Titolo GUIDA PER LA TARATURA DI STRUMENTI PER PESARE A FUNZIONAMENTO NON AUTOMATICO

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1 Titolo GUIDA PER LA TARATURA DI STRUMENTI PER PESARE A FUNZIONAMENTO NON AUTOMATICO Guidelines on the calibration of non-automatic weighing instrument Sigla DT-06-DT Revisione 00 Data Redazione Approvazione Autorizzazione all emissione Entrata in vigore Il Gruppo di Lavoro Il Direttore di Dipartimento Il Direttore Generale DOCUMENTI TECNICI DT-06-DT rev.00 Pag. 1 di 44

2 INDICE 0. INTRODUZIONE SCOPO E CAMPO DI APPLICAZIONE RIFERIMENTI SIMBOLI, TERMINOLOGIA E DEFINIZIONI GENERALITÀ ED OPERAZIONI PRELIMINARI MODALITÀ OPERATIVE ELABORAZIONE DEI DATI DI TARATURA INCERTEZZA DI TARATURA CERTIFICATO DI TARATURA VALORE DI MASSA O VALORE DI MASSA CONVENZIONALE APPENDICE APPENDICE APPENDICE La presente Guida è l evoluzione del documento SIT/Tec-003/03. Un gruppo di lavoro, costituito da Funzionari tecnici e Ispettori tecnici di ACCREDIA e da Rappresentanti dei Laboratori Accreditati di Taratura, coordinati dal Prof. Giorgio Ficco, ha provveduto ad una completa revisione, tenendo conto dello Statuto e dei Regolamenti di ACCREDIA e della documentazione normativa di settore. DOCUMENTI TECNICI DT-06-DT rev.00 Pag. 2 di 44

3 0. INTRODUZIONE La sempre maggior attenzione rivolta al controllo di qualità ed alla gestione dei laboratori di prova e taratura [1] ha, negli ultimi anni, fortemente incrementato l'interesse per i metodi di taratura degli strumenti utilizzati per la verifica della qualità della produzione. Nel campo degli strumenti per pesare, le normative disponibili non sempre rispondono pienamente all'attesa. Esistono norme e raccomandazioni, nazionali ed internazionali, per scopi metrico legali [2, 3, 4, 5] (ricadono in questo ambito le bilance impiegate in transazioni commerciali), che stabiliscono i metodi per verificare se gli strumenti sono idonei agli usi consentiti dalla legge. Per la loro complessità e per gli scopi che si propongono sono difficilmente utilizzabili da chi deve stabilire le caratteristiche metrologiche dello strumento nelle sue condizioni operative e in funzione del suo utilizzo in campo scientifico, metrologico o industriale, per il controllo della produzione. 1. SCOPO E CAMPO DI APPLICAZIONE Questo documento è stato redatto per fornire le linee guida necessarie a chi ha la responsabilità di elaborare le procedure per la taratura di strumenti per pesare a funzionamento non automatico (di seguito bilance), definiti secondo quanto contenuto in [2, 3, 4, 5], garantendo la riferibilità delle misure. Le misure che si descrivono permettono l'identificazione di tre parametri fondamentali: la risposta a carichi non centrati, la ripetibilità e la linearità, oltre che dell'incertezza di taratura. In particolare, sono descritte: le misure da effettuarsi; l'elaborazione dei risultati; la stima dell'incertezza; i contenuti del certificato. Il misurando è rappresentato dall'indicazione dello strumento in taratura in relazione ad un carico applicato. I risultati sono espressi in unità di massa. L'indicazione dello strumento sarà influenzata dalla gravità locale, dalla temperatura e densità del carico applicato e dalla temperatura e densità dell'aria nell'ambiente di misura. L'incertezza di misura dipende significativamente dalle proprietà dello strumento, e non solo dalle caratteristiche della strumentazione del laboratorio che effettua la taratura; talvolta essa potrà essere ridotta aumentando il numero delle misurazioni. In funzione dell'uso dello strumento e del costo della taratura, il Centro di Taratura ed il Cliente dovrebbero accordarsi precedentemente sul valore di incertezza orientativamente atteso. Le metodologie operative e di calcolo illustrate sono adatte a caratterizzare uno strumento per pesare nelle sue condizioni operative e non vanno confuse con le prove di conformità a modello o di omologazione. Le indicazioni della presente guida sono dedicate, in modo specifico, alle bilance di tipo elettronico che prevedono il movimento manuale dei carichi. Per le bilance di portata superiore ai 60 kg, in cui i carichi devono essere mossi con l ausilio di sollevatori o altro tipo di automatismo, i principi che qui sono introdotti devono essere applicati tenendo conto delle singole specificità. Per le bilance meccaniche, di tipo analitico, la cui indicazione è ottenuta dall equilibrio di masse interne con il carico, le indicazioni qui fornite non sono sufficienti: è necessario tarare le masse interne. L applicazione del metodo di taratura qui descritto alle microbilance (di portata inferiore a 20 g e risoluzione inferiore a 1 mg) deve tener conto che tali bilance sono da usarsi principalmente come comparatori di massa, e, come tali, devono essere caratterizzati in termini di ripetibilità a vari livelli di carico. Nei paragrafi 4 e 5 si descrivono le operazioni preliminari e quelle necessarie per effettuare la misura della sensibilità al decentramento del carico, la ripetibilità, e la linearità dello strumento; il loro recepimento nella procedura di taratura è indispensabile per garantire la riferibilità. Nei paragrafi 6 e 7 sono invece riportate le modalità per l elaborazione dei risultati e per la stima dell incertezza, rispettivamente. Nelle appendici, oltre a degli esempi di taratura, si danno ulteriori indicazioni per l analisi delle indicazioni della bilancia nel suo uso normale e per l eventuale calcolo del polinomio interpolatore ed il suo uso, nonché un esempio di gestione dei controlli intermedi a cui i campioni viaggianti devono essere sottoposti. DOCUMENTI TECNICI DT-06-DT rev.00 Pag. 3 di 44

