RICERCA ITALIANA     

Programma di ricerca

Metodologia di attuazione della Direttiva Strumenti di Misura (MID)

Università di riferimento

Università degli Studi de L'AQUILA - ENERGETICA - L'AQUILA(AQ)

Responsabile dell'Unità di ricerca

Francesco IACONIS

Descrizione

Scopo precipuo dell'attività di ricerca di questa U.O. è la valutazione sperimentale dell'effetto di grandezze di influenza ambientali, in particolare termiche e di alcune caratteristiche fisico chimiche del misurando, sull'incertezza di misura dei seguenti dispositivi: · pesatrici/prezzatici : ‘Strumento per pesare a funzionamento automatico che appone ai singoli articoli l'etichetta con l'indicazione del peso e del prezzo, oppure l'etichetta con l'indicazione del peso', MI – 006 (ref. Measuring Instrument Directive, MID); · Riempitrice gravimetrica automatica: ‘Strumento per pesare a funzionamento automatico che riempie contenitori con una massa predeterminata e virtualmente costante di prodotto in grani e che comprende, essenzialmente, uno o più dispositivi di alimentazione automatici associati ad una o più cellule di pesatura, nonché gli appropriati dispositivi di controllo e di scarico', MI – 006, capitolo III, (ref. Measuring Instrument Directive, MID). Le prove saranno organizzate e progettate secondo quanto specificato nell'allegato II, ‘Programmi di prova" e, specificatamente per lo strumento in questione, come riportato nell'allegato M1, della MID. Per cui si fa riferimento alla MID per tutte le specifiche cogenti di prova. L'attività sperimentale verrà sviluppata secondo schemi pensati in modo da ottenere informazioni sul comportamento di misura di questi dispositivi, non solo limitate alla verifica di conformità richiesta dalla MID, ma anche per una completa caratterizzazione metrologica ed utili anche per innovazioni tecnologiche dei prodotti. Particolare attenzione sarà anche dedicata alla ottimizzazione dei tempi di prova e del numero di prove richieste. Informazioni di base delle prove cui verranno sottoposti i dispositivi possono essere così schematizzate: · incertezza di misura in condizioni nominali; · tempo di risposta e frequenza massima di utilizzo; · stabilità delle caratteristiche del sistema in funzione del tempo d'impiego. Allo scopo di ottenere le informazioni necessarie per gli scopi precedentemente descritti, le grandezze di influenza il cui effetto sull'incertezza di misura sarà studiato, per diversi valori della grandezza da misurare, possono essere così riassunte: o temperatura del misurando; o temperatura ambientale; o differenza di temperatura tra misurando, dispositivo ed ambiente. Strumenti certificati e riferibili di accuratezza adeguata verranno utilizzati come elementi di riferimento. E' importante notare che gran parte della strumentazione e delle catene di misura necessarie, e di accuratezza adeguta alle specifiche richieste sono disponibili presso l'U.O. e, quanto mancante sarà completato con una parte delle risorse richieste nel presente progetto. Cicli di funzionamento potranno essere previsti per verificare la stabilità a medio e lungo termine dei dispositivi. Ulteriori grandezze che possono influenzare la misura ed il cui effetto deve essere investigato sono: · comportamento dinamico in presenza di repentine variazioni di portata dovute a discontinuità nel meccanismo di riempimento (in parte considerabile nella prova ciclica) · presenza di granulometria variabile nel misurando (effetto sulla risoluzione dello strumento). Nella definizione del programma di prove e delle procedure di elaborazione dei dati, nonché nella definizione delle caratteristiche del banco provadi interesse comune, è prevista stretta interazione con le Unità Operative coordinate ed in particolare con quella che si occuperà dell'effetto delle grandezze di influenza di tipo meccanico (vibrazioni, etc..). Una prima fase di indagine fornirà risultati che verranno utilizzati con diverse finalità: · valutazione teorica, sulla base anche delle indicazioni reperite in letteratura, delle possibili influenze dei parametri ambientali; · definizione di un programma di prove per la valutazione sperimentale dell'influenza dei parametri ambientali succitati; · definizione delle procedure di confronto per l'evidenziazione dell'effetto della strumentazione utilizzata, a partire dai risultati sperimentali che verranno ottenuti anche da differenti U.O.; · progettazione delle configurazioni sperimentali su cui basare la sperimentazione, ed in particolare: . Scelta dei sensori, . Configurazioni strumentali sul dispositivo. La definizione delle scelte strumentali e delle possibili diverse configurazioni da confrontare avverrà in stretta interazione con le altre U.O., in quanto questo aspetto avrà notevole importanza su molte altre attività che debbono essere sviluppate nell'ambito complessivo del progetto, in particolare lo sviluppo e la caratterizzazione del modello dell'applicazione e la modellizzazione della situazione fisica e la valutazione dell'incertezza; l'affidabilità dei risultati ottenibili da queste ultime attività risulta infatti fortemente influenzato dalle scelte che riguarderanno la strumentazione. Ovviamente, una interazione particolarmente coordinata si prevede verrà sviluppata con l'U.O. dell'Università di Roma "La Sapienza", che si occuperà degli aspetti riguardanti le grandezze di influenza di tipo meccanico, l'approfondimento dei quali permetterà di completare l'indagine relativa alle cause di incertezza della misura. La collaborazione riguarderà, in particolare, definizione della configurazione strumentale e dei dispositivi da testare, programmi di prova, scambio di informazioni sperimentali. Particolarmente importante per la definizione di una configurazione definitiva di prova e, quindi, della