Quali sono gli errori nei sistemi di pesatura? Le indicazioni dei tecnici della società CELMI srl, da oltre 40 anni impegnata nella produzione e vendita di sistemi di pesatura industriale, vi aiuteranno ad ottenere misurazioni sempre precise, calcolando tutti gli errori durante le procedure.
Come è noto, qualsiasi tipologia di misurazione è ottenuta grazie ad apparecchiature collegate tra loro che hanno il compito specifico di rilevare una grandezza. Ogni sistema ha una data precisione nella misura, precisione che comprende anche l’errore totale che, a sua volta, racchiude varie tipologie di errore generate, sia dalle apparecchiature impiegate, sia dalle caratteristiche di installazione delle apparecchiature stesse. In altre parole, minore è l’errore totale, più precisa sarà la misurazione. Vediamo più nel dettaglio gli errori che possono influire nei sistemi di misurazione.
GLI ERRORI NEI SISTEMI DI PESATURA
La prima grande distinzione da fare è tra gli errori sistematici e gli errori casuali. Mentre gli errori sistematici sono prevedibili e quantificabili e, di conseguenza, sommabili algebricamente, gli errori casuali vengono calcolati in forma statistica. Per limitare al massimo l’incidenza degli errori è necessario stabilire le prestazioni di un sistema definendo due dati fondamentali:
∙ Errore a temperatura ambiente costante: valore di riferimento per le prove di verifica da stabilire alla messa in marcia del sistema. Si calcola sommando l’errore sistematico all’errore casuale totale. Dal calcolo vanno esclusi gli errori azzerati dalle caratteristiche del sistema o dalle condizioni operative;
∙ Errore da derive termiche: compensato da tarature periodiche, si manifesta sul lungo periodo; la frequenza delle tarature dipende dalle valutazioni dell’utilizzatore;
ERRORI SISTEMATICI
Come anticipato, gli errori sistematici sono sommabili algebricamente in termini assoluti componendo l’errore sistematico totale. Nelle apparecchiature di misurazione gli errori sono espressi in percentuale relativa allo specifico fondo scala, quindi in sistemi a più celle, i valori percentuali non cambiano.
Tra i valori sistematici citiamo:
- Tolleranza dell’uscita nominale delle celle: relativo solo a sistemi con più celle, dipende dallo spostamento del baricentro del carico; è possibile compensarlo con la taratura degli angoli; senza compensazione, è possibile calcolarlo con la seguente equazione:
Errore= (tolleranza uscita nominale / 100) * (Spostamento baricentro % / 100) * portata fondo scala - Errore di linearità delle celle: da considerare nella linearità in discesa, non solo per le misure in discesa;
- Errore di isteresi: considerato solo quando la quantità viene modificata durante la pesata;
- Deriva sotto carico: da considerarsi solo in sistemi dove la rilevazione avviene in ritardo rispetto all’applicazione del carico;
- Risoluzione della misura: considerata in tutte le applicazioni.
ERRORI CASUALI
Il calcolo dell’errore casuale totale è ricavabile attraverso l’estrazione della radice quadrata dalla somma dei quadrati di ogni errore. Data la loro natura, gli errori casuali vanno sempre considerati, in qualsiasi applicazione, poiché è impossibile compensarli. Il calcolo è riferito ai valori assoluti, quindi rapportato al fondo scala totale.
Tra gli errori casuali:
∙ Errore di ripetibilità celle di carico: è definito come deviazione standard su 10 misure con variazione di peso di circa il 50% della portata nominale ed espressa in % con riferimento alla variazione di peso; nel calcolo di questo errore va considerata la variazione di peso che realmente si manifesta nel sistema in quanto può non corrispondere alla portata di fondo scala;
∙ Stabilità amplificatore uscita celle: È un dato spesso non disponibile e dovrebbe essere diviso in due parti da considerarsi separatamente: la stabilità per variazioni di tensione di alimentazione della rete e la stabilità nel tempo;
∙ Stabilità del convertitore A/D: definito “noise” dai produttori, è la deviazione standard o il valore picco/picco; di norma, si tratta di un valore trascurabile poiché il valore picco/picco dovrebbe essere inferiore alla risoluzione dell’indicazione;
ERRORI CAUSATI DALLE DERIVE TERMICHE
Come per l’errore sistematico, anche gli errori da derive termiche si effettua la somma algebrica dei singoli errori. Le condizioni di funzionamento ambientale variano da sistema a sistema, di conseguenza l’errore va calcolato per la variazione effettiva di temperatura in relazione alla temperatura prevista per la taratura.
Sul lungo periodo, le variazioni di temperatura ambiente si possono compensare con tarature stagionali, riducendo i valori da utilizzare per il calcolo dell’errore da derive termiche. Inoltre, gli errori da derive termiche possono essere:
- Errori di zero: da non considerare se il sistema è dotato di azzeramento automatico prima delle misure;
- Errori di campo: non eliminabili, quindi bisogna tenerne conto in tutte le applicazioni;
Le apparecchiature che generano errori da deriva termica possono essere:
- Le celle di carico
- L’amplificatore del segnale delle celle
- Il convertitore A/D
- I cavi di alimentazione delle celle
- Le dilatazioni termiche della struttura (da considerarsi solo in strutture molto pesanti o lunghe o con temperature differenziali elevate
- Tensione di alimentazione delle celle (nei moderni sistemi a microprocessore l’errore è nullo)
UNO SCHEMA RIASSUNTIVO DELLE VARIE TIPOLOGIE DI ERRORI DI MISURAZIONE:
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