4 La presente guida è destinata a: Ispettori tecnici ed esperti di Organismi di accreditamento per le valutazioni dei Centri di Taratura di strumenti per pesare a funzionamento non automatico; Centri di Taratura accreditati per la taratura di strumenti per pesare a funzionamento non automatico; laboratori di prova e organizzazioni che utilizzino strumenti per pesare a funzionamento non automatico tarati per misurazioni rilevanti nell'ambito di sistemi di gestione per la qualità (ad es. norme della serie ISO 9000, ISO 10012, ISO/IEC 17025); 2. RIFERIMENTI [1] UNI CEI EN ISO/IEC 17025: Requisiti generali per la competenza dei laboratori di prova e di taratura; [2] EURAMET/cg-18 version 3.0 Guidelines on the calibration of Non-Automatic Weighimg Instruments, 03/2011; [3] UNI CEI EN "Aspetti metrologici di strumenti per pesare non automatici", Gennaio 1998; [4] Direttiva 2009/23/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO E DEL CONSIGLIO del 23 aprile 2009 relativa agli strumenti per pesare a funzionamento non automatico"; [5] OIML R76 Non-automatic Weighing Instruments Part 1: Metrological Requirements and Tests, 2006; [6] UNI EN ISO 10012: Sistemi di gestione della misurazione - Requisiti per i processi e le apparecchiature di misurazione; [7] SIT/Tec-004/03, Linea Guida per la taratura del valore convenzionale di massa di corpi fisici, 2004; [8] OIML R111-1 Weights of Classes E1, E2, F1, F2, M1, M1-2, M2, M2-3, M3, 2004; [9] OIML D28, Conventional value of the result of weighing in air (Revision of R 33), 2004; [10] EA-4/02 Expression of the Uncertainty of Measurement in Calibration ex EAL-C2, Dec. 2000; [11] A Picard, R S Davis, M Gläser, K Fujii: Revised formula for the density of moist air (CIPM-2007) Metrologia 45 (2008), p ; [12] M. Gläser: Change of the apparent mass of weights arising from temperature differences Metrologia 36 (1999), p ; [13] VIM, International Vocabulary of Metrology - Basic and General Concepts and associated terms (VIM), 3rd edition, JCGM 200:2012; [14] ISO 31 Quantities and Units (1993) Part 11: Mathematical Signs and Symbols for use in physical sciences and technology. 3. SIMBOLI, TERMINOLOGIA E DEFINIZIONI d d 0 d T D DiffI max e E emp g I C I L I L I min k K D K T L Divisione dello strumento Divisione dello strumento a carico nullo Divisione effettiva dello strumento utilizzata nella taratura Deriva della massa campione dall ultima taratura Massimo errore di eccentricità Divisione di verifica Errore di indicazione Errore massimo permesso Accelerazione di gravità Indicazione corretta Indicazione al carico L Indicazione al carico di prova Indicazione al carico minimo Fattore di copertura Coefficiente di deriva della massa campione Coefficiente termico dello strumento Carico DOCUMENTI TECNICI DT-06-DT rev.00 Pag. 4 di 44

5 L sub L T Max m C m C,cal Min m N m ref s L t T u U U(E) I ecc L m conv T Z I dig0 I digl I ecc I rip m B m C m conv m D m T L m Carico di sostituzione Carico di prova Portata massima Massa convenzionale Massa convenzionale nota Portata minima Massa nominale Valore della massa convenzionale di riferimento Scarto tipo dello strumento Tempo Temperatura Incertezza tipo Incertezza estesa Incertezza dell errore di indicazione Errore di eccentricità Carico aggiuntivo Variazione di massa convenzionale differenza di temperatura differenza tra le letture a carico minimo direttamente precedente e seguente Errore di arrotondamento digitale sull indicazione a carico nullo Correzione per unità di formato dello strumento Correzione per errore di eccentricità Correzione per errore di ripetibilità Correzione per effetti di galleggiamento Correzione da applicare al valore di m N per ottenere il valore effettivo di massa Correzione per effetti convettivi Correzione per effetti di deriva Correzione per effetto della temperatura ambiente Numero di gradi di libertà dello scarto tipo dello strumento Numero di gradi di libertà delle masse Densità 0 Densità di riferimento dell aria Densità dell aria a a,cal c cal Densità dell aria durante la taratura Densità di riferimento dei campioni di massa (8000 kg/m³) Densità della massa convenzionale nota DOCUMENTI TECNICI DT-06-DT rev.00 Pag. 5 di 44

6 4. GENERALITÀ ED OPERAZIONI PRELIMINARI La taratura di una bilancia consiste principalmente in: applicazione di carichi di prova sullo strumento sotto specificate condizioni; determinazione degli errori o della variazione dell'indicazione; stima dell'incertezza di misura da attribuire al risultato. Qualora il Cliente richieda la messa a punto o riparazione dello strumento, il certificato di taratura deve riportare i risultati prima e dopo tali operazioni. Prima di iniziare le misure vere e proprie occorre annotare tutte le caratteristiche della bilancia in taratura, dalla ditta costruttrice, al numero di matricola, alle caratteristiche metrologiche riportate sul manuale d'istruzioni, oltre ad eventuali peculiarità dello strumento. Essendo rilevante ai fini dei risultati della taratura, i seguenti parametri principali di settaggio del Software interno allo strumento, laddove implementati dal software stesso, devono essere registrati e riportati sul certificato di taratura: i) inseguimento dello zero, ii) adattatore vibrazione o condizioni ambientali, iii) velocità di risposta, iv) sistema di regolazione. Se questo non dovesse essere possibile (ad es. per la presenza di password), una esplicita nota dovrà essere riportata nel certificato. Gli strumenti dotati di un sistema automatico di regolazione dello zero (zero-setting o zero-tracking) saranno sottoposti a taratura nella modalità (attivo o non attivo) indicata dal Cliente. Le condizioni di attivazione del dispositivo di regolazione dello zero saranno specificate nel certificato di taratura. Si effettui quindi un'ispezione generale dello strumento per accertarsi che sia in condizioni di funzionamento ordinarie e non presenti evidenti anomalie meccaniche od elettriche. Si controlli poi l'installazione della bilancia, che dovrà essere adeguata alla incertezza che il Cliente intende ottenere nell'uso normale dello strumento. Si devono verificare la sensibilità del supporto alle vibrazioni, la stabilità termica del luogo di utilizzo, la distanza da possibili fonti di turbolenza dell'aria e di disturbi elettromagnetici. Si devono annotare nel certificato quelle cause che possano alterare il funzionamento della bilancia, anche in modo momentaneo, modificando i parametri oggetto della presente misurazione. La taratura può essere effettuata solo qualora: lo strumento sia identificato; tutte le funzioni dello strumento siano prive da contaminazioni o danni e che tutte le funzioni necessarie per la taratura siano perfettamente operative; la presentazione dei valori di pesata sia priva di ambiguità e l'indicazione, laddove fornita, sia facilmente leggibile; le normali condizioni di uso (correnti di aria, vibrazioni, stabilità del luogo di pesatura,...) siano adatte per la taratura; l orizzontalità dello strumento sia stata adeguatamente controllata tramite bolla o livella; lo strumento sia posto in equilibrio termico. Durante le misurazioni la bilancia ed i campioni impiegati devono essere in equilibrio termico con l'ambiente, a tale proposito si deve: accendere la bilancia almeno dodici ore prima dell'inizio della taratura; porre, prima dell inizio delle operazioni, le pesiere in prossimità della bilancia e lasciarle stabilizzare per un tempo adeguato (ad esempio come indicato in Tabella 1). DOCUMENTI TECNICI DT-06-DT rev.00 Pag. 6 di 44

