Nozioni di base sui sistemi di misurazione

Da un punto di vista scientifico, il termine sistema di misurazione si riferisce all'interazione tra strumenti di misurazione (sensori), persone e ambiente. Nell'industria, tuttavia, il termine è comunemente usato per dispositivi di misurazione più complessi con diversi componenti, talvolta distanziati tra loro. Si utilizzano per misurare grandezze fisiche, chimiche o geometriche. A tal fine, i sistemi di misurazione si compongono almeno di un sensore per la rilevazione delle grandezze e di un'unità di analisi.

Quest'ultima può essere una semplice scala meccanica con una lancetta di misurazione o un display numerico, oppure i dati misurati vengono trasmessi come segnale elettrico a un'elettronica successiva di conversione. È inoltre possibile memorizzare i dati di misurazione per un'analisi successiva. Poiché la misurazione si basa sempre sul confronto tra l'oggetto misurato e il punto di riferimento specifico del sistema, è sempre necessario effettuare la referenziazione o la calibrazione.

In un sistema di misurazione assoluto, ogni singola posizione del range di misura è univoca. Perdere i valori di posizione durante la loro rilevazione è assolutamente impossibile. Non è necessario ricorrere alla ricerca di un preciso punto di riferimento.

Quando il sistema viene configurato una sola volta, si parla di calibrazione; in caso contrario, si parla di tecnologia di misura incrementale (o di conteggio).

La tecnica di misurazione assoluta si basa sul principio delle righe graduate codificate in modo univoco (lineare o rotativo) che contengono un valore di posizione univoco per ogni posizione sull'intero range della riga graduata. Un esempio di tecnica di misurazione assoluta sono le misurazioni lineari con bande magnetiche codificate in modo corrispettivo. A tal scopo, un nastro metallico viene rivestito con una materia plastica specificamente magnetizzabile con un codice assoluto. La messa in esercizio avviene mediante un’unica operazione di calibrazione del sistema. Per effettuare la misurazione, un encoder mobile si sposta sulla banda magnetica. In virtù delle caratteristiche specifiche del campo magnetico in ogni punto del sistema di misurazione, la posizione dell'encoder può essere assegnata in qualsiasi momento a un unico specifico punto di misurazione.

Grazie alla codifica assoluta della banda magnetica, non servono batterie tampone, poiché il valore di posizione attuale è immediatamente disponibile all’inserimento del sistema. L’esattezza del valore di misurazione visualizzato non viene compromessa nemmeno in caso di cambiamenti di posizione eventualmente avvenuti in assenza di alimentazione: ciò in quanto la posizione di ciascun punto viene  registrata sulla banda magnetica codificata. Può essere evitata la referenziazione anche quando l'encoder è troppo lontano dalla banda magnetica. Questo può accadere, ad esempio, se l’encoder viene tolto dalla banda magnetica in caso di manutenzione o se risulta difettoso.

Il principio della tecnica di misurazione quasi-assoluta si basa su processi incrementali. Una batteria aggiuntiva fornisce energia al sistema anche in assenza di alimentazione e i valori di misurazione vengono trasmessi alla memoria tampone dell’elettronica di conversione (contatore). In tal modo risultano disponibili come valori quasi-assoluti. Una tecnologia Lowest-Power sviluppata appositamente per questo scopo permette un funzionamento affidabile del sistema fino a 10 anni.

Per riprendere l'esempio della tecnica di misurazione magnetica, quando si installano sistemi a batteria tampone, l'utente deve fare attenzione a non superare la distanza massima di lettura tra l'encoder e la banda magnetica. Altrimenti potrebbero andare perse le informazioni di misurazione anche con questo metodo e si renderebbe necessaria una corsa di referenziazione.