Perché misurare a fondo scala?

[shadonvy]

Buona sera a tutti.

Il tecnico mi ha insegnato che se voglio effettuare una misura il più possibile precisa tramite strumento analogico, mi conviene scegliere la portata il più vicino possibile alla grandezza da misurare. In questo modo misuro a fondo scala e la misura è più precisa.

Ok ma perché succede questo? Altri testi mi dicono che in questo modo ottengo un valore minore di incertezza.

Io per il momento sto ragionando in termini di classe di precisione e di errore relativo ma ancora non ci sono.

Grazie delle risposte.

[michper1]

I costruttori forniscono solitamente, per i multimetri analogici, la classe, cioè l'errore relativo percentuale a fondo scala. Facciamo un esempio. Prendiamo un voltmetro di classe 2. Fondo scala 10 V. Quindi l'incertezza è pari al 2% del fondo scala, quindi 0.2 V. Questa incertezza è fissa, e si mantiene per tutti i valori di tensione che puoi misurare all'interno del range.
Quindi se io misurassi un valore di tensione pari a 10 V avrei un'incertezza strumentale di 0.2V, pari al 2%.
Adesso proviamo a misurare una tensione di 2 V, mantenendo lo stesso fondo scala. Sappiamo che l'incertezza dichiarata si mantiene costante, quindi rimane fissa a 0.2 V. Ma 0.2 V rispetto a 2 V è il 10%!
Per questo è sempre conveniente, per minimizzare l'incertezza strumentale, rimanere vicini al valore di fondo scala.

Ciao!

[shadonvy]

Perfetto.

Io invece ho provato a ragionare usando la definizione di classe di precisione e arrivando a un risultato simile al tuo.

Usando la formula :
se proviamo ad abbassare la portata fino a portarla al valore prossimo della grandezza da misurare, che dà come risultato una lettura a fondo scala.

In questo modo l'errore assoluto diminuisce e la misura è più precisa.

Tutto questo usando la vecchia teoria degli errori.

Penso che sia giusto come ragionamento.

[michper1]

Innanzi tutto non è corretto scrivere in quanto stiamo parlando di un'incertezza di misura. Sarebbe più corretto metterci un davanti, dato che quello è il massimo errore assoluto che dichiara il costruttore. O potresti semplicemente chiamarlo come fanno praticamente tutti i testi.
Il ragionamento è corretto. Se tu hai portate di 1 V, 5 V, e 10 V e sai che stai misurando un segnale che ha all'incirca un valore di tensione di 4 V, allora ti andrai a posizionare nella portata dei 5 V al fine di minimizzare l'errore (la portata 1 V non te la consiglio , mentre quella a 10 V ti porterebbe ad avere un errore in termini relativi più elevato).
La scelta della portata deve avvenire nel seguente modo:
1. se non sai che valore di tensione abbia il segnale in misura utilizza la portata più alta per avere una stima.
2. metti la portata al valore immediatamente superiore rispetto alla stima fatta del misurando.
3. Misura

In questo modo riuscirai ad ottenere l'incertezza più bassa.

PS: sembra che dal tuo messaggio tu possa impostare sullo strumento una qualsiasi portata. Le portate di un multimetro invece sono fisse (es. per la misura di tensione 100 mV, 1 V, 10 V, 50 V)...

[shadonvy]

Ti ringrazio specialmente per la correzione.

Non sto comunque lavorando con uno strumento ma solo capire il perché di questa affermazione.

Grazie ancora.

[michper1]

Di nulla!

[FraD]

I costruttori forniscono solitamente, per i multimetri analogici, la classe, cioè l'errore relativo percentuale a fondo scala. Facciamo un esempio. Prendiamo un voltmetro di classe 2. Fondo scala 10 V. Quindi l'incertezza è pari al 2% del fondo scala, quindi 0.2 V. Questa incertezza è fissa, e si mantiene per tutti i valori di tensione che puoi misurare all'interno del range.
Quindi se io misurassi un valore di tensione pari a 10 V avrei un'incertezza strumentale di 0.2V, pari al 2%.
Adesso proviamo a misurare una tensione di 2 V, mantenendo lo stesso fondo scala. Sappiamo che l'incertezza dichiarata si mantiene costante, quindi rimane fissa a 0.2 V. Ma 0.2 V rispetto a 2 V è il 10%!
Per questo è sempre conveniente, per minimizzare l'incertezza strumentale, rimanere vicini al valore di fondo scala.

Ciao!

Salve,
ho un piccolo dubbio pratico. Effettuare una misura adottando per necessità un fondo scala diverso, significa andare ad usare un altro strumento oppure il fondo scala degli strumenti è modificabile? Se è modificabile, lo è sia per strumenti digitali che analogici o solo per i digitali ?
Immagino la domanda sia molto banale, ma vengo da un liceo e non ho mai fatto laboratorio

[MarcoD]

.. Effettuare una misura adottando per necessità un fondo scala diverso, significa andare ad usare un altro strumento oppure il fondo scala degli strumenti è modificabile? Se è modificabile, lo è sia per strumenti digitali che analogici o solo per i digitali

Dipende dal tipo di strumenti, la maggior parte dei multimetri sia analogici sia numerici ha varie scale, per esempio:
2 V, 20 V 200 V fondo scala.
Sui digitali, se la tensione supera la scala sul display compare un puntino che significa fuori scala.
Certi strumenti hanno la funzione autoscala, per cui si posizionano sulla scala migliore (quella appena superiore al valore della grandezza misurata).

Ti consiglio di comprarti un multimetro economico ed imparare a usarlo, con una cifra fra 5 e 50 € te la cavi.
Buone prove e buoni studi...

[FraD]

Chiarissimo, grazie!