7 Tabella 1 - Tempi di stabilizzazione termica delle masse in funzione della differenza di temperatura iniziale T tra massa e bilancia. T Valore della massa Classe E1 Classe E2 Classe F1 Classe F2 1000, 2000, 5000 kg h 5 h 100, 200, 500 kg - 70 h 33 h 4 h 10, 20, 50 kg 45 h 27 h 12 h 3 h ± 20 C 1, 2, 5 kg 18 h 12 h 6 h 2 h 100, 200, 500 g 8 h 5 h 3 h 1 h 10, 20, 50 g 2 h 2 h 1 h 0,5 h < 10 g 1 h 1000, 2000, 5000 kg h 1 h 100, 200, 500 kg - 40 h 2 h 1 h 10, 20, 50 kg 36 h 18 h 4 h 1 h ± 5 C 1, 2, 5 kg 15 h 8 h 3 h 1 h 100, 200, 500 g 6 h 4 h 2 h 0,5 h 10, 20, 50 g 2 h 1 h 1 h 0,5 h < 10 g 1 h 1000, 2000, 5000 kg h 0,5 h 100, 200, 500 kg - 16 h 1 h 0,5 h ± 2 C 10, 20, 50 kg 27 h 10 h 1 h 0,5 h 1, 2, 5 kg 12 h 5 h 1 h 0,5 h 100, 200, 500 g 5 h 3 h 1 h 0,5 h < 100 g 0,5 h All inizio ed alla fine delle prove di cui ai successivi par. 5.1, 5.2 e 5.3 si dovrà rilevare la temperatura ambiente; per la validità dei risultati della taratura la temperatura ambiente durante tutto l arco delle suddette prove non dovrà avere subito variazioni superiori a: - ±2 C, per le tarature effettuate con campioni di massa di classe E 1 o E 2 ; - ±5 C, per tarature effettuate con campioni di massa di altra classe di precisione; - nessun requisito per le tarature delle bilance di grande portata in installazioni esterne. Tra le operazioni preliminari è molto importante quella effettuata per rendere la bilancia sottoposta a taratura in equilibrio termico in presenza dell operatore. Per bilance con portata inferiore a 60 kg, ad esempio, si deve prevedere la ripetizione di almeno una decina di pesate con un carico superiore al 50% della portata della bilancia. Le indicazioni di queste misure, probabilmente affette da una evidente deriva, non saranno registrate. La durata di questa operazione non deve essere inferiore a 10 minuti. Per bilancia elettronica si intende uno strumento che dispone al suo interno di un trasduttore (elettromeccanico) che trasforma la forza attuata dalla massa del carico sul ricettore in un segnale elettrico, che dopo opportuno condizionamento, fornisce l indicazione di uscita dello strumento. Molti dei trasduttori utilizzati nelle bilance elettroniche possono presentare una significativa sensibilità al momento magnetico residuo e alla permeabilità magnetica del carico. Una prova semplice, che dà indicazioni di tipo qualitativo, si può fare utilizzando un carico di valore prossimo alla portata, costituito da un oggetto di materiale ferromagnetico e da un distanziale di materiale paramagnetico (ad esempio legno, alluminio o plastica), atto ad allontanare l'oggetto dal ricettore del carico di circa la metà della sua massima dimensione. Tale carico verrà pesato due volte, la prima con il distanziale sovrapposto all'oggetto, la seconda con il distanziale interposto tra piattello e massa ferrosa. Una eventuale differenza tra le letture indicherà la sensibilità del trasduttore all'effetto sopra indicato (si veda 5.4). DOCUMENTI TECNICI DT-06-DT rev.00 Pag. 7 di 44

8 4.1 TIPI DI STRUMENTI Nella presente guida si adotta la terminologia presente in [2], [3], [4] e [5]. Le indicazioni sono normalmente ottenute come multipli interi della divisione reale dello strumento, d. A discrezione del Centro di Taratura e con l'accordo esplicito del Cliente, possono essere attuate azioni per ottenere indicazioni con risoluzioni maggiori (e.g. quando l'obiettivo è la conformità alle specifiche o una minore incertezza) ad esempio attraverso: - commutazione dell'uscita dello strumento sulla risoluzione migliore d T <d, ove possibile (in questo caso l'indicazione I x è ottenuta come multiplo n di d T ); - applicazione di carichi di prova aggiuntivi più piccoli della divisione d (con multipli d T pari a d/5 o d/10) e verificando più precisamente il carico in corrispondenza del quale l'indicazione cambia da I' a I'+d. In quest'ultimo caso, l'indicazione I' viene registrata unitamente al valore di carico complessivo applicato per il cambiamento di indicazione. L'indicazione I L è pari quindi a I L =I'+d/2- L= I L =I'+d/2-nd T. Quando si utilizza questa tecnica è opportuno applicarla anche alle indicazioni a carico nullo. Per strumenti di tipo analogico l'unità di formato coincide con la divisione della scala della graduazione, per strumenti digitali essa è la minima variazione del segnale (formato) di uscita, quindi coincide con la divisione reale (d). Non viene pertanto presa in considerazione la classe di accuratezza dello strumento, ma è opportuno effettuare una classificazione degli strumenti in relazione al campo di pesatura e alla sua suddivisione. In tal senso si distinguono le seguenti tipologie di strumenti: - strumento ad un campo di pesatura - Si tratta di uno strumento dotato di un solo campo di pesatura tra la portata minima (Min) e la portata massima (Max) ed avente una sola divisione di scala (d); - strumento con divisioni plurime - Si tratta di uno strumento dotato di un solo campo di pesatura compreso tra Min e Max e suddiviso in campi di pesatura parziali aventi ciascuno una divisione (d i ) della scala differente e portate minime (Min i ) e massime (Max i ) parziali. Il campo di pesatura viene determinato automaticamente secondo il carico applicato, sia con carichi crescenti che decrescenti. Ogni campo di pesatura dovrà essere tarato come se fosse uno strumento a se stante; - strumento a campi plurimi - In questo caso, lo strumento ha più campi di pesatura con portata massime (Max i ) differenti e divisioni (d i ) della scala diverse per lo stesso dispositivo ricettore del carico, ogni campo di pesatura comincia da zero (Min) fino alla portata massima. Di questa categoria è molto diffuso il tipo di strumenti in cui avviene la commutazione automatica della divisione qualora venga superata la portata massima prevista nei campi inferiori, tale commutazione non avviene al decrescere del carico fino al raggiungimento dell indicazione di zero. Per strumenti a divisioni plurime, cioè con più di un campo di pesatura parziale, la taratura deve essere ripetuta per ogni campo di pesatura parziale. Per gli strumenti a campi plurimi, in cui non si può parlare di campi parziali, nei paragrafi successivi si indicano le prescrizioni minime a cui attenersi. DOCUMENTI TECNICI DT-06-DT rev.00 Pag. 8 di 44

