Misure affidabili: riferibilità e incertezza · UNI CEI ENV 13005 (2000), “Guida all’espressione dell’incertezza di misura” che può essere attribuito a questo intervallo

Misure affidabili: riferibilità e incertezza

Rosalba MUGNORosalba MUGNOINRIM – Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica

T i (It li )Torino (Italia)

ISTITUTONAZIONALEDI RICERCAMETROLOGICA

Perché è importante la RiferibilitàPerché è importante la RiferibilitàPerché è importante la RiferibilitàPerché è importante la Riferibilità

QQuando un qualsiasi prodotto subisce un processo ditrasformazione, specialmente se è oggetto di transazionecommerciale, deve essere misurato.

Le misure eseguite sia in uno stesso laboratorio (in senso lato)che in laboratori differenti devono essere tra loro comparabili perp ppoter essere correttamente utilizzati nelle successivetrasformazioni.

Questa necessità è esprimibile mediante il concetto di riferibilità.

La strumentazione e i processi di misurazione devono potersiLa strumentazione e i processi di misurazione devono potersiconfrontare con un comune riferimento di più alto livello e meglionoto, che permetta di giudicarli conformi per l’utilizzo previsto.


Convegno AEIT e AICQ“conformità e affidabilità dei processi produttivi

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Dove nasce l’esigenza di RiferibilitàDove nasce l’esigenza di RiferibilitàDove nasce l’esigenza di RiferibilitàDove nasce l’esigenza di Riferibilità

laddove vi sono delle imposizioni di legge (per esempiosicurezza e salute) ;

laddove vi è una disposizione volontaria verso l’affidabilitàdei processi (certificazione o meno);

laddove si devono accogliere requisiti di accreditamentoper i propri laboratori;p p p

laddove si devono realizzare processi produttivi dislocatisu più siti;su più siti;

laddove si eseguono transazioni commerciali basate sudichiarazioni di conformità a specifica



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dichiarazioni di conformità a specifica.

Organizzazione della RiferibilitàOrganizzazione della RiferibilitàOrganizzazione della RiferibilitàOrganizzazione della Riferibilità

Livello internazionaleLivello internazionaleLivello internazionaleLivello internazionale

La Convenzione del Metro è il trattato, cui aderiscono i Paesi piùindustrializzati, che definisce il Sistema Internazionale di Unità di Misura (SI).La responsabilità delle attività di mantenimento e aggiornamento delle UnitàSI è assegnata al CGPM, (Conférence Générale des Poids et Mesures)mediante il proprio organismo tecnico CIPM (Comité International des Poidset Mesures).L’attuale Sistema SI fu approvato per la prima volta dalla 11ª ConferenzaGenerale CGPM, nel 1960, e viene costantemente aggiornato e integrato.

Ciascuno Stato membro provvede alla realizzazione, al mantenimento e alladisseminazione delle Unità SI a livello nazionale In Italia tale ruolo è svolto

Livello nazionaleLivello nazionale

disseminazione delle Unità SI a livello nazionale. In Italia tale ruolo è svoltodagli Istituti Metrologici Primari (IMP), ossia dall’INRIM (Istituto Nazionale diRicerca Metrologica) e INMRI (Istituto Nazionale di Metrologia delleRadiazioni Ionizzanti )



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Radiazioni Ionizzanti ).

Organizzazione della RiferibilitàOrganizzazione della RiferibilitàOrganizzazione della RiferibilitàOrganizzazione della RiferibilitàDisseminazioneDisseminazione

Fino agli anni ‘70 gli Istituti Primari gestivano direttamente neipropri laboratori la taratura della strumentazione industriale.I it li ll i ò l’ i di iIn seguito a livello europeo, si creò l’esigenza di riconoscereorganismi che rispondessero alla crescente domanda di taratura eche fossero controllati dagli IMP per assicurare attività omogenee,affidabili e confrontabili. Venne quindi sancito che l’attività dicontrollo dei laboratori di taratura fosse affidata agli IMP.

Per l’Italia, in particolare, fu emanata la legge 11/08/1991 n. 273 che istituisce il Servizio Nazionale di Taratura.



