Strumento di misura

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Capitano Nemo e il Professor Aronnax mentre stanno contemplando degli strumenti di misura in Ventimila leghe sotto i mari

Uno strumento di misura è uno strumento con la funzione di effettuare una misurazione. In fisica e ingegneria, una misurazione è il processo di rapportare una grandezza fisica ad eventi, fenomeni od oggetti del mondo reale.

Lo strumento può presentarsi come un singolo oggetto, oppure può essere composto da due o più elementi che, opportunamente combinati, permettono di eseguire la misura (sistema di misura).

Tipicamente ogni strumento di misura, prima di essere utilizzato, è tarato o calibrato utilizzando un campione dell'unità di misura che si vuole misurare o fissando un livello di misura come riferimento.

Come unità di misura si utilizzano oggetti e/o eventi di riferimento precedentemente stabiliti, la cui misurazione dà come risultato un numero reale che è la relazione tra l'oggetto misurato e l'unità di riferimento.

Formato della lettura[modifica | modifica wikitesto]

Gli strumenti possono presentare fondamentalmente due tipi di formato di lettura, a cui corrisponde una prima divisione tipologica fondamentale:

È importante specificare che le definizioni sopra riportate, si riferiscono al tipo di visualizzazione della lettura o alla forma del segnale d'uscita, non alla tecnologia usata per realizzare lo strumento. A titolo d'esempio, si può ricordare che esistono micrometri a vite in cui la lettura si esegue su totalizzatori meccanici (per cui sono strumenti digitali, sebbene non facciano uso di elettronica).

Tipologie[modifica | modifica wikitesto]

Esiste una grande varietà di strumenti di misura, che vanno dagli oggetti più semplici, come i righelli o i cronometri, fino ai più sofisticati come i microscopi elettronici o gli acceleratori di particelle.

Facendo riferimento al VIM (Vocabolario Internazionale dei termini fondamentali e generali di Metrologia), di seguito verranno elencati alcune fondamentali tipologie di strumenti.

Campioni materiali[modifica | modifica wikitesto]

Elaborazione grafica al computer del campione da un chilogrammo conservato a Sèvres

Un campione materiale è un oggetto o un'apparecchiatura destinata a riprodurre una determinata grandezza, con precisione nota.

Alcuni esempi di campioni materiali:

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Campione (metrologia).

Trasduttori di misura[modifica | modifica wikitesto]

Un trasduttore è un dispositivo che legge una grandezza presente in ingresso e ne genera un'altra in uscita, proporzionale alla prima. Tipicamente, un trasduttore rileva una grandezza fisica e genera un proporzionale segnale elettrico. Il segnale d'ingresso e quello d'uscita sono legati da una legge nota (la transcaratteristica del trasduttore).

Nel linguaggio comune questi dispositivi vengono chiamati sensori, ma in ambito strettamente metrologico, quest'ultimo termine è riferito solamente all'elemento che fisicamente opera la trasformazione da una grandezza ad un'altra. Molti dispositivi trasduttori, oltre all'elemento sensore, integrano alimentatori per il medesimo, amplificatori di segnale, dispositivi di comunicazione remota, ecc. Esempio: un trasduttore di pressione, oltre ad avere una membrana estensimetrata che fa da sensore, potrebbe integrare un amplificatore per il segnale elettrico d'uscita.

Alcuni esempi di trasduttori:

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Trasduttore.

Strumenti indicatori[modifica | modifica wikitesto]

Uno strumento indicatore è un dispositivo che visualizza direttamente il valore del misurando. La visualizzazione può avere sia un formato d'uscita analogica, sia digitale.

Comunemente, questi dispositivi vengono chiamati anche visualizzatori, ma in ambito strettamente metrologico, questo termine è riferito all'elemento visualizzatore di uno strumento, e non al dispositivo nel suo complesso.

Alcuni esempi di strumento indicatore:

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Strumento indicatore.

Strumenti registratori[modifica | modifica wikitesto]

Un sismografo utilizzato dal dipartimento di stato dell'Interno USA

Uno strumento registratore è un dispositivo che fornisce una registrazione del valore del misurando, o di un valore in relazione con esso (tipicamente un segnale elettrico). Successivamente, può rendere disponibile i valori registrati per l'analisi.

La registrazione può essere fatta su diversi tipi di supporti (tipicamente cartacei, magnetici o elettronici).

Alcuni esempi di strumento registratore:

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Strumento registratore.

