Generalità

La metrologia è la scienza che si occupa di grandezze fisiche, ne studia i principi, i metodi, i mezzi necessari per effettuarle e ne stabilisce i sistemi di misura e le relative unità

Il sistema di unità di misura è un complesso di norme con le quali vengono assegnate le unità di misura ad alcune grandezze, dette fondamentali.
Le unità derivate, vengono assegnate mediante relazione che le legano alle grandezze naturali

Errori

Incertezza di misura: la differenza fra l'indicazione fornita dallo strumento e la dimensione vera o di progetto della grandezza

Grossolani: dovuti a scarsa abilità dell'operatore o a inefficienza degli strumenti

Sistematici: sono quelli che si ripetono sempre allo stesso modo nelle misure dello stesso tipo. Possono dipendere dalla mancata taratura dello strumento o dal metodo di misura impiegato

D'insensibilità: Dipendono dal limite presentato dagli strumenti o dall'operatore

Accidentali: Sono dovuti a cause non definibili e perciò tali da sfuggire a ogni previsione.
Si possono evidenziare solo ripetendo più volte le misurazioni e scartando i valori che si discostano molto dalla media dei risultati

Errore assoluto: M - G

Errore assoluto medio: M1+M2...+Mn: n - G

Errore relativo: Ea : G

Errore %: Er x 100

Cause:

Strumento: Sono errori attribuibili a difetti di costruzione o all'usura di alcune parti dello strumento di misura

Ambiente: Sono errori dalle variazioni di temperatura che provocano dilatazioni dello strumento e dell'oggetto da misurare.

Operatore: Sono errori che possono essere originati non solo da una insufficiente capacità operativa, ma anche dalle caratteristiche fisiologiche dell'uomo

Strumenti campione

Tutte quelle attrezzature utilizzate per controllare gli strumenti di misura veri e propri

Blocchetti di riscontro piano paralleli

Per il controllo degli strumenti che misurano le lunghezze vengono usati i blocchetti di riscontro, detti anche blocchetti Johansson o blocchetti piano paralleli.

Blocchi piramidali

Piano conici. Essi sono simili ai piano paralleli in quanto le due facce opposte sono rigorosamente piane, ma con la differenza che queste facce sono inclinate di un determinato angolo espresso in gradi sessagesimali.

Dischi di vetro

Per il controllo della planarità delle superfici vengono usati i dischi di vetro aventi, di solito, diametro di 50 o 75 mm e spessori nominali rispettivamente di 15 e 20 mm. Sono costruiti di quarzo trasparente avente elevate caratteristiche di resistenza all'usura e alla scalfittura.

Strumenti di misura di lunghezza

I dispositivi con i quali vengono misurate le dimensioni, in modo diretto o indiretto, mediante lettura di un indice posizionato su scala graduata

Metro e righe millimetrate

un'asta rigida

un'asta articolata

una lamina di acciaio flessibile

una fettuccia di tela plastificata

Lettura risulta approssimata

Per difetto: se si assegna il valore della misura corrispondente all'incisione precedente rispetto alla dimensione da misurare

Per eccesso: se si assegna la misura corrispondente all'incisione successiva

Nonio

E' uno strumento che serve a facilitare la lettura di una misura (dimensione) valutando con precisione la frazione di spazio compresa tra due linee graduate di una scala lineare o angolare che ne rappresentano la lettura per difetto e per eccesso.

Nonio decimale

costruito con n=10 consente la lettura approssimata al decimo di millimetro

Nonio ventesimale

n=20, permette l'identificazione del ventesimo di millimetro (approssimazione 0,05)

Nonio cinquantesimale

n=50, approssimazione 0,02

Calibro/micrometro/compratore/goniometro

Il calibro a corsoio è lo strumento più usato nelle officine per la precisione con la quale è possibile effettuare misure esterne, interne e di profondità

Il micrometro a vite è uno strumento a misurazione diretta con il quale è possibile effettuare misure esterne, interne e di profondità con approssimazione fino a 0,01 mm

Il goniometro è uno strumento utilizzato per la misurazione degli angoli che richiedono un'approssimazione inferiore a grado

Il comparatore per il controllo degli errori di forma di superfici o per misure per comparazione tra le dimensioni di un pezzo da misurare e quelle di un pezzo campione

Conformazione di uno strumento di misura

E' un apparato che, sfruttando particolari caratteristiche delle grandezze da misurare, ne effettua il confronto fra le stesse e la loro unità di misura

Rilevatore: dispositivo sensibile alla grandezza da misurare

Indicatore: dispositivo che mostra il risultato della misura in modo tale che lo sperimentatore possa eseguire la lettura del valore misurato

Trasduttore: dispositivo che generalmente si interpone tra rilevatore e l'indicatore e trasforma la risposta del rilevatore in variazioni di una grandezza più facilmente osservabile dallo sperimentatore.