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A partire dal 1979 gli Istituti metrologici primari IMGC/CNR, IEN eINMRI/ENEA, per mezzo delle loro Strutture di Accreditamento,

di t d ll S t i C t l d l SIT h ff tt tcoordinate dalla Segreteria Centrale del SIT, hanno effettuatol'accreditamento dei Laboratori metrologici secondari, detti Centridi taratura, costituendo così il "SIT - SERVIZIO DI TARATURA INITALIA".

Il 1° gennaio 2006, diventato operativo l’INRIM, Istituto Nazionale g , p ,di Ricerca Metrologica, che ha unificato IEN e IMGC/CNR, il SIT acquisisce autonomia organizzativa e funzionale, per mantenere lo stato di firmatario degli accordi di mutuo riconoscimento (MLA)lo stato di firmatario degli accordi di mutuo riconoscimento (MLA).



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Il 20 marzo 2009 viene costituita la Società Consortile aresponsabilità limitata denominata "Consorzio Pubblico perl'accreditamento (COPA SCrl)“ per assicurare al SIT lal accreditamento (COPA SCrl) per assicurare al SIT larispondenza ai requisiti previsti dalla normativa internazionale edal Regolamento europeo 765/2008.

In ottemperanza a tale Regolamento, il Parlamento Italianoapprova la legge 99/2009, e il 22 dicembre 2009 il Ministero perlo Sviluppo Economico di concerto con gli altri Ministerilo Sviluppo Economico, di concerto con gli altri Ministeriinteressati, designa ACCREDIA unico Organismo diaccreditamento nazionale italiano.

Dal 1 luglio 2010 l’attività di accreditamento dei laboratori ditaratura viene effettuata da parte del Dipartimento laboratori di



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taratura di ACCREDIA-DT.


La procedura di accreditamento si conclude con l’emissione di unCertificato di accreditamento, in cui si attesta la competenza delLaboratorio ad effettuare tarature che assicurano nel tempo laLaboratorio ad effettuare tarature che assicurano nel tempo lariferibilità metrologica ai campioni nazionali o internazionali.Il Laboratorio accreditato entra a far parte del Sistema Nazionaledi Taratura istituito dalla legge 273/91 e diventa Centro di taraturadi Taratura istituito dalla legge 273/91 e diventa Centro di taratura.

Il Centro è autorizzato ad emettere certificati di taratura che,avendo la stessa validità tecnica di quelli rilasciati dagli Istitutiavendo la stessa validità tecnica di quelli rilasciati dagli Istitutimetrologici primari, garantiscono la riferibilità metrologica .I certificati sono riconosciuti validi a livello nazionale einternazionale, grazie agli accordi di mutuo riconoscimento traACCREDIA e gli analoghi Organismi di accreditamento di Paesidiversi firmatari degli accordi di mutuo riconoscimento (MLA).



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RiferibilitàRiferibilitàRiferibilità(Definizione §2.41)

Riferibilità(Definizione §2.41)

Riferibilità Metrologicagproprietà di un risultato di misura secondo cui esso è posto inrelazione a un riferimento attraverso una documentata catenaininterrotta di tarature, ciascuna delle quali contribuisce allaininterrotta di tarature, ciascuna delle quali contribuisce allaincertezza di misura.

Matrological Traceabilityproperty of a measurement result whereby the result can berelated to a reference through a documented unbroken chain ofgcalibrations, each contributing to the measurement uncertainty

UNI CEI 70099 (2008): Vocabolario Internazionale di Metrologia.Concetti fondamentali e generali e termini correlati (VIM)



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Concetti fondamentali e generali e termini correlati (VIM).

RiferibilitàRiferibilità

La riferibilità è la proprietà del risultato misurazione consistente

RiferibilitàRiferibilità

La riferibilità è la proprietà del risultato misurazione consistentenel poterlo riferire a campioni appropriati, generalmentenazionali od internazionali, attraverso una catena ininterrotta di

f ti t tti i t d t i tconfronti, tutti con incertezza determinata.

La riferibilità è una caratteristica che viene acquisita attraversol'operazione di taratural operazione di taratura.

