Giovanni Buti STIMA DELL INCERTEZZA DI MISURA GB INTERTEK LABTEST

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1 Govann But STIM DELL INCERTEZZ DI MISUR GB INTERTEK LBTEST FIRENZE 8 PRILE 005

2 INDICE DEI CONTENUTI o bstract Scopo e campo d pplcazone..p 3 o Document d Rfermento...p 3 o Premessa..p 3 o nals. p 3 o Consderazon fnal e proposta d trattamento...p 7 /7

3 bstract - Scopo e campo d applcazone Il presente documento rguarda lo svluppo del calcolo dell ncertezza d msura nel laboratoro tessle d Intertek Labtest n Itala; tale struttura ha qund la necesstà d effettuare sa msurazon d tpo fsco che d tpo chmco e conseguentemente d msurare le ncertezze per le prove esegute al suo nterno, a fn della dcharazone della stessa su rapport d prova. La stma dell ncertezza d msura è la tappa fondamentale per dare un sgnfcato concreto a qualsas tpo d msurazone; essa è parte ntegrante del processo d presentazone del rsultato su rapport d prova e la sua stma deve essere eseguta correttamente, attenendos alle norme d rfermento. Document d Rfermento UNI CEI ENV 3005:000 - Guda all'espressone dell'ncertezza d msura UNI EN ISO IEC 705:000 - Requst general per la competenza de laborator d prova e d taratura UNI CEI 9:997 - Guda all'espressone dell'ncertezza d msura. (Norma rtrata con sosttuzone) DT000:000 Guda per la dcharazone dell'ncertezza d msura (+allegat) PG 4 Stma dell Incertezza d msura PTV005rev-Incertezza d msura delle prove bbrevazon e Smbol Devazone Standard UNI EN ISO 705 Dev.std. Norma s (X) Devazone Standard X Meda Camponara N n Incertezza d tpo Incertezza d tpo B U Uc Ue K Numero de rsultat Sommatora da a n del valore Ottenuta dalla msurazone dretta Ottenuta da font ndrette (certfcat, condzon ambental, ecc.) Incertezza Incertezza composta Incertezza estesa Fattore d Copertura (lvello d confdenza) Premessa In seguto alla vsta spettva SINL del 9-0 dcembre 005, fnalzzata ad ottenere l accredtamento n conformtà alla norma UNI EN ISO 705, sono emers due rlev per quanto rguarda l punto (stma dell ncertezza d msura). Pur essendo stata tale ncertezza stmata, non era dsponble per tutte le famgle d prova. Ne gorn successv alla vsta sono state qund analzzate le due non conformtà ed document rguardant la stma dell ncertezza d msura redatt dal laboratoro. nals I document n questone sono appars non adeguat allo scopo poché s basavano tutt sul calcolo della Devazone Standard e non avevano alcun approcco statstco. nche se la norma ammette calcol non rgoros per l calcolo dell ncertezza quest devono essere adottat solo nel caso l metodo non permetta tale approcco. La Dev.Std. non è un metodo statstco, poché la sua espressone matematca rappresenta la devazone meda dello scostamento d ogn sngolo rsultato attorno al valor medo del rsultato stesso: 3/7

