Appunti: Corso di misure elettroniche

Concetto di misurazione

Misurare (azione) = valuto quantitativamente una grandezza fisica (misurando) confrontandola con una grandezza fisica ad essa omogenea (campione).

Misurando = grandezza fisica oggetto a misura.

Campione = Questo deve essere assoluto, stabile, riproducibile e disseminabile.

Misurazione = processo che mi dà una valutazione oggettiva del misurando. Il risultato della misurazione è chiamato misura.

Misura (risultato) = Tipicamente costituita da un numero che esprime in maniera quantitativa il valore della grandezza fisica e definisce quante volte il misurando è stato confrontato con il campione, da un'incertezza, da un'unità di misura (del sistema internazionale).

Incertezza = Indica della quantità di misurazione ossia rappresenta il grado di indeterminazione con il quale il processo di misurazione ha ottenuto il risultato associato alla misura (risultato), evidenziando la dispersione dei valori che possono essere attribuiti al misurando.

Una misura si esprime in questo modo:

• Grandezza   Numero   Incertezza   Unità di misura   Simbolo   Abbreviazione
• Tensione   100   ± 1   volt   V   (100±1) V

Concetto di misurazione

Misurare (azione) - Valutare quantitativamente una grandezza fisica (misurando), confrontandola con una grandezza fisica ad essa omogenea (campione).

Misurando - Grandezza fisica oggetto a misurare.

Campione - Questo deve essere: assoluto, stabile, riproducibile e dinamico.

Misurazione - Processo che mi dà una valutazione oggettiva del misurando. Il risultato della misurazione è chiamato misura.

Misura (risultato) - Espressione estrinsecata in numero, che esprime in maniera quantitativa il valore della grandezza fisica e definisce quanto volte il misurando è stato confrontato con il campione.

Incertezza - Indica della quantità di misurazione e rappresenta il grado di indeterminazione con il quale il processo di misurazione ha ottenuto il risultato associato al misurato (risultato) evidenziando la dispersione dei valori che possono essere attribuiti al misurando.

Una misura si esprime in questo modello:

• Grandezza
• Numero
• Incertezza
• Unità di misura
• Simbolo
• Abbreviazione
• Tensione
• 100
• ± 1
• Volt
• V
• (100±1)V

Schema di misurazione

X R, Q, U

Misurazione

X = il misurando da misurare è l'insieme di tre informazioni.

R = risultato.

U = unità di misura.

Q = qualità.

Esperimento di Gauss

Facciamo l’ipotesi che il misurando sia ideale, costante e noto.

L è una lettura.

Il processo di Gauss si basa sul fare n misure n_i (con i=1,2,...,n) letture diverse di misurare di X, indipendenti tra loro. Notiamo che le letture sono diverse tra loro e non sono riusci a trovare nessuna corrispondenza, quindi si conclude che lo strumento di misura sui genera rumori casuali. Quindi l'esperimento di Gauss è affetto da incertezza, ossia il rumore n_i è il numero che rende la misurazione aleatoria.

S X L M n_i è il rumore derivato dello strumento e L è la lettura che è diversa dalla misura (M).

La lettura è una variabile aleatoria.

Fonti di incertezza

Le fonti d'incertezza si dividono in due gruppi:

• Interne (interne)
• Outer (esterne) rispetto allo strumento di misura

Le fonti d'incertezza outer sono dovute alle interazioni del sistema di misura con altri blocchi e alla natura intrinseca del misurando. Le possibili interazioni possono essere:

• Ambiente ➔ Sistema di sottomisura - potrebbero essere delle perturbazioni ambientali che ne alterano il sistema di sottomisura, quali variazioni di temperatura, pressione, umidità, interferenza con campi elettromagnetici, ecc.
• Sistema di sottomisura ➔ Ambiente - tipo le limitazioni tecnologiche della strumentazione, quali le imprecisioni costruttive, instabilità della taratura.
• Ambiente ➔ Sistema di misura - Il fenomeno più comune è sempre la variazione della temperatura.
• Sistema di misura ➔ Ambiente - Le principali cause d'incertezza dovute a questa interazione sono la temperatura, l'umidità, i campi elettromagnetici che governano gli strumenti di misura e possono modificare le condizioni in cui...
• Sistema di misura -> Sistema di sotomisura. Questa è l'interazione più importante di tut