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Strumenti di misura: risoluzione, sensibilità, accuratezza, precisione

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Piccolo vademecum di Metrologia... senza "formuloni" Smile

Strumenti di misura

Quanta confusione c'è sulle specifiche degli strumenti di misura? Risoluzione, accuratezza, sensibilità, precisione, portata, sono tutte caratteristiche diverse tra loro ma spesso le persone usano accuratezza e precisione come sinonimi, oppure confondono la sensibilità con la portata o con la risoluzione.

Proverò a fare un po' di chiarezza, cercando di non utilizzare termini troppo tecnici né "formuloni" e a volte approssimando concetti complessi, sperando di essere perdonato dai "puristi" della Metrologia, visto il nobile scopo divulgativo di questo mio breve articolo. Smile

 

In questo articolo:

Cos'è l'accuratezza di uno strumento?

L'accuratezza di uno strumento di misura indica quanto il risultato della misura di una grandezza, effettuata con lo strumento, si avvicina al valore vero, in comparazione con i campioni di riferimento metrologici.

In parole semplici, più uno strumento è accurato e più piccolo sarà l'errore commesso nella misura.

Nella prossima sezione cercherò di chiarire questo concetto tramite un'analogia che coinvolge anche la precisione.

Cos'è la precisione?

La precisione di uno strumento di misura, un tempo ritenuta sinonimo dell'accuratezza, in campo metrologico ha assunto un significato completamente diverso e indica la capacità di uno strumento di misurare lo stesso valore, a parità di condizioni.

Quindi, eseguendo la stessa misura più volte, se la grandezza misurata non cambia e se non cambiano altri fattori, uno strumento è tanto più preciso quanto il valore misurato rimarrà invariato tra una misura e l'altra.

Un'ottima analogia per spiegare la differenza tra accuratezza e precisione è quella di un bersaglio in 4 diverse condizioni:

Esempio bersaglio: accuratezza e precisione

In questo esempio, assumendo il centro del bersaglio come il valore vero della grandezza sotto misura, abbiamo 4 casi:

  1. Lo strumento è preciso e accurato, cioè è in grado fare una misura molto vicina al valore vero e, ripetendo la misura, i risultati non si discostano molto tra loro.
  2. Lo strumento è preciso ma non accurato, perché le misure sono tutte vicine tra loro, ma lontane dal valore vero.
  3. In questo caso stiamo utilizzando uno strumento accurato ma non in grado di offrire una ripetibilità delle misure, quindi poco preciso.
  4. Siamo nella condizione peggiore: lo strumento, oltre a misurare valori molto diversi gli uni dagli altri, questi sono anche molto lontani dal valore vero.

Cos'è la risoluzione?

La risoluzione di uno strumento di misura è la variazione minima della grandezza misurata che è in grado di apprezzare.

Negli strumenti "analogici", in genere, la risoluzione coincide con la divisione più piccola della scala anche se, in alcuni casi, è possibile apprezzare "a occhio" variazioni di metà o perfino quarti di divisione (dipende dalle dimensioni fisiche della scala graduata).

Risoluzione

Negli strumenti digitali, invece, la risoluzione di solito coincide con il valore dell'incremento minimo della cifra meno significativa (l'ultima a destra) mostrata sul display.

Cos'è la portata?

La portata di uno strumento di misura è semplicemente il valore massimo che è in grado di misurare.

Alcuni strumenti di misura hanno portata variabile, cioè è possibile scegliere la portata più adatta alla misura cambiando scala.

La portata più corretta da scegliere è quella che permette di misurare la grandezza senza andare fuori scala, mantenendo però la migliore risoluzione possibile.

Per esempio, un voltmetro con una scala graduata da 0 a 100, tramite appositi partitori o divisori o amplificatori (interni o esterni) può essere in grado di misurare tensioni da 0 a 1 Volt, da 0 a 10 Volt, da 0 a 100 Volt, da 0 a 1000 Volt, ecc...:

Portata variabile di uno strumento

Un esempio di strumento a portata fissa è una tipica bilancia da cucina:

Strumento a portata fissa: bilancia

Cos'è la sensibilità?

In parole semplici, la sensibilità di uno strumento di misura è il valore minimo che lo strumento è in grado di rilevare e misurare.

Per esempio, in un voltmetro a "indice" (ago che si muove su una scala graduata), la sensibilità sarà determinata dal minimo valore di tensione da applicare per osservare uno spostamento dell'ago, dalla sua condizione di "zero", non casuale, cioè non generato dal rumore, tale da poter essere apprezzato come misura.

Attenzione: la sensibilità non dev'essere confusa con la risoluzione.

Potresti essere interessato anche all'articolo "Come si usa un Multimetro Digitale (Tester)".

Se vuoi chiedere ulteriori spiegazioni o se vuoi esprimere la tua opinione, non esitare a farlo lasciando un commento Facebook, oppure contattandomi in privato!

Grazie per avermi letto fin qui! Smile

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Fabio Donna

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