LA METROLOGIA LEGALE : LA VERIFICA PRIMA E PERIODICA DEGLI STRUMENTI DI MISURA. Bologna-15 aprile 2002

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1 LA METROLOGIA LEGALE : LA VERIFICA PRIMA E PERIODICA DEGLI STRUMENTI DI MISURA Bologna-15 aprile 2002 LA RIFERIBILITA METROLOGICA E LA VERIFICA PRIMA DEGLI STRUMENTI DI MISURA R.Gaudiosi ( Ufficio metrico-c.c.i.a.a. Napoli ) 1. La verifica prima degli strumenti metrici 2. La riferibilità metrologica 3. La conferma metrologica 4. Gerarchie dei campioni per misure di volume 5. Gerarchie di campioni per misure di massa 6. Conclusioni

2 1. LA VERIFICA PRIMA DEGLI STRUMENTI METRICI L.236/91-Modifiche alle disposizioni introduzione del principio del Testo Unico delle leggi metriche della garanzia della qualità della produzione Decreto MICA 179/00-Regolamento attribuisce ai fabbricanti recante norme di attuazione della metrici la facoltà di auto- L.236/91 certificare gli strumenti non regolamentati dalla 517/92 in sostituzione della verifica prima CCIAA competente CONCESSIONE CONFORMITA METROLOGICA Requisiti Sistema della garanzia della qualità della produzione approvato da un organismo di certificazione accreditato in base alla norma UNI CEI EN o equivalente adempiere agli obblighi derivanti dal sistema approvato Il fabbricante deve mantenerlo in efficienza esibire i verbali relativi a prove e tarature -1-

3 D.Lvo 517/92-Attuazione della direttiva 90/384/CEE in materia di strumenti per pesare a funzionamento non automatico attribuisce ai fabbricanti metrici la facoltà di autocertificare gli strumenti mediante la dichiarazione CE di conformità al tipo(garanzia della qualità della produzione) Requisiti sistema della garanzia della qualità approvato da un organismo notificato Il fabbricante deve adempiere agli obblighi derivanti dal sistema approvato mantenerlo in efficienza esibire i verbali relativi a prove e tarature Procedura verifica iniziale UNI CEI EN (Aspetti metrologici di strumenti per pesare non automatici) Ispezione visiva caratteristiche metrologiche indicazioni obbligatorie luogo dei marchi Punto della norma Prove metrologiche errori di indicazione accuratezza dei dispositivi di azzeramento e di tara ripetibilità decentramento dei carichi mobilità E C 1/3 E.M.T. -2-

4 Art.12 D.P.R. 798/82-Attuazione della direttiva CEE n 71/316 relativa alle disposizioni comuni agli strumenti di misura ed ai metodi di controllo metrologico possibilità di delega della verifica prima ad enti ed istituti pubblici,o a loro aziende,qualora le attrezzature di controllo degli U.M. non consentono di effettuarla Art.9 L.140/99-Norme in materia modifica l art.12 del D.P.R. di attività produttive 798/82 con la possibilità di delega estesa anche ai fabbricanti metrici Direttiva MICA 04/05/01-Modalità modalità di delega rilasciata di effettuazione della verifica prima ai fabbricanti metrici per CEE ai sensi dell art.12 del D.P.R. l effettuazione della verifica 798/82 e successive modificazioni prima CEE rilascia CCIAA competente DELEGA Requisiti non è obbligatoria l adozione di un sistema della garanzia della qualità della produzione Il fabbricante deve però essere fornito di idonea attrezzatura offrire adeguate garanzie nel settore metrologico -3-

5 2. LA RIFERIBILITA METROLOGICA attuazione di un sistema qualità AUTOCERTIFICAZIONE competenza tecnica validità tecnica dei risultati applicazione UNI CEI ISO/IEC (Requisiti generali per la competenza dei laboratori di prova e taratura) Conformità alla norma Conformità alle norme ISO 9001 /9002 Norma utilizzata da Organismo accreditante come base per accreditamento Verifica prima prove metrologiche misure effettuate in maniera appropriata prima,durante,dopo i processi di produzione controllare tarare attrezzature di misura e prove mantenere in efficienza RIFERIBILITA DELLE MISURE AI CAMPIONI NAZIONALI RIFERIBILITA : proprietà del risultato di una misurazione consistente nel poterlo riferire a campioni appropriati,generalmente nazionali o internazionali attraverso una catena ininterrotta di confronti (catena di riferibilità metrologica) -4-