Analogici: gli strumenti in cui la risposta è letta dallo sperimentatore su un indice sovrapposto a una scala graduata.

Digitali: gli strumenti in cui la risposta è un numero , letto su un indicatore luminoso, esprimente direttamente il risultato della misura .

Strumento delle grandezze elettriche

Prontezza

Il tempo occorrente perché l'indicatore raggiunga la posizione definitiva in una misura:
più uno strumento si posiziona velocemente sul valore della grandezza misurata, maggiore è la sua prontezza.

Campo di misura

E' l'intervallo delle grandezze che uno strumento può misurare.
Su di uno strumento generalmente è possibile impostare la portata in modo che la scelta venga fatta dallo sperimentatore un relazione alla tipologia di fenomeno che deve essere misurato

Il valore massimo è detto portata o fondo scala

il minimo è detto soglia

Risoluzione

La risoluzione è la minima variazione percettibile capace di modificare la lettura della grandezza da misurare. La risoluzione è tanto maggiore quanto più piccola è la variazione percepita

negli strumenti analogici corrisponde alla divisione più piccola della scala prescelta

negli strumenti digitali corrisponde al cambiamento di una unità della cifra meno significativa

Precisone

E' la caratteristica che quantifica la capacità dello strumento di misura di fornire una misurazione vicina al valore reale alla grandezza in misura.

Tester analogici

Amperometro

Intensità di corrente

Voltimetro

per la misura della resistenza

Ohmetro: resistenza

Multimetri digitali

E' uno strumento multifunzione, che combina diverse possibilità di misura di grandezze elettriche

ACV,ACI: tensione e corrente alternata

DCV, DCI: tensione e corrente continua, resistenza

Alimentatore stabilizzato

E' un'apparecchiatura in grado di erogare una tensione continua, regolata a un valore fisso preimpostabile.

Strumenti per le misure elettroniche

Generatore di funzioni: è un apparato che genera segnali alternati di forma diversa, base sinusoidale, quadra, triangolare.

Oscilloscopio

Eseguire osservazione qualitative delle variazioni del segnale in funzione del tempo

Misura della densità

Densità e temperatura

Tutti gli oggetti, possiedono un volume proprio che è considerato costante, in realtà il volume aumenta al riscaldamento, mentre diminuisce se l'oggetto viene raffreddato.

Densità degli aeriformi

I gas e i vapori non possiedono un volume proprio, perciò la loro densità dipende, oltre che dalla temperatura, anche dalla pressione a cui sono sottoposti.

Densità dei liquidi

La densità di un liquido può essere determinata sperimentalmente misurando con la bilancia analitica la massa di un volume definito di liquido.
Per queste determinazione si possono usare dei piccoli matracci o dei picnometri.

La percentuale

P%= p x 100

p= m2 : mTOT

Parti per milione

ppm= m1; m1+m2 x 10^6

I segnali elettronici

E' responsabile della trasmissione o riproduzione di grandezze fisiche, come il suono o la temperatura, che conserva impresse nella sua forma d'onda

I segnali più comuni

Tipiche forme d'onda sono l'onda sinusoidale, onda quadra, onda triangolare, onda a dente di sega

Valore di picco Vp che è l'apice della forma d'onda

Valore picco-picco Vpp, che è l'estensione del segnale dal suo valore minimo al massimo
Vpp= 2 x Vp

Periodo e frequenza: il periodo T è la durata di un ciclo e si misura in secondi.
La frequenza f, misurata in hertz, non si può osservare direttamente nella forma d'onda: è il numero di cicli al secondo e coincide con l'inverso del periodo T
f: 1:T