L'incertezza di misura della temperatura a seconda dell'errore e della risoluzione del termometro

precisione finita, tra valore reale e valore misurato.

Poiché il valore reale non è noto è possibile stabilire unicamente con una certa probabilità l'intervallo entro il quale esso si trova. Quindi la precisione di misura della temperatura è determinata dal valore dell'incertezza di tale risultato. Esistono una serie di documenti normativi che definiscono i requisiti e la procedura per esprimere l'incertezza. Le definizioni e la modalità di calcolo dell'incertezza del risultato della misurazione sono presentate tra l'altro nel documento Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement; JCGM 100:2008 (with further supplements).

Errore massimo e totale

Secondo le indicazioni del suddetto documento i concetti di errore e di incertezza vengono utilizzati unicamente per descrivere la precisione degli strumenti di misura.

Nel caso dei termometri la precisione è legata all'errore massimo, indicato nella documentazione tecnica:

1. l'errore massimo relativo del termometro viene espresso come valore percentuale, ad esempio δT = ±1%
2. l'errore massimo assoluto viene espresso come intervallo di valori di temperatura, ad esempio ΔT = ±1°C.

L'errore totale, a seconda delle struttura e della precisione del termometro, può essere:

• errore del valore misurato
• errore della portata di misura
• errore del valore misurato e della portata di misura
• errore del valore misurato + errore aggiuntivo
• errore del valore misurato + errore di risoluzione

Risoluzione del termometro

La risoluzione è, accanto all'errore massimo, il parametro chiave dei termometri.

Il valore della risoluzione è il minimo aumento di temperatura misurabile con un determinato termometro.

Ad esempio la temperatura di 23,5°C presentata sul display di un termometro digitale viene misurata con la risoluzione di 0,1°C. Questo non vuol dire che la precisione di misura sia la stessa. Nel caso di termometri con risoluzione molto piccola, il valore delle risoluzione può avvicinarsi al valore dell'errore massimo del termometro. Invece negli strumenti di precisione, il valore della risoluzione è sempre molto minore del valore dell'errore massimo.

In pratica l'errore derivante dalla risoluzione finita del termometro è una componente dell'errore massimo.

Incertezza di misura della temperatura

L'errore del termometro e l'incertezza della misura della temperatura sono tra loro strettamente legati, ma non sono uguali numericamente.

Conoscendo l'errore totale del termometro e stabilendo il valore dell'incertezza di misura, è possibile stabilire la precisione delle misure di temperatura.

Hanno effetto sul valore dell'incertezza di misura tutti gli errori dello strumento:

• errore totale del termometro
• errore totale del trasduttore di temperatura
• errore totale del sensore di temperatura
• tolleranza di realizzazione del sensore
• tutti gli errori aggiuntivi, che possono essere identificati e indicati numericamente.

Nello stabilire l'incertezza del risultato della misura si considerano anche tutte le sue fonti, che possono essere descritte numericamente, come:

• dispersione delle misure
• instabilità dei parametri
• precisione dei calcoli numerici
• precisione delle costanti di calcolo
• e altre.

Direttive riguardanti la precisione di misura

Per le questioni legate alla precisione di misura della temperatura si fa riferimento al seguente elenco di documenti giuridici, di norme e indicazioni di standardizzazione:

• Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement; JCGM 100:2008 (with further supplements);
• ISO/IEC Guide 99:2010. Vocabolario Internazionale di Metrologia - Concetti fondamentali e generali e termini correlati (VIM).
• ISO/IEC 17025. Requisiti generali per la competenza dei laboratori di prova e di taratura.
• ISO/IEC 10012. Requisiti per i processi e le apparecchiature di misurazioni.
• ISO 5725. Accuratezza (esattezza e precisione) dei risultati e dei metodi di misurazione.
• EN 13486. Registratori di temperatura e termometri per il trasporto, la conservazione e la distribuzione di prodotti alimentari refrigerati, congelati, surgelati e dei gelati - Verifiche periodiche.
• EN 60584. Termocoppie. La norma definisce le caratteristiche, i parametri metrologici e gli accessori dei sensori termoelettrici
• EN 60751. Termometri industriali a resistenza di platino e sensori di temperatura in platino. La norma definisce le caratteristiche fisiche, metrologiche e le costanti parametriche dei sensori a resistenza al platino.

Riepilogo

L'errore massimo e la risoluzione caratterizzano direttamente gli strumenti di misura della temperatura. I loro valori dipendono dai metodi di misura, dai sensori di temperatura, dai trasduttori e dai circuiti di misura utilizzati nei termometri. Stabilendo la precisione del risultato è necessario stabilire anche il valore dell'incertezza di misura della temperatura.