6 Lo strumento esegue misure riferibili se sottoposto a taratura(confronto con un campione o uno strumento più preciso a sua volta tarato) S.I. CATENA DI RIFERIBILITA I.M.P. realizzano e conservano i campioni S. I. T. disseminano i campioni UTILIZZATORI scienziati, pubbliche autorità, laboratori, imprese industriali I.M.P. L.273/91(Istituzione del Sistema Nazionale di Taratura) S.N.T. S.I.T. I.M.G.C. grandezze termiche e meccaniche I.M.P. I.E.N. grandezze tempo,elettriche,fotometriche, optometriche ed acustiche E.N.E.A. campioni relativi alle radiazioni ionizzanti I.M.P. S.I.T. E.A. unici organismi idonei a rilasciare certificati di riferibilità ai campioni nazionali Audit a livello internazionale Accordi multilaterali Mutuo riconoscimento dei certificati di taratura in ambito internazionale -5-

7 CATENA METROLOGICA esterno azienda campioni nazionali o primari o di 1^ linea campioni secondari o di 2^ linea interno azienda campioni di riferimento uno o più campioni di lavoro(working standard) CATENA DI RIFERIBILITA INTERNA S.I.T. CAMPIONI DI RIFERIMENTO CAMPIONI DI LAVORO ATTREZZATURE DI PROVA Compiti U.M. e A.A. confrontare ad intervalli definiti working standard con campioni di riferimento conservare i campioni di riferimento(utilizzo esclusivo per taratura working standard) Riferibilità interna tutte le attrezzature di misurazione e prova usati sono tarate e riferite ai campioni di riferimento dell organizzazione Evidenza riferibilità interna rapporti di taratura etichette attestanti lo stato di taratura -6-

8 CATENA DI RIFERIBILITA S.I. I.M.P Incertezza decrescente S.I.T. Campioni di riferimento Working standard UNI EN 30012/1(sistema di conferma metrologica di apparecchi per misurazioni) T.U.R. (Test Uncertainty ratio)= =incertezza campione/incertezza strumento da tarare= almeno 1/3 pref. 1/10 Numero di passaggi ridotti al ridurre l incertezza catena metrologica minimo possibile associata ad ogni passaggio Condizioni ambientali adatte parametri sotto controllo alle operazioni da svolgere temperatura umidità correnti d aria vibrazioni pulizia polverosità interferenza elettromagnetica Misure con bassi valori d incertezza 15 C T 35 C ; 25% U.R. 75% Misure accurate o attività di taratura T=23±2 C ; U.R.50%±10% Attività di certificazione eventuali ulteriori limitazioni -7-

9 U.M.,A.A. identificare tutte le componenti significative d incertezza fare una stima ragionevole dell incertezza delle misure valida metrologicamente applicare UNI CEI ENV (Guida all espressione dell incertezza di misura) Livello di rigore limiti più o meno stretti per le decisioni di conformità alle specifiche UNI EN 30012/1 U 1/3 E.M.T. Fonti di incertezza campioni di riferimento procedure ed apparecchiature utilizzate condizioni ambientali operatore 3. LA CONFERMA METROLOGICA Elemento essenziale della riferibilità CONFERMA METROLOGICA: 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 La norma UNI EN 30012/1 requisiti di garanzia qualità per assicurare il grado di accuratezza richiesto nelle misurazioni caratteristiche principali del sistema di conferma per dimostrare conformità ad una specifica Scopo conferma : rischio per un apparecchio per misurazione di produrre risultati aventi errori inaccettabili rimanga entro limiti accettabili Campioni tarati e confermati risultati ottenuti rappresentativi del comportamento dello strumento e non della variazione del campione Conferma ad intervalli appropriati stabilità (generalmente periodici) scopo utilizzazione -8-