4 n s( X ) = ( X, k X ) I ( n ) k = E stato qund necessaro rferre l ncertezza, per le prove che lo consentvano, ad una anals statstca che s può rassumere nelle seguent fas: - Indvduazone d tutte le ncertezze d tpo - Indvduazone d tutte le ncertezze d tpo B 3- Espressone della formula d calcolo della ncertezza composta 4- pplcazone d un fattore d copertura adeguato per ottenere l ncertezza estesa. Tale processo è stato condotto e la stma dell ncertezza è stata formalzzata nella PTV005rev0 Incertezza d msura delle prove emessa a fne Dcembre 004 con relatva emssone dell elenco delle ncertezze dcharate. Il d Marzo è stato assunto un nuovo analsta e s è reso necessaro approntare l relatvo addestramento. In merto alle prove dnamometrche è apparso che l ncertezza dell operatore era nettamente ed ncredblmente superore alla ncertezza dcharata. Una anals delle cause che hanno portato a cò escludevano una mperza così plateale del personale e le cause sono state ndvduate n un errore d trasltterazone dell untà d msura applcata. Infatt l ncertezza era stata dcharata n cn quando nvece doveva essere dcharata n N. Inoltre, n fase d emssone del prmo elenco d ncertezza, era stato commesso un grossolano ed ngenuo errore d nterpretazone delle norme a seguto del quale l ncertezza estesa ±X era stata dvsa per due. Durante la revsone d tale documento è stato ndvduato un potenzale errore nelle formule adottate per l calcolo dell ncertezza composta, nfatt utlzzando la seguente: U + comp = u + ub +... u II nb Essendoc una somma d ncertezze, e dovendo tenere conto d tutte le ncertezze degl operator, nel caso d un laboratoro con molt operator s gungerebbe ad una ncertezza par al msurando. d esempo, nel caso d una cella dnamometra da,5kn s potrebbe gungere ad avere una ncertezza anche superore al carco massmo della cella. La II è stata qund modfcata nella seguente espressone: U comp u + u B u ( + B +... N) nb = III La Uc è stata qund calcolata n base a questa nuova relazone e la ncertezza estesa calcolata d conseguenza K= (lvello d confdenza par al 95% crca) L ncertezza estesa è stata, moltplcata per un fattore uguale a. L elenco delle ncertezze dcharate è stato qund emesso con nuov valor n data prle 005. Ne gorn successv alla emssone d tal document ulterore documentazone consultata, fra cu le gude SIT e SINL, hanno fatto emergere un ulterore potenzale errore d stma dell ncertezza. nalzzando l documento SINL DT-000/0 rev0 s gunge alla conclusone che l nostro metodo d calcolo della ncertezza composta è errato ed affltto da un errore concettuale d fondo. Nel documento DT000/0 vene rportato l esempo d una msurazone meccanca d trazone con dnamometro (uno de nostr cas) e vene rportato l ragonamento eseguto per gungere alla determnazone della ncertezza composta. Tralascando l passaggo del documento, consultable va Internet al sto del Snal e presente nella raccolta della documentazone d Intertek, s gunge alle seguent consderazon:. Per ogn prova, che lo consente, deve essere defnto l modello d msurazone. L ncertezza composta deve tenere conto, se possble, d tutte le ncertezze msurabl e collezonabl present nel laboratoro 4/7

5 Nel caso n questone s parla d una prova d trazone d un clndro d metallo n sezone l cu modello d msurazone è l seguente: Ove F= forza n N e S=L area della sezone trasversale della provetta Il grafco che s ottene da questa prova è: 5/7

6 Rportando ntegralmente part del documento: 6/7

7 S gunge qund alle vare defnzon per le qual: F 0 = Valore spermentale medo Δ F 0 = Correzone della lettura del dnamometro Δ p = Valore d taratura dell estensone BC/PB = Correzone nell ntorno d P S 0 = rea trasversale della provetta d 0 = Valore spermentale medo dell area della provetta Δd 0 = Correzone della lettura del mcrometro uf 0 = Incertezza spermentale uδ F 0 = Incertezza d allungamento uδ p BC/PB = Ved defnzon della us 0 = Incertezza area trasversale della provetta Dalla anals d DT000/0 s determna che l ncertezza può essere calcolata con la seguente formula: n U ( X ) = ( X, k X ) IV n( n ) k = Che altro non è che la formula della dev.st nella quale compare al denomnatore n per ntero. Per motv pratc è ovvo scomporre n due la rsoluzone della IV (calcolando prma la dev.st e n secunds la U) secondo le note formule: n s( X ) = ( X, k X ) e u( x ) = ( n ) k = s( X ) n Va Vb Due consderazon molto mportant emergono: ) La formula della ncertezza composta deve essere determnata per ogn sngolo caso e NON può essere rcondotta ad una semplce formula da applcare. La formula generale è la seguente: U + Ma questa deve essere elaborata e usata crtcamente comp = u + ub +... unb VI ) Il valore spermentale da nserre nella formula della Uc è l valore spermentale MEDIO d tutto l laboratoro e NON un mnmo o un massmo Consderazon fnal e proposta d trattamento Da dat n mo possesso emerge una non chara comprensone della Incertezza d msura e della anals statstca propedeutca alla stessa. nche n consderazone delle NC rlevate durante la vsta spettva del Snal è utle organzzare un corso rguardante l ncertezza d msura tenuto da personale esterno al laboratoro. In temp brev è necessara una revsone TOTLE della PTV005rev per adeguarla, alle fnaltà della stessa. 7/7