Se si desidera conoscere e capire in maniera approfondita il significato delle indicazioni che vengono fornite dagli strumenti di misura, è opportun prendere in considerazione le operazioni più importanti che devono essere eseguite nel momento in cui si realizza uno strumento di misura. Non è detto che uno strumento di misura analogico debba avere una sola scala: vale la pena, però, di conoscere la terminologia associata. La scala in sé è un insieme di tacche ordinato che forma una parte del dispositivo indicatore; si parla di scala a zero centrale se sono presenti anche i valori negativi, oltre a quelli positivi, mentre in una scala a zero soppresso l’intervallo ricoperto non comprende lo zero, un po’ come succede con il termometro clinico.
Una tacca non è altro che un’incisione sulla scala, mentre la parte situata tra due tacche consecutive prende il nome di divisione. Una scala lineare è quella in cui il rapporto tra la lunghezza e il valore di ogni divisione rimane costante per l’intera scala: ciò non avviene con le scale non lineari, come per esempio quelle iperboliche, quelle paraboliche, quelle quadratiche o quelle logaritmiche. L’indice è ciò che consente di determinare il valore indicato: che si tratti di un punto luminoso, di un ago o della superficie di un liquido (e così via), è la parte del dispositivo la cui posizione in relazione alle tacche di riferimento fa sì che sia possibile capire qual è il valore su cui si sta indagando.
Gli strumenti digitali
Come si può verificare su Instrumentation.it, oltre agli strumenti analogici esiste anche una vasta gamma di strumenti di misura digitali, che in genere sono dotati di più di una scala, a maggior ragione nel caso in cui siano dotati di un visualizzatore di tipo elettronico, vale a dire un display. In questo caso non ci si affida a un indice, dal momento che si ha a che fare con una rappresentazione numerica; in molte circostanze la posizione della virgola può cambiare in funzione del fondo scala dello strumento. La risposta può presentare valori positivi e, quando è significativo, valori negativi; inoltre, nel momento in cui la sollecitazione eccede la portata, si ha quella che viene definita condizione di overflow. La cifra meno significativa può essere inferiore al digit, che corrisponde alla minima variazione apprezzabile dallo strumento. Non è raro che gli strumenti digitali siano in grado di misurare più di una grandezza fisica: in tale circostanza viene visualizzata l’unità di misura corrispondente per ciascuna scala.
La sensibilità degli strumenti
La sensibilità è una delle peculiarità caratteristiche più importanti di uno strumento di misura, e consiste nel rapporto tra la variazione della risposta e la variazione della sollecitazione. La sensibilità può essere costante o cambiare a seconda della sollecitazione: il primo caso è quello degli oscilloscopi o dei voltmetri, con una funzione di trasferimento lineare, mentre il secondo caso è quello degli ohmmetri, giusto per proporre un esempio. Una volta che lo strumento è stato graduato, si può definire la sensibilità della sua scala, che corrisponde all’inverso della sensibilità dello strumento. Tanto più è elevata la sensibilità dello strumento, quanto più si riduce la variazione della grandezza di ingresso.