10 Frequenza conferma elevata onerosa apparecchio spesso fuori servizio Criteri opposti da bilanciare rendere il più basso possibile il rischio che il campione (l apparecchiatura) cessi di essere conforme alle sue specifiche prima che termini l intervallo di conferma ridurre al minimo il costo delle operazioni di conferma Scelta iniziale intervalli di conferma intuizione tecnica stima del tempo entro il quale il campione (l apparecchiatura) rimane entro i valori di tolleranza dopo la conferma Fattori da considerare raccomandazioni del fabbricante frequenza e severità delle condizioni di utilizzo influenza dell ambiente accuratezza della misura desiderata Conferma operativa regolazione degli intervalli di conferma per ottimizzare l equilibrio tra rischi e costi Metodi disponibili per il riesame degli intervalli di conferma : regolazione automatica o a scala carte di controllo tempi di calendario tempi di utilizzazione metodo delle prove in servizio,detto della scatola nera -9-

11 4. GERARCHIE DEI CAMPIONI PER MISURE DI VOLUME Misuratori volumetrici dei liquidi diversi dall acqua diffusi sul territorio transazioni commerciali accertamento fiscale prodotti petroliferi Accertamento requisiti di tolleranza dei complessi di misurazione di alta e bassa portata idonei impianti di prova idonee misure di capacità CAMPIONI DI 1^ LINEA da 5L a 100L CAMPIONI DI 2^ LINEA da 5L a 100L accertare requisiti di tolleranza dei misuratori di bassa portata all erogazione parziale minima e a quantità superiori Motivi accertare requisiti di tolleranza dei misuratori di alta portata con misure di capacità di elevato valore nominale non in dotazione agli U.M. ma tarate dagli stessi U.M. attraverso un numero ridotto di passaggi lungo la catena metrologica Misuratori di liquidi diversi dall acqua(classe di precisione 0,5 della R 117) volumi 2 litri e volumi erogazione parziale minima E.M.T. a) 0,5 % V.L. a tutte le portate e per tutte le quantità erogate per i complessi di misurazione completi b) 0,3 % V.L. a tutte le portate e per tutte le quantità erogate per l insieme costituito dal dispositivo misuratore e da quello indicatore Caso più sfavorevole(b) E.M.T. = 0,3 % V.L. U C 1/3 E.M.T = 0,1 % V.L. In Italia nei centri S.I.T. I.M.P. U=0,03 % V.L. 5L 2000L U=0,035 % V.L. 5000L 25000L -10-

12 Riducendo al minimo i passaggi U WS : corretta verifica dei misuratori lungo la catena metrologica L.33/67(ammissione alla verificazione metrica delle misure di alta capacità) E.M.T.=0,04 % V.L. 5000L L U SIT poco inferiori a E.M.T. rende critica la costruzione di una gerarchia di campioni a partire da un unica misura di capacità (incremento incertezza connessa alla taratura) Metodi usati per la taratura misure capacità: gravimetrico volumetrico ( o comparativo ) METODO GRAVIMETRICO Utilizzato in laboratorio per misure di piccole e medie capacità Si basa su misura gravimetrica massa apparente di acqua pura (generalmente bi-distillata)necessaria a riempire campione(livello di riferimento) Determinazione con correzioni spinta di galleggiamento effetti dovuti alle variazioni dalla temperatura di riferimento (15 C) Condizioni ambientali 20 C T 23 C( set point ± 2 C, max variazione oraria 1 C/h) 30% U.R. 55% Principali cause d incertezza sulla massa netta convenzionale sulla massa volumica dell acqua e dell aria sul coefficiente di dilatazione cubica materiale sulla temperatura dovuta alla procedura di taratura(operatore, aria disciolta nell acqua,ecc.) U G < U V -11-

13 METODO VOLUMETRICO( FINE ED ORDINARIO ) Si basa su trasferimento di un volume noto di liquido di prova ( generalmente acqua bi-distillata ) da una misura campione ad una da tarare Taratura volumetrica fine ( in laboratorio ) ordinaria ( in campo ) Fine ambienti chiusi ( preferibilmente climatizzati ) utilizzo di tabelle temperatura/densità acqua Ordinaria utilizzata per misure di grosse capacità, in grandi impianti di prova utilizzo di una misura riferibile con valore nominale dalle 5 alle 10 volte minore utilizzo di valori medi del coefficiente di dilatazione materiali e densità liquido di prova Condizioni ambientali 18 C T 25 C ( max variazione oraria 1 C/h ) 20% U.R. 60% Principali cause d incertezza sulle letture del livello del liquido di prova (nel campione e nella misura da tarare) sui coefficienti di dilatazione cubica dei materiali sulla misura di differenza di temperatura del liquido di prova ( nel campione e nella misura da tarare ) dovuta alla procedura di taratura ( operatore, ecc.) -12-

