RICERCA ITALIANA     

Programma di ricerca

Metodologia di attuazione della Direttiva Strumenti di Misura (MID)

Università di riferimento

Università degli Studi di PADOVA - INGEGNERIA MECCANICA - PADOVA(PD)

Responsabile dell'Unità di ricerca

Francesco ANGRILLI

Descrizione

L'attività di ricerca dell'unità operativa, sarà svolta su " Aspetti modellistici per la sperimentazione e la definizione di procedure per l'attuazione della Direttiva Europea Strumenti di Misura (MID)" ai fini della definizione della procedura per la determinazione e l'utilizzo di modelli per la progettazione, il collaudo e la taratura di apparati di misura legali. Il programma di ricerca sarà articolato in quattro fasi per favorire la definizione degli stati di avanzamento e dei relativi criteri di controllo. 1. Inizialmente una fase di ricerca bibliografica e di organizzazione ed implementazione del progetto, svolta in stretta collaborazione con le altre UO, consentirà la scelta dei sistemi di misura legali da impiegare come campioni di sviluppo della ricerca, la definizione delle prove di collaudo e la progettazione delle catene strumentali nei due casi oggetto della ricerca. Questo consentirà di definire il grado di accuratezza ed i tipi di prove da applicare ai diversi casi, consentirà di procedere all'interpretazione dei fenomeni fisici attraverso una schematizzazione adeguata sia della catena strumentale prevista che delle eventuali interazioni tra strumento da tarare e strumento di riferimento (nel caso di taratura per confronto). Si analizzeranno in modo accurato le condizioni ed i livelli di carico, le condizioni di vincolo, le caratteristiche geometriche e fisiche dei sistemi di misura, le proprietà dei materiali e l'influenza dei parametri ambientali, con il fine di definire la strategia di modellizzazione. In particolare, si analizzerà la necessità di produrre strumenti software da distribuire presso le altre unità operative, sufficientemente dettagliati da consentire un'analisi di previsione sui risultati sperimentali e quindi una adeguata progettazione e realizzazione dei sistemi di verifica e collaudo. 2. Seguirà una fase di modellizzazione matematico-numerica, durante la quale verranno sviluppati modelli per i contatori volumetrici per i dispositivi per la pesatura automatica e per i tassametri, scelti nella fase precedente. Verranno analizzate le leggi fisiche che intervengono nel fenomeno di misurazione spingendo l'analisi matematica in relazione alla definizione che il sistema di misura deve possedere. Saranno scelte le tipologie di modello matematico e numerico e definiti i parametri caratteristici da identificare e validare sperimentalmente. 3. Nella terza fase verranno prima definite le prove sperimentali che verranno condotte presso le varie UO allo scopo di determinare i parametri di modello e contemporaneamente validarlo. Si svolgerà una azione di coordinamento delle prove svolte. Verranno identificati i parametri caratterizzanti i diversi modelli, i modelli verranno validati e determinata l'incertezza. Avrà particolare rilievo la fase di validazione di modello attraverso la quale sarà possibile prevedere, negli intervalli di compatibilità con l'incertezza assunta a specifica da normativa, il comportamento del sistema di misura. 4. Nella quarta fase si effettuerà una attenta analisi delle cause di incertezza inerenti alla rappresentazione geometrica, alle proprietà fisiche e termomeccaniche dei materiali costituenti i trasduttori e quelli costituenti il misurando, alle condizioni al contorno, nonché al tempo di osservazione del fenomeno ed alle caratteristiche dinamiche dei trasduttori per grandezze tempovarianti. Sarà quindi possibile definire, in base al modello, ai dati sperimentali ed all'analisi dell'incertezza, le procedure ed i test bed di collaudo metrologico mirati alla verifica sia dell'affidabilità che delle prestazioni metrologiche delle categorie di strumenti legali studiati. Sarà svolta una analisi critica dei risultati ottenuti nelle fasi precedenti in modo da ottenere semplicità e generalità delle procedure in modo da garantire l'applicabilità dei risultati ottenuti anche strumenti in continua evoluzione tecnologica Organizzazione dell'attività di ricerca Fase 1: 6 mesi (0-6) Attività: - Scelta dei sistemi di misura legali da impiegare come campioni di sviluppo della ricerca - Indagine bibliografica, stato dell'arte relativamente alla definizione delle prove di collaudo e la modellazione degli strumenti legali scelti - Valutazione dell'incertezza indotta dalla modellizzazione matematica e relative procedure per la sua determinazione - In stretto coordinamento con le altre UO, progettazione delle catene di misura e collaudo, progettazione dei campioni per la prima validazione sperimentale delle procedure - Selezione e sviluppo di software dedicato, definizione delle catene strumentali per la validazione del modello matematico - Progettazione realizzazione e acquisizione dei componenti necessari Risultati attesi: - relazione sulla letteratura tecnico-scientifica e definizione dello stato dell'arte - relazione relativa alla progettazione delle prove per validazione modelli matematici - relazione relativa ai modelli Fase 2: 10 mesi (4-14) Attività: - Analisi delle leggi fisiche che intervengono nel fenomeno di misurazione e sviluppo della modellizzazione matematico-numerica, mediante la quale verranno definiti modelli applicati ai contatori volumetrici ed ai dispositivi per la pesatura automatica scelti nella fase precedente - Definizione dei parametri caratteristici da identificare e validare sperimentalmente - Implementazione e messa a punto di software e delle catene di misura per la validazione del modello matematico e definizione delle procedure per la determinazione delle incertezze di modello Risultati attesi: - relazione sulle procedure per la determinazione dell'incertezza di modello - relazione sullo studio e sviluppo dei modelli matematici - relazione sulla determinazione dell'indice di qualità - relazione sull'estensione della validità del modello matematico Fase 3: 6 mesi (12-18) Attività: - Definizione delle prove sperimentali che verranno condotte presso le varie UO con particolare attenzione alla determinazione dei parametri di modello e contemporanea validazione - Coordinamento delle prove sperimentali - Implementazione del software dedicato per l'analisi dei risultati sperimentali e numerici - Validazione del modello matematico - Identificazione dei parametri caratterizzanti i diversi modelli Risultati attesi: - relazione sulle procedure sperimentali - relazione sulle procedure di identificazione di modello - relazione sulla validazione del modello Fase 4: 8 mesi (16-24) Attività: - Determinazione dell'incertezza considerando gli effetti inerenti alla rappresentazione geometrica, alle proprietà fisiche e termomeccaniche dei materiali costituenti i trasduttori e quelli costituenti il misurando, alle condizioni al contorno, nonché al tempo di osservazione del fenomeno ed alle caratteristiche dinamiche dei trasduttori per grandezze tempovarianti - Definizione, in base al modello, ai dati sperimentali ed alla stima dell'incertezza, delle procedure e dei test bed di collaudo metrologico mirati alla verifica dell'affidabilità e delle prestazioni metrologiche degli strumenti di misura legale Risultati attesi: - relazione sulle fonti di incertezza e stima dell'incertezza globale - relazione sulle procedure definite