procedura operativa, sarà la sperimentazione sulle diverse configurazioni preliminari individuate, per ognuna delle quali, verranno valutati gli effetti dei parametri ambientali ritenuti maggiormente significativi. I risultati sperimentali verranno analizzati in termini sia di ripetibilità, con riferimento quindi a specifiche situazioni di prova e laboratori, che di riproducibilità, attraverso il confronto di dati che fanno riferimento a periodi di prova più lunghi ed anche ai diversi laboratori di prova presso le diverse U.O., secondo le procedure di confronto precedentemente messe a punto. Si sottolinea l'importanza di scelte strumentali e procedurali che garantiscano una soddisfacente riproducibilità dei risultati, in quanto la procedura deve risultare facilmente ed efficacemente diffondibile nei diversi ambienti interessati alle misure studiate. L'analisi dei risultati permetterà di definire, d'accordo con le altre U.O. coordinate interessate alla misura su questi dispositivi una configurazione definitiva della catena strumentale, sulla quale svolgere la sperimentazione finale, i cui dati serviranno anche alla definitiva validazione delle procedure di valutazione dell'incertezza sperimentale. Se le indicazioni della ricerca faranno ritenere interessante questa possibilità, della configurazione strumentale ritenuta più adatta tra quelle provate, verranno confrontate soluzioni sperimentali di diversa complessità (numero di sensori, catena di misura, sistemi di acquisizione ed elaborazione dati, etc), e conseguentemente di diverso impegno di costo. Ciò per valutare, eventualmente, fattori correttivi che una configurazione più semplice ed economica imponga di introdurre rispetto ad una disposizione più completa e più complessa. A questo proposito si sottolinea che il maggiore onere di ricerca potrebbe essere compensato dal vantaggio di rendere la procedura applicabile ed estendibile ad una maggiore varietà di situazioni operative. Si prevede stretta collaborazione in questa fase in particolare con l'U.O. dell'Università di Roma "La Sapienza" per una integrata, coordinata e, per quanto possibile, completa valutazione sperimentale delle cause di incertezza ambientali dei diversi tipi. La disponibilità di queste informazioni permetterà, quindi, di contribuire alla stesura definitiva della procedura ed alla definitiva caratterizzazione. Con riferimento al programma proposto si individuano le seguenti fasi operative, al termine delle quali si renderanno disponibili i risultati di seguito specificati: Organizzazione della ricerca Fase 1: 6 mesi (0 – 6 progressivo) · Indagine bibliografica, stato dell'arte nellla caratterizzazione di pesatrici/prezzatici e riempitrici gravimetriche automatiche e nelle tecniche di valutazione degli effetti ambientali su detti dispositivi; · Identificazione del programma di prove per la valutazione dell'influenza delle scelte strumentali. · Acquisizione e realizzazione della strumentazione necessaria. In questa fase è prevista stretta interazione con le U.O. che si occupano della caratterizzazione teorica e della modellizzazione degli oggetti di prova e delle condizioni di misura investigate. Risultati attesi: 1) relazione relative allo stato dell'arte aggiornato; 2) relazioni relative alla progettazione delle prove Fase 2: 12 mesi (4 – 14 progressivo) · Verifica metrologica dei riferimenti ; · Confronto sperimentale tra differenti configurazioni strumentali e valutazione degli effetti ambientali e procedurali sull'incertezza delle misure ottenibili nelle procedure standardizzate in corso di messa a punto; · realizzazione delle prove sui banchi prova progettati e realizzati e resi disponibili per la sperimentazione presso le sedi delle U.O.coordinate; · Confronto tra le diverse situazioni strumentali eventualmente utilizzate presso le diverse U.O., per completare la valutazione comparative della strumentazione impiegata. In questa fase è prevista stretta interazione con le altre U.O., con le stesse finalità evidenziate per la fase 1, e che mirerà alla messa a punto dei dispositivi sperimentali standard. Inoltre la valutazione degli effetti della strumentazione sulla procedura si baserà non solo sui risultati ottenuti presso l'U.O. di L'Aquila, ma anche con riferimento a quanto reso disponibile dalla sperimentazione presso le altre U.O., in particolare quella dell'Università di Roma "La Sapienza". Risultati attesi: 1) relazioni relative agli strumenti per la realizzazione delle prove e confronto metrologico tra essi; 2) relazioni e risultati delle prove effettuate Fase 3: 6 mesi (12-18) · Completamento dell'analisi delle problematiche relative alla strumentazione e identificazione della configurazione definitiva di misura per la procedura standardizzata da sviluppare e disponibilità delle informazioni alle altre U.O., per arrivare ad un modello del processo di misura che tenga quantitativamente conto dei vari fattori investigati, nonché stimi gli effetti dei fattori trascurati. Contributo, per quanto di competenza dell' U.O. di L'Aquila, alla stesura della procedura standard di misura per i dispositivi indagati. Risultati attesi: 1) Scelta delle configurazioni strumentali per le procedure standard per le misure di interesse; 2) relazioni relative alle procedure di misura standardizzate; Fase 4: 8 mesi (16-24) · Validazione della procedura mediante prove sugli oggetti campione ed applicazione della Procedura Standardizzata in una condizione operativa realizzata presso l'U.O. di L'Aquila, definita con riferimento a situazioni di interesse per le applicazioni industriali. Risultati attesi. 1) relazione relative alla validazione delle procedure di misura e confronto con gli altri risultati sperimentali; 2) contribuzione alla emissione delle procedure di misura.