9 4.2 CAMPO DI TARATURA Fatto salvo ove richiesto esplicitamente dal Cliente, la taratura di una bilancia si estende su tutto il campo di misura dello strumento, dallo zero fino alla portata massima (Max). Il Cliente deve specificare eventuali scostamenti rispetto al requisito precedente, ad esempio: - indicando un campo ristretto a partire da un valore minimo (Min') e fino ad un valore massimo (Max') di utilizzo; - specificando carichi individuali nominali di interesse per i quali richiede la taratura. In questo caso questa particolare richiesta deve essere riportata sul certificato di taratura e deve intendersi che il campo di taratura ristretto comprende e non esclude l eventuale taratura. 4.3 LUOGO DI TARATURA La taratura degli strumenti per pesare a funzionamento non automatico deve avvenire presso il luogo di utilizzo; eventuali eccezioni devono essere giustificate tecnicamente ed annotate nel certificato. Qualora lo strumento venga successivamente spostato dall utente in altro luogo dopo la taratura dovranno essere valutati gli effetti in termini di correzione ed incertezza relativi a: - variazione dell accelerazione di gravità locale; - variazione delle condizioni ambientali; - condizioni meccaniche e termiche durante il trasporto. I suddetti effetti, se non adeguatamente considerati, possono alterare le prestazioni dello strumento ed invalidarne i risultati della taratura. La movimentazione dello strumento successiva alla taratura deve pertanto essere evitata, a meno che l insensibilità ai suddetti effetti sia dimostrata, per esempio mediante controllo successivo con campioni di massa di portata e classe adeguata. Ove ciò non sia stato dimostrato il certificato di taratura non garantisce l evidenza della riferibilità 1. Tale aspetto deve essere adeguatamente evidenziato dal Centro nei documenti contrattuali (offerta, conferma d ordine) e nel certificato di taratura, in modo che il Cliente sia informato sulla necessità di mantenere lo strumento nel luogo esatto di taratura. Inoltre, si dovrà richiedere al Cliente di riprodurre durante la taratura le normali condizioni di uso della bilancia, in modo che gli effetti delle grandezze di influenza (quali ad esempio correnti di aria, vibrazioni, effetti magnetici,...) siano il più possibile prossimi a quelli usuali in modo da essere inclusi nell'incertezza di taratura. 1 Sebbene la guida EURAMET al par [2] non lo escluda in maniera chiara, la taratura in luogo diverso da quello di utilizzo, incluso il Centro di Taratura, non è secondo norma applicabile. Tuttavia, alcuni Centri accreditati esteri adottano tale pratica anche sul territorio nazionale italiano. Si ritiene pertanto utile specificare che, qualora la taratura avvenga presso il Centro di Taratura e non presso il sito del Cliente, il Centro dovrà uniformarsi almeno ai seguenti criteri: la taratura presso il Centro non è applicabile in nessun caso a strumenti per pesare a funzionamento non automatico con numero di divisioni superiore a 50000; la taratura è applicabile unicamente allo strumento per pesare a funzionamento non automatico nuovo di fabbrica e non per i controlli successivi, che devono essere effettuati presso il luogo di utilizzo; il Centro dovrà fornire al Cliente, in un documento separato dal certificato e non coperto dagli scopi dell accreditamento, tutti gli elementi puntuali (anche eventualmente nella formula di allegato elettronico validato e protetto da scrittura, incluse formule e calcoli, ove possibile) per una corretta valutazione in termini di correzione ed incertezza dei contributi di: i) variazione dell accelerazione di gravità locale; ii) variazione delle condizioni ambientali rispetto alle condizioni di taratura; iii) effetti delle condizioni meccaniche e termiche durante il trasporto; il Centro dovrà fornire al cliente istruzioni specifiche per il controllo successivo sull effettivo luogo di utilizzo dello strumento, senza il quale il certificato di taratura non potrà dare garanzia della riferibilità metrologica; il Centro dovrà documentare specifiche procedure di trasporto, inclusi i sistemi per la valutazione delle condizioni meccaniche e termiche subite dallo strumento durante il trasporto e dovrà tenerne informato il Cliente. DOCUMENTI TECNICI DT-06-DT rev.00 Pag. 9 di 44

10 Nel certificato di taratura il Centro dovrà inserire una dettagliata descrizione del luogo in cui è stata effettuata la taratura e, in opportuna evidenza, una frase del tipo: I risultati del presente certificato sono validi unicamente nel luogo in cui è stata effettuata la taratura. Eventuali successivi spostamenti dello strumento dovrebbero essere evitati, a meno che non sia dimostrabile chiaramente l insensibilità dello strumento in termini di: i) variazione dell accelerazione di gravità locale; ii) variazione delle condizioni ambientali; iii) condizioni meccaniche e termiche durante il trasporto. Ove questo non sia dimostrato il presente certificato non può essere accettato quale evidenza di riferibilità CAMPIONI DI MASSA I carichi di prova sono costituiti da campioni di massa tarati, in grado di dimostrare la riferibilità metrologica al sistema SI e conformi alla OIML R111-1:2004 [8]. Altri carichi di prova possono essere utilizzati (anche se questo è sconsigliato, quando l uso di campioni tarati sia possibile) per misure comparative, per valutare la risposta all eccentricità del carico e la ripetibilità o per il semplice caricamento dello strumento (e.g. precarico, tara, carico di sostituzione). I Laboratori che richiedono l accreditamento per la taratura di strumenti per pesare a funzionamento non automatico devono essere dotati almeno dei seguenti campioni di massa: campioni di massa di riferimento (prima linea), che assicurano la riferibilità metrologica del Laboratorio essendo stati tarati dall'istituto Metrologico Nazionale italiano (INRIM di Torino) o estero, ovvero da un Laboratorio di idonea valenza accreditato da ACCREDIA-DT o da un Organismo di Accreditamento firmatario degli accordi di mutuo riconoscimento EA-MLA (nell ambito dell European cooperation for Accreditation) o ILAC-MRA (nell ambito dell International Laboratory Accreditation Cooperation); campioni di massa di lavoro (seconda linea) viaggianti, anch'essi metrologicamente riferibili. I suddetti campioni di massa dovranno essere sotto il controllo esclusivo del laboratorio e gestiti da personale tecnico qualificato dello stesso. Essi dovranno essere inoltre in numero e classe di precisione adeguati al campo di taratura accreditato ed alla incertezza dichiarata. I campioni di prima linea del Centro non potranno in nessun caso essere utilizzati quali campioni di lavoro per la taratura di bilance del Cliente. Nella taratura, pertanto, si utilizzeranno campioni di massa conformi alla raccomandazione OIML R111-1:2004 [8] corredati del relativo certificato di taratura in corso di validità, che dovrà attestarne il valore di massa convenzionale e la relativa incertezza e garantire la riferibilità. Dal punto di vista metrologico, la scelta della pesiera vincola l'incertezza che si otterrà dalla taratura (vedi 7). E opportuno scegliere, per minimizzarne l effetto sull incertezza di taratura, una pesiera con incertezza estesa di taratura inferiore a 0,29 d della bilancia sottoposta a taratura. Per talune applicazioni non è essenziale conoscere il valore di massa convenzionale del carico di prova (e.g. carico eccentrico, ripetibilità, carico di sostituzione). In questi casi possono essere utilizzati carichi diversi dai campioni di massa, purché: - forma, materiale e costruzione ne consentano un'agevole movimentazione; - forma, materiale e costruzione consentano di individuarne facilmente il centro di gravità; - la massa resti costante durante tutta la durata della prova in cui sono utilizzati; - ne sia facilmente stimabile la densità. Carichi di bassa densità (ad es. contenitori riempiti di sabbia o pietrame) richiedono particolare attenzione in relazione agli effetti di galleggiamento. Un carico di prova per il quale è essenziale conoscere il valore di massa convenzionale dovrebbe essere costituito di soli campioni di massa riferibili. Tuttavia, quando ciò non è possibile (ad esempio per bilance di grande portata) può essere utilizzato un carico di sostituzione che soddisfi le condizioni del precedente DOCUMENTI TECNICI DT-06-DT rev.00 Pag. 10 di 44