La riferibilità implica che sia stata definita una gerarchia dicampioni materiali e di strumenti di misura dal campionep pprimario ai dispositivi di misura. Essi sono caratterizzati daun'incertezza intrinseca crescente, dal momento che la catenadi confronti aggiunge in ogni passaggio nuovi contributidi confronti aggiunge in ogni passaggio nuovi contributid'incertezza.



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TaraturaTaraturaTaratura(Definizione - §2.3.9)

Taratura(Definizione - §2.3.9)

Operazione eseguita in condizioni specificate, che in una prima fasestabilisce una relazione tra i valori di una grandezza, con lerispettive incertezze di misura forniti da campioni di misura e lerispettive incertezze di misura, forniti da campioni di misura, e lecorrispondenti indicazioni, comprensive delle incertezze di misuraassociate, e in una seconda fase usa queste informazioni perstabilire una relazione che consente di ottenere un risultato distabilire una relazione che consente di ottenere un risultato dimisura a partire da un’indicazione.

C lib i d i d ll’i l lib ti NON DEVE tCalibrazione deriva dall’inglese calibration e NON DEVE essere usato.

L’operazione di taratura consente di impostare le opportune relazioni con i valori noti della grandezza d’uscita della strumentazione che garantiscono la riferibilità.UNI CEI 70099 (2008): Vocabolario Internazionale di Metrologia.



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Incertezza di misuraIncertezza di misuraIncertezza di misura(Definizione - §2.2.4)

Incertezza di misura(Definizione - §2.2.4)

Un parametro, associato al risultato di una misurazione, chep , ,caratterizza la dispersione dei valori che possanoragionevolmente essere attribuiti al misurando.

La parola "incertezza" significa dubbio, e pertanto "incertezza di misura“,significa dubbio circa la validità del risultato di una misurazione Essasignifica dubbio circa la validità del risultato di una misurazione. Essapertanto esprime il concetto generale.

Le specifiche grandezze che forniscono misure quantitative di tale concetto

UNI CEI ENV 13005 (2000), “Guida all’espressione dell’incertezza di misura”

Le specifiche grandezze che forniscono misure quantitative di tale concetto,sono espresse con la stessa parola seguita da un aggettivo.



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( ) p

Incertezza estesaIncertezza estesaIncertezza estesa(Definizione - §2.3.5)

Incertezza estesa(Definizione - §2.3.5)

grandezza che definisce, intorno al risultato di una misurazione,g , ,un intervallo che ci si aspetta comprendere una frazionerilevante della distribuzione di valori ragionevolmente attribuibilial misurandoal misurando.

Nota 1 La frazione può essere interpretata come la probabilità di copertura o livello di fiducia dell'intervallo.

Nota 2 Per poter associare uno specifico livello di fiducia all'intervallo definito dall'incertezza estesa è necessario fare ipotesi , …, sulla distribuzione di probabilità caratterizzata dal risultato della misurazione … . Il livello di fiducia

UNI CEI ENV 13005 (2000), “Guida all’espressione dell’incertezza di misura”

pche può essere attribuito a questo intervallo può essere conosciuto solo nei limiti entro i quali quelle ipotesi siano giustificate.



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Come si garantisce laCome si garantisce laCome si garantisce la riferibilità

Come si garantisce la riferibilità

Rivolgendosi ad Laboratorio accreditatoRivolgendosi ad Laboratorio accreditato

Un certificato di taratura che riporta il logo dell’organismo diaccreditamento emesso da un laboratorio di taratura accreditatosecondo la norma internazionale UNI EN ISO 17025 (2005), per lataratura, costituisce un’evidenza sufficiente della riferibilità dei dati ditaratura riportati.

L’organismo di Accreditamento, quindi ACCREDIA, mediantel’accreditamento, garantisce:

l t d l l b t ila competenza del laboratorio;

la riferibilità dei risultati delle tarature (anche per legge – 273/91).



