Campo di misura

Il campo di misura di uno strumento è definito dall’intervallo tra i valori massimo e minimo, della grandezza fisica da esso rilevabili. In altre parole è la specifica principale, perché fornisce informazioni sull’idoneità dello strumento a compiere la misurazione di una data grandezza, oltre che a definire le specifiche di sicurezza dichiarate dal costruttore.

Tutte le altre qualità metrologiche di uno strumento vengono riferite al campo di misura; infatti esse possono essere ritenute valide solo per i valori della grandezza in esame, interni a detto campo. Il campo di misura può essere inferiore al campo della graduazione (cioè della scala graduata): in questo caso la graduazione contiene le portate minima e massima dello strumento, oppure solamente la portata massima nel caso che la portata minima sia uguale a zero; oppure viceversa la sola portata minima nel caso in cui la portata massima coincida con l’estremo superiore della graduazione.

La legge di distribuzione spaziale delle divisioni che costituiscono la scala dello strumento (graduazione della scala) rappresenta la legge fisica sulla quale è fondato il principio di funzionamento dello strumento stesso. La graduazione può essere di tipo lineare (ovvero le divisioni della scala sono equidistribuite), di tipo quadratico (se le distanze tra due divisioni successive variano secondo una legge quadratica), di tipo logaritmico, eccetera. A tal proposito conviene osservare che tutti gli strumenti che non sono a graduazione lineare richiedono una particolare attenzione nella lettura della misura: infatti l’occhio umano difficilmente compie l’operazione di interpolazione nell’intervallo tra due tratti consecutivi se la legge di distribuzione spaziale delle divisioni non è di tipo lineare.

La conoscenza della legge fisica sulla quale è fondato il funzionamento dello strumento permette di stabilire se lo strumento sia, oppure no, idoneo a fornire la misura di determinate grandezze. Ad esempio se un galvanometro è lineare, tale strumento sarà idoneo solamente alla misurazione di correnti continue; se, al contrario, il galvanometro è a legge quadratica, esso sarà sensibile ad un effetto termico e quindi adatto alla misurazione di correnti continue ed alternate, di forma d’onda qualsiasi.

A questo punto giova ricordare che la nozione fondamentale di campo di misura, dal punto di vista del pratico impiego dello strumento, viene completata dalle seguenti ulteriori definizioni:

  • estensione della graduazione: insieme di tutte le divisioni tracciate sulla scala dello strumento; il campo di misura può, al massimo, essere pari all’estensione della graduazione;
  • portata minima: valore della grandezza da misurare al di sotto del quale lo strumento fornisce indicazioni con precisione inferiore a quella dichiarata;
  • portata massima: stessa definizione relativa alla portata minima con riferimento al massimo valore della grandezza. Inoltre, è il valore al di sopra del quale lo strumento fornisce indicazioni della grandezza da misurare con precisione inferiore a quella dichiarata;
  • portata: portata massima di uno strumento la cui portata minima è prossima allo zero; in altre parole è il valore massimo misurabile da uno strumento di misura, al di sopra del quale lo strumento fornisce indicazioni del misurando con precisione inferiore a quella dichiarata (oltre al fatto che potrebbe subire un danneggiamento). La definizione di portata coincide con quella di portata massima, con la condizione che la portata minima sia prossima allo zero. La portata minima, invece, indica il valore al di sotto del quale lo strumento di misura fornisce indicazioni del misurando con precisione inferiore a quella dichiarata.
  • sovraccarico nominale: valore massimo consentito per la grandezza da misurare oltre il quale lo strumento subisce danni irreversibili; l’ordine di grandezza del sovraccarico nominale è pari a circa 3 o 4 volte la portata massima dello strumento.

Minimo segnale rilevabile

Ipotizzando che il segnale in ingresso ad un trasduttore sia privo di rumore, il valore minimo rilevabile è funzione del livello di rumore intrinsecamente generato dal trasduttore stesso.

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