11 capoverso. A tale scopo la bilancia in taratura viene utilizzata come comparatore per determinare il carico di sostituzione L sub in maniera tale che esso eguagli approssimativamente il carico costituito unicamente da campioni di massa riferibili, L st. Le modalità operative per l'uso di carichi di sostituzione sono le seguenti: 1 un primo carico di prova L T1 costituito da campioni di massa riferibili m C1 fornisce l'indicazione I(L st )=I(m C1 ); 2 rimosso il carico L st viene caricato il carico di sostituzione L sub1 e lo stesso viene regolato con aggiustamenti successivi fino a fornire circa la stessa indicazione I(L sub1 ) I(m C1 ); 3 si ottiene così L sub1 =m C1 +I(L sub1 )-I(m C1 )=m C1 + I 1 ; 4 il successivo carico di prova L T2 si ottiene aggiungendo m C1, ossia: L T2 =L sub1 +m C1 =2m C1 + I1 ; 5 m C1 viene successivamente sostituito da un carico di sostituzione circa pari a L sub2 con successivo aggiustamento fino a circa I(L T2 ); 6 la procedura viene successivamente ripetuta fino a generare i carichi di prova L T3,...L Tn : L Tn =nm C1 + I 1 + I I n-1 ; 7 il valore L Tn viene assunto come valore di massa convenzionale m C del carico di prova. 8 Con ciascun carico di sostituzione, tuttavia, l'incertezza del carico totale di prova aumenta rispetto al caso in cui vengano utilizzati unicamente campioni di massa riferibili, a causa degli effetti della ripetibilità e della risoluzione dello strumento. Conferma Metrologica dei Campioni di Massa I campioni di massa devono rispondere ai requisiti fissati per la conferma metrologica (ISO [6].La periodicità delle tarature dei campioni di massa deve essere stabilita dal Laboratorio tenendo conto dell uso del campione, della sua qualità e stabilità. Nel caso di laboratori che operano in regime di accreditamento tale periodicità fa parte degli aspetti che vengono valutati dall Organismo di Accreditamento. Tra una taratura e l altra si devono effettuare i controlli intermedi previsti in conformità alla ISO [6] e ad ISO/IEC [1]: - per i campioni viaggianti costituiti da pesiere fino a 20 kg si effettuano controlli su tutti gli elementi della pesiera almeno entro il più breve periodo tra sei utilizzi fuori sede e sei mesi; - per i campioni viaggianti costituiti da masse di valore superiore a 20 kg si deve prevedere un controllo ad ogni uscita, a rotazione, su un sottoinsieme di almeno il 10 % dei campioni di massa che sono stati spostati presso il cliente. Regole diverse da quelle precedentemente descritte potranno essere adottate dal Laboratorio solo in presenza di evidenze documentali supportate da prove tecniche e sperimentali. I Laboratori che richiedono l accreditamento per la taratura di strumenti per pesare a funzionamento non automatico devono inoltre essere dotati di competenza e strumentazione (in particolare bilance/comparatori di massa) adeguata per l'esecuzione metrologica dei controlli intermedi dei campioni di massa. A tal fine il laboratorio dovrà disporre: - di un ambiente di lavoro adeguato in termini di spaziosità, luminosità e con condizioni ambientali controllate (almeno per temperatura ed umidità) registrate con strumentazione riferibile; - di bilance/comparatori di massa adeguati per campo di misura ed unità di formato alle operazioni da effettuare; - di procedure validate; - di personale tecnico formato e qualificato per l'effettuazione delle suddette operazioni. Tutte le operazioni di conferma metrologica effettuate dal laboratorio dovranno essere registrate e le registrazioni conservate per un periodo adeguato. In Appendice 3 viene riportato un possibile esempio di gestione dei controlli intermedi sui campioni di massa del laboratorio. DOCUMENTI TECNICI DT-06-DT rev.00 Pag. 11 di 44

12 4.5 CARICHI DI PROVA ED INDICAZIONI DELLO STRUMENTO In termini generali, l'indicazione dello strumento è proporzionale alla forza esercitata da un oggetto di massa m sul ricettore di carico: I mg 1 a /, dove g è l'accelerazione di gravità locale (m s -2 ), a è la densità dell'aria nell'ambiente di misura (kg m -3 ) e è la densità dell'oggetto (kg m -3 ). L'equazione riportata comprende anche la correzione per gli effetti di galleggiamento. Massa Convenzionale Nelle prove in cui è previsto l'uso di campioni di massa tarati, si presuppone che di questi siano noti il "valore convenzionale di massa" e la sua incertezza. Il valore convenzionale di massa m c di un corpo è definito come "la massa di un campione avente la densità uguale a 8000 kg m -3 alla temperatura di 20 C, il quale equilibra, su una bilancia ideale, il corpo in aria avente densità 1,2 kg m -3 alla temperatura di 20 C [9]. Per la definizione puntuale del valore di massa di un corpo fisico e del corrispondente valore di massa convenzionale si veda il capitolo 9 della presente guida. Effetto della spinta aerostatica Per la taratura di bilance sono utilizzati campioni di massa tarati di cui sia noto il valore di massa convenzionale e la sua incertezza. In questo modo sia i risultati della taratura che le eventuali operazioni di aggiustaggio effettuate sullo strumento terranno conto degli effetti di g e del contributo della spinta aerostatica nelle condizioni di misura. L'aggiustaggio ed i risultati della taratura sono ovviamente dipendenti dalle condizioni attuali e sono valide solo sotto queste condizioni. Per un altro oggetto con densità s, pesato sullo stesso strumento ma in differenti condizioni rispetto a quelle di taratura (indicate con il suffisso "s") l'indicazione sarà: g 1 1 I m (4.1) g C a as 1 a 0 s s s Se lo strumento, come è opportuno, non viene spostato dopo la taratura, ovviamente g=g s. Effetti convettivi I campioni di massa trasportati sul luogo di taratura non hanno normalmente la stessa temperatura dello strumento e dell'ambiente. Due fenomeni possono essere osservati: - una iniziale differenza di temperatura T 0 si riduce fino ad un più piccolo valore T dopo un periodo di acclimatazione t (il fenomeno è più rapido per i campioni di piccola taglia); - quando il campione è posto sul ricettore di carico la differenza attuale T produce un effetto convettivo che si traduce in una variazione di massa m conv, di segno normalmente opposto al T e più sensibile per i campioni di taglia più grande. Per la scelta del tempo di stabilizzazione si veda la Tabella 1. Valore di massa di riferimento Per determinare gli errori di indicazione dello strumento, generalmente sono applicati campioni di massa convenzionale nota, m C,cal, la cui densità cal è normalmente diversa da quella di riferimento C in aria la cui densità a,cal è normalmente diversa da quella di riferimento 0. L'errore di indicazione è pari a E=I-m ref, dove m ref è il valore di massa convenzionale di riferimento, il quale, a causa degli effetti della spinta aerostatica, di convezione, derive ed altro non coincide con m C,cal, ma deve essere corretto con ulteriori termini (m ref =m C,cal + m B + m conv + m der +...). DOCUMENTI TECNICI DT-06-DT rev.00 Pag. 12 di 44

