Concetti Chiave
- La portata è il valore massimo misurabile dallo strumento e determina i limiti di operatività, con strumenti analogici che non leggono oltre tale valore.
- Negli strumenti digitali, è possibile avere un sovraccarico che estende il campo di misura, aumentando il numero di cifre disponibili per la lettura.
- La sensibilità di uno strumento indica la sua capacità di rispondere a piccole variazioni, con strumenti analogici che dipendono dal numero di divisioni della scala.
- Negli strumenti digitali, la sensibilità è influenzata dal numero di cifre del display, permettendo misurazioni più precise su portate minime.
- La classe di precisione di uno strumento riflette la sua accuratezza costruttiva, con strumenti analogici che presentano un errore relativo percentuale massimo rispetto al fondo scala.
Importanza della portata
Vediamo le 4 caratteristiche più importanti:
La portata rappresenta il valore massimo misurabile dallo strumento, detto anche range; per gli strumenti analogici corrisponde al valore di fondo scala Vfs.
Per esempio un voltmetro con portata 50 V può misurare una tensione fino a tale valore, superato il quale si rischia di danneggiare lo strumento.
Nel caso degli strumenti analogici valori superiori alla portata non possono essere letti, in quanto si esce dalla scala. Negli strumenti digitali, invece, può essere prevista una certa percentuale di sovraccarico (over range), che permette di estendere il campo di misura; la lettura viene resa possibile aumentando il numero di cifre a disposizione. Molti strumenti possono operare su più portate, mediante commutatori di vario tipo.
Negli strumenti con indice e scala graduata la costante di lettura è il rapporto tra la portata e il numero di divisioni di fondo scala.
Per esempio un voltmetro di portata 50 V e numero di divisioni 100 ha una costante di lettura pari a 50/100 = 0,5 V/div. Se la lettura effettuata è pari a 60 divisioni, la tensione misurata sarà uguale a 60 × 0,5 = 30 V.
Sensibilità degli strumenti
La sensibilità di uno strumento indica la capacità di rispondere a piccole variazioni della grandezza da misurare e può essere definita come la più piccola variazione indicata, riferita alla portata minore.
Nel caso degli strumenti analogici essa dipende dal numero di divisioni della scala: maggiore è il loro numero, più sensibile è lo strumento. Per esempio, su un amperometro con portate 1, 5 e 10 A e 100 divisioni di fondo scala si riesce ad apprezzare una variazione minima di corrente pari a una divisione, che corrisponde, con la portata minore, a 1/100 = 0,01 A e, quindi, coincide numericamente con la costante di lettura dello strumento, per quel valore di portata.
Per gli strumenti digitali la sensibilità dipende dal numero di cifre del display; per esempio, un voltmetro a tre cifre, con portata minima 1 V, consente di misurare tensioni da 1 mV a 999 mV, con sensibilità 1 mV, non essendo possibili valutazioni intermedie.
Precisione e classe degli strumenti
La classe di uno strumento indica la sua precisione intrinseca, indipendentemente dagli altri errori commessi nella misura; essa dipende, in generale, dall’accuratezza con cui lo strumento è stato costruito.
Per gli strumenti analogici la classe di precisione è indicata da un numero, che rappresenta l’errore relativo percentuale massimo riferito al valore di fondo scala.
Nel caso degli strumenti digitali l’ultima cifra del display (meno significativa) può essere affetta da errore; in questo caso si indica il numero di digit di incertezza, a cui bisogna sommare l’errore proprio dello strumento, che viene normalmente indicato con la percentuale sulla lettura più quella sul fondo scala.
Domande da interrogazione
- Qual è l'importanza della portata in uno strumento di misura?
- Come influisce la sensibilità sulla capacità di misurazione degli strumenti?
- Cosa rappresenta la classe di precisione di uno strumento?
- In che modo gli strumenti digitali gestiscono l'errore di misura?
La portata rappresenta il valore massimo misurabile dallo strumento e, nel caso di strumenti analogici, corrisponde al valore di fondo scala. Superare questa portata può danneggiare lo strumento, mentre gli strumenti digitali possono avere una certa percentuale di sovraccarico per estendere il campo di misura.
La sensibilità indica la capacità di uno strumento di rispondere a piccole variazioni della grandezza da misurare. Negli strumenti analogici, essa dipende dal numero di divisioni della scala, mentre per quelli digitali dipende dal numero di cifre del display.
La classe di precisione indica l'accuratezza intrinseca dello strumento, espressa come errore relativo percentuale massimo rispetto al valore di fondo scala. Essa è fondamentale per valutare l'affidabilità delle misurazioni.
Negli strumenti digitali, l'ultima cifra del display può essere soggetta a errore, e si indica il numero di digit di incertezza. Questo errore si somma all'errore proprio dello strumento, che è normalmente espresso in percentuale sulla lettura e sul fondo scala.
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