Che cos'è l'Incertezza di misura di una bilancia

È facile pensare che uno strumento industriale sia una macchina perfetta che fornisce informazioni esatte. Ma ogni sistema del mondo reale ha dei limiti basati sulla macchina stessa e sull'ambiente in cui viene utilizzato. Questo è il caso di molti strumenti di misura e delle bilance.

Incertezza della misurazione delle bilance

Quando un carico viene posizionato sulla piattaforma della bilancia, l'indicatore di peso visualizzerà un valore numerico. Sappiamo che questo valore non può corrispondere esattamente al peso reale del carico con un numero infinito di cifre. Ma non siamo sicuri di quanta differenza ci sia.

Ogni misurazione ha un certo livello di dubbio. Questo può essere quantificato determinando quanto è alto il livello e quanto è grave il dubbio. Il livello può essere associato all'intervallo di misura, mentre il dubbio riguarda quanto siamo sicuri che la misura rientri nell'intervallo annotato.

Ad esempio, se una bilancia ha un intervallo di pesatura di 5000 g con una risoluzione di 1 g, l'intervallo di misurazione è +/- 1 g. Lo strumento per pesare può mostrare un peso di 3456 o 3457 g, ma non può mostrare alcun valore intermedio. Per la lettura di 3456 g, il peso effettivo dovrebbe essere compreso tra 3455 g e 3457 g.

Resta ancora il problema di quanti dubbi abbiamo sul fatto che il peso rientri in tale intervallo. Siamo sicuri solo al 95% o al 99%? Possiamo esprimere l'incertezza di questo esempio affermando che il peso è 3456 g +/- 1 g con un livello di confidenza del 99%.

Perché l'incertezza di misurazione è necessaria per la pesatura

Come con qualsiasi tipo di misurazione, la misurazione del peso presenta sempre un certo livello di incertezza. Il peso di un articolo può essere considerato come una misura analogica. Qualsiasi valore analogico convertito in un valore digitale deve avere un certo livello di incertezza.

Il livello di incertezza può essere ridotto al minimo in vari modi. L'esempio utilizzato di una bilancia con una portata di 5000 g e una risoluzione di 1 g può essere confrontato con una bilancia con la stessa portata di 5000 g, ma con una migliore risoluzione di 0,1 g. In questo caso, l'intervallo di misurazione è di +/- 0,1 g. Se il livello rimane lo stesso, è chiaro che l'incertezza sarà grande solo un decimo.

Le bilance di precisione di buona qualità sono un esempio reale di questa ridotta incertezza. 

Calibrazione degli strumenti per pesare

Tutte le bilance elettroniche ed industriali hanno una modalità di calibrazione. Al livello più semplice, una bilancia meccanica, può avere una regolazione a cacciavite che può essere utilizzata per far corrispondere la lettura sul display al carico applicato. Il carico di calibrazione suggerito è generalmente circa il 50% della capacità della bilancia.

Strumenti più avanzati, come le bilance professionali , automatizzeranno il processo in modo semi-automatico. Un display guidato da menu chiederà all'operatore di inserire il valore del peso di calibrazione. Quando il peso viene posizionato sulla bilancia, si regolerà automaticamente per la migliore lettura.

Utilizzo di pesi di prova

Il processo di calibrazione può essere accurato solo quanto i pesi di prova utilizzati. Per esigenze diverse vengono utilizzati pesi di prova con classi di precisione diverse. Qui trovi la classificazione dei pesi per individuare la classe corretta.

Processo per misurare l'incertezza

Il modo più standard per calcolare l'incertezza è prendere più misurazioni, ad esempio 10 volte. Assicurarsi che le misurazioni vengano eseguite nelle stesse identiche condizioni. Calcola sia la media che la deviazione standard di queste misurazioni.

L'incertezza standard viene calcolata identificando ciascuna fonte di incertezza e prendendo il quadrato di ciascun valore. Sommare i risultati dei calcoli risultanti. La radice quadrata di questa somma è il valore dell'incertezza tipo.

Esistono fattori specifici che si applicano alle bilance e che vanno considerati ai fini della qualità della bilancia stessa :

Ripetibilità

Ci si potrebbe aspettare risultati identici quando si posiziona più volte lo stesso carico sulla piattaforma. Ma a seconda della risoluzione della bilancia è possibile che vi siano piccole variazioni. Queste differenze definiscono la ripetibilità della scala.

Eccentricità

Una bilancia ideale mostrerebbe lo stesso peso indipendentemente da dove è stato posizionato il carico sulla piattaforma. Nella vita reale, però, ci sarà qualche variazione, chiamata eccentricità. Ciò è causato da lievi imperfezioni nella simmetria delle celle di carico.

Non linearità

Rappresentare graficamente il peso sulla piattaforma rispetto al risultato sul display del peso dovrebbe risultare in una linea perfettamente retta. La quantità della massima deviazione da questa linea definisce la non linearità della bilancia.

Sensibilità

La più piccola variazione di peso che può essere vista sul display del peso è considerata la sensibilità della bilancia. Come regola generale, migliore è la sensibilità, migliore è la bilancia.

Riduci l'incertezza utilizzando le bilance migliori

Sebbene errori e incertezze non possano mai essere eliminati completamente, le bilance di alta qualità e le bilance industriali di alta precisione di Sinergica Soluzioni li riducono al minimo.

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