13 4.6 INDICAZIONI DELLO STRUMENTO Ogni lettura I relativa ad un carico di prova è sostanzialmente la differenza tra l indicazione I L e l indicazione a carico minimo I min che nella maggior parte dei casi coincide con il carico nullo I 0. Si può scrivere, indifferentemente: I = I L I min I = I Li - 0,5 (I min i-1 +I min i+1 ), con i = 2,4. E preferibile registrare l indicazione a carico nullo unitamente a quella ottenuta al carico di prova durante ogni misurazione. Tuttavia, la registrazione delle letture per il carico nullo può risultare ridondante laddove la procedura preveda la rimessa a zero mediante dispositivo di azzeramento o di tara per ogni passaggio di 0 prima dell applicazione del carico. Per ciascun carico di prova, incluso il carico nullo, l indicazione I dello strumento è registrata solo nel momento in cui è ritenuta stabile. Quando un'elevata risoluzione dello strumento o le condizioni ambientali nel luogo di utilizzo impediscono il raggiungimento di una indicazione stabile, può essere registrato un valore medio, insieme ad informazioni circa la variabilità (e.g. deviazione dei valori, derive unidirezionali). E necessario inoltre registrare i valori di temperatura ambiente durante la taratura, al fine di valutare il contributo di incertezza dovuto al coefficiente di deriva termica dello strumento (rif. par ). E opportuno, conformemente all utilizzo dello strumento, determinare il tempo minimo di stabilizzazione t. Caricata la bilancia con un carico prossimo al massimo, si rilevino le letture ad intervalli di qualche secondo, continuando i rilevamenti per un periodo almeno doppio di quello di apparente stabilizzazione. Si ripeta tale operazione al carico minimo; il tempo t sarà assunto come il più lungo tra i due periodi determinati. Noto il tempo di stabilizzazione t, in funzione delle operazioni di carico e scarico previste, si fisserà un valore del tempo di intervallo tra le letture, da mantenere costante per tutte le prove. Questo dovrà tener conto oltre che di t, anche dei tempi necessari per muovere i carichi attorno alla bilancia e per posizionarli correttamente sul ricettore di carico. 5. MODALITÀ OPERATIVE Normalmente ai fini della taratura di una bilancia devono essere effettuate le seguenti misure: - effetto dei carichi eccentrici sull indicazione; - ripetibilità dell indicazione; - errore di indicazione. Il Centro di Taratura nella definizione del numero di misure da effettuarsi per la propria procedura standard dovrebbe considerare che, in generale, un maggiore numero di misure riduce l incertezza ma aumenta i costi di taratura. In funzione delle normali condizioni di uso dello strumento, i dettagli delle misure di taratura dovrebbero essere oggetto di riesame del contratto con il Cliente. Le parti dovrebbero anche accordarsi in relazione alle prove ulteriori utili per la caratterizzazione dello strumento. Ogni accordo tra le parti deve comunque essere congruente con il numero minimo di prove come di seguito specificato. DOCUMENTI TECNICI DT-06-DT rev.00 Pag. 13 di 44

14 5.1 ECCENTRICITÀ DEL CARICO Scopo della misura è di verificare eventuali anomalie nel funzionamento della bilancia imputabili alla sensibilità dello strumento al decentramento del carico sul ricettore di carico (piattello); queste anomalie sono spesso piuttosto evidenti quando il decentramento del carico supera la metà della semidiagonale (o del raggio) del piattello ed il carico si avvicina alla portata massima. Il carico di prova dovrebbe essere pari a circa 1/3 della portata massima (Max) dello strumento oppure pari almeno a Min +(Max -Min )/3 per un campo di misura ridotto (su richiesta del Cliente come previsto in 5.2). La massa utilizzata per la misurazione non è necessariamente tarata. Prima della prova l indicazione dello strumento viene riportata a zero. Il carico di prova è posto prima nella posizione centrale e successivamente nelle altre posizioni senza un ordine prestabilito. Le indicazioni dello strumento sono registrate per ciascuna posizione del carico. Dopo ciascuna rimozione del carico dovrebbe verificarsi che l indicazione dello strumento sia pari a zero; se ciò non avviene lo strumento può essere riportato a zero, o, in alternativa il valore dell indicazione dello strumento a carico nullo deve essere registrato. Quando i carichi sono movimentati a mano, per assicurare la ripetibilità della misura è bene utilizzare un supporto in materiale paramagnetico, opportunamente sagomato, inciso o disegnato per indicare la posizione dei carichi. Un foglio di carta, con un disegno che indichi le posizioni, è utile a questo scopo. Qualora la misurazione debba essere condotta con masse di valore maggiore o uguale a 5 kg, è consigliabile l'uso di un dischetto di materiale paramagnetico di spessore e diametro adeguato, da interporre tra la massa ed il piattello, in modo da controllare con precisione il punto di applicazione del carico. Per strumenti dove non esiste la possibilità di decentrare il carico la misura non viene eseguita motivando la scelta mediante apposita nota sul certificato. DOCUMENTI TECNICI DT-06-DT rev.00 Pag. 14 di 44

15 Per strumenti di tipo diverso si seguano le indicazioni di seguito riportate. Fig.1 Possibili posizioni del carico per la misurazione della sensibilità all eccentricità del carico a) Strumenti per pesare con carico appoggiato. Si tratta di strumenti dotati di un ricettore del carico a piatto o a piattaforma di forma relativamente semplice ed avente uno o più punti di appoggio. Le modalità di misura variano in relazione al numero di punti di appoggio: - strumenti dove il ricettore del carico non ha più di quattro punti di appoggio: vengono identificate tre o quattro zone di caricamento più una centrale, il carico, possibilmente composto da un solo campione di massa, viene applicato ad una distanza dal centro compresa tra la metà ed un terzo della semidiagonale oppure del raggio, per piattelli di forma circolare, si veda fig. 1, schema A. Il carico sarà pari a circa 1/3 della portata massima della bilancia. - strumenti dove il ricettore del carico ha n > 4 punti di appoggio: il carico viene disposto su ciascun appoggio su una superficie pari ad 1/n della superficie totale del ricettore (schema C della figura 1). Il carico sarà circa 1/(n-1) della portata massima della bilancia. Nel caso in cui due punti di appoggio siano troppo vicini per ospitare tutto il carico (es. pese ferroviarie), si raddoppia la superficie e si dispone un carico doppio ai lati dell asse congiungente i due punti di appoggio. Esistono particolari strumenti per pesare che non presentano ricettori del carico di forma semplice, ma si possono assimilare a questa categoria utilizzando opportuni accessori di caricamento (es. transpallet pesatore). b) Strumenti per pesare con carico sospeso. Si tratta di strumenti fissi che prevedono la sospensione del carico. Il ricettore del carico, generalmente costituito da un gancio, può essere fisso o mobile. Nel caso in cui il gancio sia fisso ma consenta la rotazione intorno all asse verticale, viene effettuata una misurazione in quattro diverse posizioni angolari (schema D). Qualora il gancio ricettore del carico abbia la possibilità di spostarsi sul ricettore del carico (per esempio su rotaia) la misurazione avviene posizionando il carico in due posizioni laterali più una centrale (schema E). Il carico è circa uguale alla portata massima. Quando il ricettore del carico è costituito da una piattaforma sospesa le misurazioni avvengono con le modalità previste al punto a). c) Strumenti per pesare sospesi. In questo caso lo strumento è interamente sospeso ad un organo di sostegno, unitamente al carico. Il ricettore del carico è generalmente costituito da un gancio e pertanto la misurazione avviene analogamente a quella illustrata al punto precedente mediante rotazione su diverse posizioni angolari (schema D). Il carico è circa uguale alla portata massima. d) Strumenti per pesare con possibilità minima di decentramento del carico. Si tratta di strumenti che presentano minime possibilità di decentramento del carico, anche in seguito alle caratteristiche del carico stesso (ad es. serbatoi o tramogge); la misurazione avviene applicando un carico, pari almeno a 1/10 della portata massima, in corrispondenza dei punti di appoggio o di sospensione. DOCUMENTI TECNICI DT-06-DT rev.00 Pag. 15 di 44