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Mantenendo attivo un proprio sistema di gestione dellat t i d l i t t i ti l ti

Mediante un proprio Sistema di GestioneMediante un proprio Sistema di Gestione

strumentazione e del processo impostato sui seguenti elementi:

catena ininterrotta di confronti che parte dacampioni/strumenti essi stessi riferibili;

catena ininterrotta di tarature o confronti che puòprealizzarsi in più fasi effettuati da differenti laboratori ;

ciascun gradino della catena ha associata l’opportuna eciascun gradino della catena ha associata l opportuna ecorretta incertezza;



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l’incertezza del risultato della misurazione tiene conto delleincertezze dei singoli componenti e li combina correttamente;incertezze dei singoli componenti e li combina correttamente;

le operazioni sono rintracciabili mediante registrazioni;

le operazioni sono eseguite mediante procedure validate;

è dimostrabile la competenza nell’esecuzione dellamisurazione;

è dimostrabile l’affidabilità di campioni e strumenti, ossia èopportunamente gestito un sistema di conferma metrologicadella strumentazione.



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della strumentazione.



Implementando un sistema di gestione della strumentazionee del processo di misurazione secondo i requisiti della normae del processo di misurazione secondo i requisiti della norma

UNI EN ISO 17025 (2005): Requisiti generali per lat d i l b t i di di t tcompetenza dei laboratori di prova e di taratura

In particolare il paragrafo 5.6



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Citando il 5.6.1 GeneralitàCitando il 5.6.1 GeneralitàTutte le apparecchiature utilizzate comprese le apparecchiature perTutte le apparecchiature utilizzate, comprese le apparecchiature permisurazioni ausiliarie (per esempio per le condizioni ambientali) chehanno un’influenza significativa sull’accuratezza o sulla validità delrisultato devono essere tarate prima di essere messe in servizio Ilrisultato, devono essere tarate prima di essere messe in servizio. Illaboratorio deve stabilire un programma ed una procedura per lataratura delle proprie apparecchiature.

Citando il 5.6.2.1.1 Requisiti specificiCitando il 5.6.2.1.1 Requisiti specificiIl programma di taratura delle apparecchiature deve essereconcepito ed attivato in modo da assicurare che le tarature e lemisurazioni eseguite siano riferibili al Sistema Internazionale delleUnità (SI).



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Citando il 5.6.2.1.1 Requisiti specificiCitando il 5.6.2.1.1 Requisiti specifici

La riferibilità dei propri campioni di misura e degli strumenti permisurazione, relativi al sistema SI, si ottiene a mezzo di una catena

Tarature interneTarature interne

, ,ininterrotta di tarature e confronti che li collegano ai relativicampioni primari delle unità di misura SI.

Tarature esterneTarature esterneQuando si utilizzano servizi di taratura esterna, la riferibilità dellemisure deve essere assicurata dall’impiego di servizi di laboratori di

Tarature esterneTarature esterne

taratura che possano dimostrare competenza e capacitànell’eseguire misurazioni ed assicurare la riferibilità. I certificati ditaratura emessi da questi laboratori devono contenere i risultatid ll i i i l’i di i



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delle misurazioni, comprese l’incertezza di misura.



Una taratura accreditata è garanzia di riferibilità.

Una taratura fuori accreditamento non necessariamente non offretale garanzia. Questa seppure venga eseguita mediante un sistema(magari conforme alla stessa norma), ma non è sottoposta alle(magari conforme alla stessa norma), ma non è sottoposta allestesse valutazioni di conformità (tra queste quella particolare diconfrontarsi con riferimenti indipendenti che ne confermano lavalidità)validità).

Di conseguenza per avere la garanzia è necessaria una valutazionedi tt d t d ll’ tili tdiretta da parte dell’utilizzatore.



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Perché è importante l’IncertezzaPerché è importante l’IncertezzaPerché è importante l’IncertezzaPerché è importante l’Incertezza

Quando si vuole provare la conformità o non conformitàrispetto a una specifica si deve tenere conto del valore stimatodell’incertezza di misura.dell incertezza di misura.