14 5. GERARCHIE DEI CAMPIONI PER MISURE DI MASSA Individuazione gerarchia campioni tipologia strumentazione diffusa sul territorio Rapporto classe bilancia e classe pesiera per caratterizzazioni metrico-legali R 76/1 U C 1/3 E.M.T. ( vedi anche UNI CEI EN ) Classe bilancia Pesiera in uso I E 2,F 1 R 111 II F 1,F 2 III M 1,M 2 IIII M 2,M 3 Strumenti classe III molto diffusi sul territorio pesiera M 1 Strumenti classe II poco diffusi sul territorio pesiera F 2 CATENA DI RIFERIBILITA INTERNA Campioni S.I.T. ( classe F 1 ) Campioni di riferimento Campioni di lavoro di ( classe F 2 ) alta precisione ( classe F 2 ) Campioni di lavoro ( classe M 1 ) -13-

15 esigenza di avere una pesiera atta al controllo di strumenti per pesare di classe II, destinata Necessità dotazione due ad essere utilizzata per strumenti coinvolti in pesiere di classe F 2 transazioni commerciali di notevole rilevanza possibilità di poter generare dalla pesiera di classe F 2 di riferimento i campioni di classe M 1 destinati al controllo degli strumenti di classe III Schema di confronto consigliato: metodo di doppia sostituzione (A,B,B,A,) particolarmente adatto per comparatori di tipo elettronico, per la sua capacità di neutralizzare effetti lineari di deriva tipici di questi strumenti Si confrontano le indicazioni della bilancia col corpo da tarare col campione di uguale valore nominale Trascurando le correzioni dovute a presenza di effetti magnetici effetti di eccentricità altri effetti ambientali la stima del misurando è : m x = m c + d + δ m dove m C è il valore della massa convenzionale del campione d è il valore della differenza di massa convenzionale, indicata dalla bilancia, tra misurando e campione δ m è la correzione di massa che bisogna effettuare per tenere conto della diversa spinta di galleggiamento sui corpi di densità ρ diversa da quella standard ( 8000 Kg/m 3 ) in aria di densità ρ a diversa da quella standard (1,2 Kg/m 3 ) Stima dell incertezza composta del misurando legge di propagazione dei vari contributi d incertezza ( vedi UNI CEI ENV ) -14-

16 Contributi dovuti a campione differenza media misurando meno campione spinta di galleggiamento eventuali effetti di tipo magnetico ed ambientale Calcolo dei gradi di libertà effettivi della stima dell incertezza composta Fattore di copertura Determinazione dell incertezza estesa del misurando U comparazione < U lettura diretta U P 1/3 m (classe) ( no per classe E 1 ) R 111 m o ( m U ) m c m o + ( m U ) dove m c è il valore effettivo di massa convenzionale m è l errore massimo tollerato m o è il valore nominale del peso U è l incertezza estesa di taratura -15-

17 6. CONCLUSIONI Come è stato ampiamente trattato, la riferibilità ai campioni nazionali è, al giorno d oggi, richiesta dalle norme relative alla gestione in qualità dei sistemi di produzione. Nell ambito dell industria manifatturiera e della fornitura dei servizi, la certificazione dei campioni di riferimento dei suddetti operatori contribuisce attivamente alla corretta gestione dei sistemi di garanzia della qualità da essi implementati. Pertanto la creazione di centri di taratura aderenti al S.I.T. presso ben determinate Camere di Commercio selezionate geograficamente in base alla tipologia e alla consistenza del proprio bacino di utenza, consentirebbe di promuovere un attività di sostegno alle P.M.I. per quanto concerne la conformità a norme cogenti e a normative tecniche volontarie che favoriscono l abbattimento delle barriere commerciali ed incentivano il libero scambio delle merci. Ciò permetterebbe di perseguire un duplice scopo : offrire un servizio alle P.M.I. di pronta fruizione ed economicamente conveniente, considerati i costi proibitivi per l ottenimento dell accreditamento S.I.T. e dei relativi rinnovi favorire la disseminazione dei campioni riferiti ai prototipi nazionali delle unità di misura verso gli U.M. delle rimanenti Camere