16 5.2 RIPETIBILITÀ Dato l'uso che generalmente viene fatto delle bilance elettroniche, la ripetibilità dello strumento viene espressa dal dato che si riferisce a pesate per lettura diretta, cioè a come si ripeta la lettura di una bilancia se uno stesso oggetto viene ripetutamente posto sul suo piatto. La prova consiste nella deposizione ripetuta dello stesso carico sul ricettore, sotto le stesse condizioni di movimentazione del carico e di settaggio dello strumento, oltre che ambientali, per quanto possibile. Quando i carichi sono movimentati a mano, per assicurare la ripetibilità di questa misura è bene utilizzare un supporto in materiale paramagnetico, opportunamente sagomato, inciso o disegnato per indicare la posizione del carico. Un foglio di carta, con un disegno che indichi la posizione, è utile a questo scopo. La massa utilizzata per la misurazione non è necessariamente tarata e, se possibile, essa è costituita da un singolo oggetto di qualità idonea a garantire una buona stabilità. La prova viene effettuata ad un livello di carico L T da determinarsi in maniera congruente con il campo di misura e con la risoluzione dello strumento. In particolare: - per strumenti con un unico valore d di risoluzione 0,5Max<L T <Max (il valore può essere ridotto laddove L T in questo modo corrisponda a svariate migliaia di kg); - per strumenti con intervallo di pesatura multiplo (o divisioni multiple) si dovrebbe utilizzare un carico L T vicino al Max di ogni intervallo di pesatura; Un valore particolare di L T potrebbe essere concordato con il Cliente in presenza di specifiche esigenze di caratterizzazione. Prima della prova l indicazione dello strumento viene riportata a zero. Circa il numero n di letture da ripetere questo sarà non inferiore a 5 (3 laddove il carico sia L T 100 kg). Se n è minore di 10 si dovrà effettuare il computo dei gradi di libertà e del fattore di copertura, venendo meno, secondo la EA-4/02 [9], l ipotesi di distribuzione di probabilità normale delle variabili casuali 1. Ciascuna indicazione deve essere registrata dopo ogni deposito del carico. Dopo ciascuna rimozione del carico dovrebbe verificarsi che l indicazione dello strumento sia pari a zero; se ciò non avviene lo strumento può essere riportato a zero, o, in alternativa il valore dell indicazione dello strumento a carico nullo deve essere registrata. In aggiunta occorre registrare se l inseguitore di zero è attivo o meno durante la prova. 1 Per una caratterizzazione più completa delle prestazioni di ripetibilità dello strumento in taratura si consiglia di considerare quanto segue: - per gli strumenti ad un campo di pesatura, la misurazione sia eseguita ad almeno due livelli di carico, cioè a pieno carico (Max) e a circa metà della portata (½ Max). - per gli strumenti con divisioni plurime la misurazione si ripete, per i due livelli di carico previsti, per ogni campo di pesatura parziale. DOCUMENTI TECNICI DT-06-DT rev.00 Pag. 16 di 44

17 5.3 ERRORE DI INDICAZIONE Con questa prova ci si prefigge di verificare, su tutto il campo di misura, le prestazioni dello strumento in termini di corrispondenza tra l'indicazione e il carico applicato, misurando la correzione che deve essere aggiunta all indicazione e la sua incertezza estesa. In alternativa, previo accordo con il Cliente, possono essere effettuati controlli sul campo di normale uso dello strumento o su livelli di carico specifici, in aggiunta ai carichi equispaziati identificati. Poiché i trasduttori usati comunemente non sempre sono lineari, si riscontrano spesso, significativi difetti di linearità in vari punti della scala. Non è quindi sufficiente verificare il corretto funzionamento a pieno carico, ma occorre rilevare una vera e propria curva di taratura, che potrà poi essere data sotto forma di tabella, di grafico o di polinomio interpolatore. Durante questa misurazione l eventuale autoregolazione con massa interna non deve essere attivata se non una volta, prima dell inizio. Analogamente, per quegli strumenti con sistema di regolazione manuale esterno, detta operazione deve, eventualmente, essere fatta solo prima dell'inizio della taratura, riportando sul certificato di taratura il riferimento del campione utilizzato. Prima della prova l indicazione dello strumento viene riportata a zero. I carichi di prova L Tj sono applicati in una delle seguenti modalità: - ad incrementi successivi, con scarico del piatto tra due successivi valori (corrisponde alla maggioranza dei possibili modi di utilizzo di strumenti a singolo campo di pesatura); - ad incrementi successivi del carico senza rimozione tra due successivi valori (i risultati includono così possibili effetti di creep e sono ridotte le movimentazioni dei carichi); - ad incrementi e decrementi successivi (con o senza rimozione del carico tra due successivi valori); - a decrementi successivi a partire dal Max (simula il comportamento di una bilancia che lavora per sottrazione). Durante questa prova è molto importante che i campioni di massa siano posti esattamente al centro del ricettore di carico. E bene usare, a questo scopo, sagome centratrici di materiale paramagnetico, come fogli di carta con il disegno del centro del ricettore di carico. Eventuali carichi composti con più campioni verranno posti sul ricettore di carico con gli elementi sovrapposti, se possibile. Per l'esecuzione di questa misurazione occorre una serie di masse tarate, con incertezza adeguata all incertezza attesa di taratura della bilancia (vedi 4.4). Se la portata massima dello strumento supera 1000 kg è lecito l uso di carichi sostitutivi. In questo caso si devono seguire le prescrizioni contenute in [2] e nel par. 4.4 della presente Guida ed il calcolo dell incertezza dovrà tenerne conto. La prova consiste in un numero minimo m di 5 letture, a carichi diversi il più possibile equispaziati 1 su tutto il campo di pesata ovvero sul normale campo di pesata così come definito in 4.2. Laddove il Cliente richieda la taratura su un campo di misura significativamente ridotto dello strumento la prova può essere effettuata su 3 soli punti di taratura che includano Min, Max e tali che la differenza tra due punti successivi non sia superiore a 0.15Max. Ciascuna indicazione deve essere registrata dopo ogni deposito del carico. Dopo ciascuna rimozione del carico dovrebbe verificarsi che l indicazione dello strumento sia pari a zero; se ciò non avviene lo strumento può essere riportato a zero, o, in alternativa il valore dell indicazione dello strumento a carico nullo deve essere registrata, così come previsto in Esempi di punti di verifica: m=5: zero/min, 0.25 Max, 0.5Max, 0.75Max, Max. I carichi di prova possono differire al massimo per 0.1Max, in modo che la differenza tra due carichi successivi sia pari almeno a 0.2Max; m=11: zero/min, 0.1Max, 0.2Max, 0.3Max, 0.4Max, 0.5Max, 0.6Max, 0.7Max, 0.8Max, 0.9Max, Max. I carichi di prova possono differire al massimo per 0.05Max, in modo che la differenza tra due carichi successivi sia pari almeno a 0.08Max. DOCUMENTI TECNICI DT-06-DT rev.00 Pag. 17 di 44