UNI EN ISO 14253-1 (2001): Specifiche geometriche dei prodotti(GPS) Verifica mediante misurazione dei pezzi e delle(GPS) Verifica mediante misurazione dei pezzi e delleapparecchiature per misurazioniRegole decisionali per provare la conformità o non conformitàrispetto alle specificherispetto alle specifiche

La norma illustra come trattare le specifiche in relazioneall’incertezza di misura e definisce le regole decisionali per provarela conformità o non conformità rispetto alle specifiche.



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La UNI EN ISO 14253-1 stabilisce le regole per determinare se:

le caratteristiche di un particolare pezzo lavorato sonole caratteristiche di un particolare pezzo lavorato sonoconformi o non conformi rispetto a una data tolleranza, tenuto contodell’incertezza di misura

le caratteristiche di una apparecchiatura di misurazione sonoconformi o non conformi rispetto ai limiti di errore massimoconformi o non conformi rispetto ai limiti di errore massimoammesso, tenuto conto dell’incertezza di misura.

Specifica



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Tolleranza (D fi i i i §1 4 4 §1 4 3 )Tolleranza (D fi i i i §1 4 4 §1 4 3 )Tolleranza (Definizioni §1.4.4 e §1.4.3 )Tolleranza (Definizioni §1.4.4 e §1.4.3 )Differenza tra i limiti di tolleranza superiore e inferiore.

Valori specificati della caratteristica, che definiscono i confini superiore e/o inferiore del valore ammesso

Massimo Errore AmmessoMassimo Errore Ammesso

(ISO 3534-2 (1993): Statistics - Vocabulary and symbols -Statistical quality control.)ISO 3534-2 (2006): Vocabulary and symbols – part 2: Applied statistics

Massimo Errore Ammesso(Definizioni §4.26)

Massimo Errore Ammesso(Definizioni §4.26)

Valore estremo dell’errore di misura, rispetto a un valore diriferimento noto, consentito da specifiche tecniche o regolamentifissati, per una misurazione, uno strumento di misura o unsistema di misura.

UNI CEI 70099 (2008): Vocabolario Internazionale di Metrologia.Concetti fondamentali e generali e termini correlati (VIM)



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Perché è importante l’IncertezzaPerché è importante l’IncertezzaPerché è importante l IncertezzaPerché è importante l Incertezza1 Zona di Specifica - Valori variabili della caratteristica del pezzo lavorato

e della caratteristica dell’apparecchiatura per misurazione compresi trae della caratteristica dell apparecchiatura per misurazione compresi trai limiti di specifica, estremi inclusi.

2 Zona di conformità - Zona di specifica diminuita dell’incertezza estesadi misura Udi misura, U.

3 Zona di non conformità – Zona al di fuori della zona di specificaaumentata dell’incertezza estesa di misura, U.

4 Z di bi ità I t lli i i ità d l li it di ifi l4 Zona di ambiguità – Intervalli in prossimità del limite di specifica nelquale non è possibile provare la conformità o la non conformità, acausa dell’incertezza di misura, U.

4 4

U U U U2

3 34 4

1

2



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1


Ai fini della UNI EN ISO 14253, l’incertezza di misura deve esserestimata e calcolata secondo quanto indicato nella GUM; pertantol’i t di i è i t i i di i t t Ul’incertezza di misura è espressa in termini di incertezza estesa, U,avendo convenzionalmente assunto per il fattore di copertura il valorek = 2.



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UNI EN ISO 14253-2 (2011): Specifiche geometriche dei prodotti(GPS) Verifica mediante misurazione dei pezzi lavorati e delleapparecchiature di misuraapparecchiature di misuraParte 2: Guida per la stima dell’incertezza nelle misurazioni GPS,nella taratura delle apparecchiature di misura e nella verifica deiprodottiprodotti.

UNI EN ISO 14253 3 (2011) Specifiche geometriche dei prodottiUNI EN ISO 14253-3 (2011): Specifiche geometriche dei prodotti(GPS) Verifica mediante misurazione dei pezzi lavorati e delleapparecchiature di misuraParte 3: Linee guida per raggiungere accordi circa dichiarazionisull’incertezza di misura.



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Misure affidabili: riferibilità e incertezza · UNI CEI ENV 13005 (2000), “Guida all’espressione dell’incertezza di misura” che può essere attribuito a questo intervallo