso luogo. Richiami, Concetti generali p.14/43
15 Caratteristiche (2) Riproducibilità: misura l accordo tra risultati di misure successive della stessa quantità, effettuate cambiando alcune condizioni, quali: - il metodo; - l operatore; - lo strumento di misura; - il luogo; - le condizioni; - il tempo. Richiami, Concetti generali p.15/43
16 Affidabilità Probabilità che un determinato sistema funzioni correttamente per un tempo, purché utilizzato secondo le specifiche. Definita mediante: - tempo medio per il guasto (MTTF); - tempo medio tra i guasti (MTBF); - tasso di guasto (failure rate, ). mort. infantile vita utile senescenza Richiami, Concetti generali p.16/43
17 Affidabilità misurato mediante osservazioni: Es.: 500 pezzi, 5 guasti in 1000 ore: Correzione fiduciaria maggiorazione. L affidabilità richiesta a un sistema dipende (anche) dall impiego (es.: apparecchiature elettromedicali, sistemi a bordo satellite, ecc.) Richiami, Concetti generali p.17/43
18 Affidabilità L affidabilità è influenzata da tutte le fasi del processo produttivo: - progetto (capacità del progettista, qualità dei componenti utilizzati,...) - produzione (abilità degli operatori, qualità delle apparecchiature impiegate,...) - trasporto, imballaggio, immagazzinamento... - corretto impiego. Richiami, Concetti generali p.18/43
19 Affidabilità e costi L affidabilità incide sul costo finale del prodotto. costi TOTALI produzione rip. in garanzia Ridondanza e affidabilità app. app. app. affidabilità Richiami, Concetti generali p.19/43
20 Errori e propagazione Errore: generalmente ignoto Incertezza ( ): misura la dispersione dei valori attribuibili al misurando Richiami, Concetti generali p.20/43
21 Richiami, Concetti generali p.21/43 Incertezza (propagazione) Esempio:
22 Richiami, Concetti generali p.22/43 Incertezza (propagazione) mult.
23 Rappresentazione - ordinare i dati (ascisse); Rappresentazione dei dati (diagrammi) - valutare il range (ascisse, ordinate); - etichette su assi con opportune unità di misura (ascisse, ordinate); - indicazioni sugli assi consistenti con le etichette; - simboli diversi per diverse serie di dati; - didascalie per distinguere le diverse serie. Richiami, Concetti generali p.23/43
24 Esempio (A /Hz) 2 I S Frequency (Hz) # "! (da Proc. of the 16th International Conference on Noise in Physical Sistems and 1/f Fluctuations, World Scientific, 2001) Richiami, Concetti generali p.24/43
25 Scale logaritmiche bel ( ) decibel ( da Alexander Graham Bell (telefono) per esprimere l attenuazione della potenza associata al segnale telefonico sulla linea. ). - dbw (rispetto a 1 W) - dbmw (rispetto a 1 mw) - dbv (rispetto a 1 V) Richiami, Concetti generali p.25/43
26 Diagrammi - esempio! "#$ %'& ( ) +* -,. ) +* -, +* -, / 0 /*, Richiami, Concetti generali p.26/43
27 Diagrammi - rappresentazioni Carte speciali lin-log "! # "! # $&%' ( $&% *) + $&%' ( $ % *) +, -. / 0 1. / / 0 1. / : log-log Richiami, Concetti generali p.27/43
28 Calibrazione - Procedura con cui periodicamente un sistema di misura viene confrontato con uno standard di accuratezza nota. - Si effettua anche in sistemi diversi da s.m.; es.: revisioni. - È una verifica di rispondenza a specifiche con azioni correttive - Garantisce il funzionamento corretto per un certo periodo dopo la calibrazione purché il sistema sia utilizzato correttamente. - Periodicità legata al tipo di apparato o di impiego, talvolta prevista per legge. - Comporta costi diretti e indiretti. Richiami, Concetti generali p.28/43
29 Calibrazione azioni correttive NO misura par. SI NO finito rispondenza? altri parametri? SI (Schema semplificato) Richiami, Concetti generali p.29/43
30 Calibrazione Metodi di calibrazione: - confronto diretto misuratore standard standard misuratore sorgente misuratore - confronto indiretto misuratore misuratore misuratore campione standard sorgente misuratore Richiami, Concetti generali p.30/43
31 Calibrazione Il rapporto dai calibrazione attesta l avvenuta calibrazione, riportando: - data e luogo - operatore/i - strumenti utilizzati - risultati ottenuti - tracciabilità Richiami, Concetti generali p.31/43
32 Calibrazione Richiami, Concetti generali p.32/43
33 Calibrazione Richiami, Concetti generali p.33/43
34 Calibrazione Richiami, Concetti generali p.34/43
35 Calibrazione Richiami, Concetti generali p.35/43
36 Calibrazione Richiami, Concetti generali p.36/43
37 Calibrazione Richiami, Concetti generali p.37/43
38 Specifiche (esempio) Richiami, Concetti generali p.38/43
39 Specifiche (esempio) Richiami, Concetti generali p.39/43
40 Specifiche (esempio) Richiami, Concetti generali p.40/43
41 Specifiche (esempio) Richiami, Concetti generali p.41/43
42 Specifiche (esempio) Richiami, Concetti generali p.42/43
43 Specifiche (esempio) Richiami, Concetti generali p.43/43
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