18 In aggiunta occorre registrare se l inseguitore di zero è attivo o meno durante la prova. Lo schema delle misure è riportato nella Tabella 4 (a titolo esemplificativo per una prova con carico crescente e decrescente con m=11). La prova, o le singole misurazioni a livelli di carico, possono essere ripetute per combinare i risultati di misura con quelli previsti durante la prova di ripetibilità (par. 5.2) Per una caratterizzazione più completa delle prestazioni di linearità dello strumento in taratura si consiglia di voler considerare quanto segue: se si prevede che la bilancia venga frequentemente utilizzata per ulteriori carichi, diversi da quelli equispaziati, questi verranno inseriti nella prova; per usi particolari, come previsto per bilance a campi plurimi o di portata superiore a 60 kg, si potrà tener conto della caratteristica della bilancia a carico crescente o decrescente, mentre in generale si effettueranno le correzioni a partire dalla media dei due comportamenti; per bilance a divisioni plurime ogni campo parziale sarà oggetto di prove specifiche, come previsto per le bilance ad un campo di pesatura; per le bilance a campi plurimi, è ammessa la misurazione con soli carichi crescenti e si può non ripetere la misurazione della linearità con carichi decrescenti; per bilance di portata superiore ai 60 kg, con trasduttori a celle di carico estensimetriche, si può non ripetere la misurazione della linearità con carichi decrescenti o crescenti, effettuando la caratterizzazione nel modo previsto per l uso. L elaborazione dei dati dovrà essere modificata di conseguenza. Si tenga presente che quando si adotta un valore di m inferiore a 11 vengono meno le condizioni di affidabilità previste in [2] per la possibile applicazione della formula semplificata di calcolo dell incertezza estesa per cui è necessario calcolare il numero di gradi libertà. Ulteriori prove possono essere eseguite per valutare le prestazioni dello strumento sotto specifiche condizioni operative: ad esempio il valore di lettura dopo un operazione di messa in tara ovvero la variazione dell indicazione sotto un carico costante per un certo periodo ecc. 5.4 MISURAZIONI AUSILIARIE Si raccomanda, inoltre, di adottare i seguenti accorgimenti di buona pratica: effetti della spinta aerostatica: misurare la temperatura dell aria in posizione sufficientemente vicina allo strumento; moti convettivi: particolare attenzione dovrebbe essere assunta per prevenire eccessivi moti convettivi, osservando un valore limite della differenza di temperatura tra campioni di massa e strumento (può essere utile allo scopo mantenere un termometro all interno della pesiera); interazioni magnetiche (sugli strumenti a maggiore risoluzione): utilizzare un distanziale di materiale paramagnetico, ripetendo misure successive e valutando la differenza di indicazione con il distanziale sopra o sotto il carico (una differenza superiore a 2 volte lo scarto tipo della bilancia è indice di presenza di disturbi di natura magnetica ed andrebbe segnalata nel certificato). DOCUMENTI TECNICI DT-06-DT rev.00 Pag. 18 di 44

19 6. ELABORAZIONE DEI DATI DI TARATURA 6.1 ECCENTRICITÀ DEL CARICO Nella tabella 2 si riporta a titolo di esempio lo schema delle misurazioni per una bilancia a carico appoggiato, con ricettore del carico dotato di non più di quattro punti di appoggio. Tabella 2 Schema delle misurazioni per la prova di eccentricità del carico Posizione Min I i Indicazione I i I ecc,i i /g /g /g 1 I 1 - xxx 2 I 2 I 2 -I 1 xxx 3 I 3 I 3 -I 1 xxx 4 I 4 I 4 -I 1 xxx 5 I 5 I 5 -I 1 xxx Nota: Nel caso di azzeramento del carico tra due letture successive la colonna Min può essere omessa. Dalle indicazioni I i nelle diverse posizioni si calcolano le differenze I ecc,i = I i -I 1. L errore di eccentricità è dato dal massimo dei valori determinati in precedenza secondo la formula che segue: I ecc = max(ass(i i -I 1.)) (6.1) Si suggerisce di effettuare la prova di eccentricità del carico prima delle altre prove di caratterizzazione, in modo che essa possa rappresentare un mezzo per accertare l'opportunità di eseguire sullo strumento le successive misure di carattere metrologico oppure la necessità di un intervento di manutenzione straordinaria, qualora si evidenziassero valori di I ecc,max corrispondenti ad almeno 15 divisioni. Nel caso quest ultima eventualità si verifichi, è opportuno verificare l intenzione del Cliente ed eventualmente procedere ad un riesame del contratto. DOCUMENTI TECNICI DT-06-DT rev.00 Pag. 19 di 44

20 6.2 RIPETIBILITÀ Nella tabella 3 si riporta un possibile schema delle misurazioni da effettuarsi per la prova di ripetibilità, unitamente alle elaborazioni richieste, come di seguito esplicitato. Tabella 3 Possibile schema delle misurazioni e delle elaborazioni per la prova di ripetibilità (n=5) i Min I min /g carico Indicazione I / g I c / g 1 xxx 2 xxx xxx 3 xxx 4 xxx xxx 5 xxx 11 xxx media xxx xxx xxx max xxx xxx xxx min xxx xxx xxx s L Nota: Nel caso di azzeramento del carico tra due letture successive la colonna Min può essere omessa. xxx Le indicazioni I ci, corrette per la deriva, sono calcolate come segue: I ci = I i -0,5 (I min i-1 +I min i+1 ), con i = 2,4, (6.2) Lo scarto tipo s L di una bilancia è il parametro largamente utilizzato per descrivere la sua capacità di ripetere la stessa indicazione in corrispondenza dello stesso carico e viene calcolato mediante la formula 1 : s L n i 1 ( I I ) ci n 1 cm 2 (6.3) dove n è il numero di valori I c osservati (nell esempio di tab. 3, n = 5) e I cm è il valore medio delle indicazioni I ci. Il numero di gradi di libertà è pari a L = n Pur trascurando le correlazioni statistiche la espressione è accettabile poiché rappresenta una sovrastima di s L. DOCUMENTI TECNICI DT-06-DT rev.00 Pag. 20 di 44