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Appunti di Analisi matematica. È possibile e desiderabile descrivere sia le operazioni sia le prestazioni (livello di vicinanza alla perfezione) di uno strumento di misura e delle apparecchiature a esso associate, in modo
generalizzato, senza ricorrere a un hardware fisico specifico. Le operazioni possono essere descritte attraverso elementi funzionali di sistemi di strumenti e la prestazione è definita permezzo delle caratteristiche statiche e dinamiche. Questa sezione sviluppa i concetti degli elementi
funzionali di uno strumento o di un sistema di misura.
Se esaminiamo diversi strumenti fisici, con uno sguardo rivolto alla generalizzazione, presto ci accorgiamo che, all'interno degli elementi degli strumenti, esistono aspetti similari riguardo alla funzione. Questo porta all'idea di spezzare gli strumenti in un numero limitato di tipologie
di elementi, in accordo con la funzione generalizzata realizzata dal singolo elemento. Questa riduzione può essere eseguita in un gran numero di modi: allo stato attuale non esiste alcuno schema standardizzato e universalmente accettato. Ora noi forniremo un tipo di schema, che può
aiutarci sia a capire la funzione operativa di qualsiasi nuovo strumento con il quale possiamo venire in contatto sia a pianificare la progettazione di un nuovo strumento.
Consideriamo la Figura 2.1, che rappresenta una possibile disposizione di elementi funzionali all'interno di uno strumento, e include tutte le funzioni di base considerate necessarie per la descrizione di qualsiasi strumento. L'elemento sensibile primario è quello che per primo riceve energia dall'oggetto delle misure e produce un'uscita che dipende in qualche modo
dalla quantità misurata. È importante notare che uno strumento sottrae sempre una parte di energia dal sistema oggetto delle misure. Per questo la quantità misurata viene sempre disturbata dall'atto della misurazione,
e ciò rende una misura perfetta teoricamente impossibile. I buoni strumenti di misura sono progettati per minimizzare questo effetto di carico (loading effect), che in qualche modo è sempre presente.
Il segnale di uscita dell'elemento sensibile primario è una variabile fisica come uno spostamento o una tensione. Affinché lo strumento esegua la funzione desiderata, può essere necessario convertire questa variabile in un'altra, più adatta.