Strumenti totalizzatori[modifica | modifica wikitesto]

Uno strumento totalizzatore è un dispositivo che determina il valore del misurando facendone la somma dei valori parziali, o misurando il numero di specifici eventi che costituiscono l'oggetto della sua misurazione.

Alcuni esempi di strumento totalizzatore:

Sistemi di misura[modifica | modifica wikitesto]

Un sistema di misura è un insieme di strumenti ed altre apparecchiature, utilizzate assieme per eseguire una specifica misura. A questa categoria appartengono molta strumentazione destinata alle misure più complesse, che richiedono estrema precisione o in condizioni estreme.

Un sistema di misura comprende anche una serie di strumenti e apparecchiature destinati alla verifica e il controllo delle condizioni di contorno, almeno quelle che hanno influenza sulla misura in sé o sul valore del misurando (esempio la temperatura, l'umidità e la pressione atmosferica).

La struttura più semplice di un sistema di misura è la catena di misura.

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Sistema di misura.

Catene di misura[modifica | modifica wikitesto]

Una catena di misura è una successione di strumenti ed altre apparecchiature, collegate in modo da poter elaborare il segnale a partire dalla grandezza d'ingresso (misurando) fino all'ottenimento della lettura in uscita (la misura).

Alcuni esempi di catene di misura:

  • misuratore di pressione composto da un trasduttore di pressione, un amplificatore di segnale e un voltmetro;
  • misuratore di rumorosità acustica composto da un microfono, un preamplificatore, un registratore e un analizzatore di spettro.

Strumenti integratori[modifica | modifica wikitesto]

Uno strumento integratore è un dispositivo che legge due o più grandezze e le combina, per visualizzarne una terza che deriva dalle altre secondo una regola certa.

Alcuni esempi di strumento integratore:

Dispositivi rivelatori[modifica | modifica wikitesto]

Uno strumento rivelatore è un dispositivo o una sostanza che rivela la presenza di una grandezza, senza necessariamente fornirne un valore preciso. In alcuni casi questi dispositivi sono realizzati per segnalare il superamento di un dato valore (chiamati anche strumenti a soglia).

Alcuni esempi di dispositivi rilevatori:

Caratteristiche[modifica | modifica wikitesto]

Vista la grande varietà di strumenti di misura, elencarne in modo specifico le caratteristiche è impossibile. Si può però generalizzare e dividere le caratteristiche in un numero ristretto di tipologie:

  • funzionali (grandezza oggetto di misura, campo di misura, principio di funzionamento, limiti di temperatura);
  • fisiche (dimensioni, peso);
  • metrologiche (precisione, risoluzione, linearità, ripetibilità);
  • elettriche (tensione di alimentazione, caratteristiche delle uscite).
  • settaggio e/o programmazione (possibilità di settaggio, programmazione funzioni, compatibilità a protocolli di comunicazione).

Alcuni esempi di strumenti di misura (divisi per grandezza misurata)[modifica | modifica wikitesto]

Bilancia.
Clessidra.
Regolo.
Sestante.
Barometro.
Radiometro.
Anemometro del 1870.
Multimetro digitale.
Contatore Geiger.

Massa[modifica | modifica wikitesto]


Tempo[modifica | modifica wikitesto]

misurazione tecnologica del tempo

Lunghezza (intesa come distanza)[modifica | modifica wikitesto]

Area[modifica | modifica wikitesto]

Angolo[modifica | modifica wikitesto]

Pendenza (o inclinazione)[modifica | modifica wikitesto]

Deformazione[modifica | modifica wikitesto]

Temperatura[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Termometria.

Pressione[modifica | modifica wikitesto]

storia delle misurazioni di tecnologia e pressione

Grandezze acustiche (pressione sonora)[modifica | modifica wikitesto]

Flusso (o portata)[modifica | modifica wikitesto]

Composizione[modifica | modifica wikitesto]

Umidità[modifica | modifica wikitesto]

pH[modifica | modifica wikitesto]

Livello di liquido[modifica | modifica wikitesto]

Luce[modifica | modifica wikitesto]

Velocità[modifica | modifica wikitesto]

Accelerazione[modifica | modifica wikitesto]

Velocità angolare[modifica | modifica wikitesto]

Grandezze elettriche[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Strumenti di misura per grandezze elettriche.

Durezza[modifica | modifica wikitesto]

Viscosità[modifica | modifica wikitesto]

Momento torcente[modifica | modifica wikitesto]

Radiazione elettromagnetica[modifica | modifica wikitesto]

Varie[modifica | modifica wikitesto]

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

Legge 2 febbraio 2007, n. 22, in materia di "Strumenti di misura"

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]