Conoscere il significato e le differenze tra incertezza, errori e tolleranza è fondamentale. Il motivo è che questi parametri contribuiscono alla realizzazione di componenti funzionanti. Ricordate che quando effettuiamo delle misurazioni, le letture o i risultati non sono mai precisi. Questo vale sia che si misuri manualmente sia che si utilizzino macchine avanzate.
Di conseguenza, rimane un dubbio sui risultati della misurazione. Ecco perché è utile l'uso di parametri come l'incertezza e la tolleranza. Ricordiamo che questi parametri sono ampiamente utilizzati nelle prove di laboratorio e nella produzione di componenti. In questo articolo parleremo di incertezza, errori e tolleranza e delle loro principali differenze. Cominciamo.
Che cos'è l'incertezza di misura?
L'incertezza è un parametro importante utilizzato in diversi laboratori e test. Dà l'idea che la misura effettuata non sia 100% precisa. Durante la produzione o il collaudo è necessario tenere conto di alcune possibilità o errori. In altre parole, l'incertezza indica una probabilità di errore per una misura esatta. Indica che la misura finale potrebbe essere leggermente superiore o inferiore a quella rilevata.
L'incertezza è scritta come ±0,1, ±0,2, ±0,3 e così via. I segni più e meno indicano che la misura specifica può essere superiore o inferiore di quel numero specifico. Supponiamo di misurare 20 cm con una certezza di ±0,5. Ciò significa che la misura è leggermente sbagliata. Questo significa che la misura è leggermente sbagliata, con una variazione possibile di ±0,5.
Ciò significa che la misura può essere di 20,5 cm o di 19,5 cm. Questo è il modo migliore per eliminare la confusione e trasmettere il messaggio che la misura non deve essere considerata perfetta. Vale la pena notare che l'incertezza non è considerata solo per le misure manuali, ma anche per quelle effettuate dalle macchine. Ricordiamo che sia gli esseri umani che le macchine sono sempre soggetti a errori.
Diversi fattori possono rendere la lettura leggermente meno accurata. Tra questi, l'umidità, la temperatura, le marcature di misura su larga scala e altro ancora. Tuttavia, utilizzando l'incertezza, si riduce la probabilità di errori. L'incertezza è ancora più importante quando si realizzano pezzi o prodotti che richiedono precisione.
Come calcolare l'incertezza?
Le letture o misure utilizzate nei laboratori sono due. Si tratta dei valori misurati e di quelli reali. Il valore vero determina gli errori e l'incertezza. Il calcolo dell'incertezza aiuta quindi a determinare quanto un valore misurato si discosta dal valore vero. Ecco la formula esatta da utilizzare per calcolare l'incertezza:
Incertezza ≈ (Valore massimo - Valore minimo) ÷ 2
Supponiamo di avere un'asta e di misurarla con strumenti di misura specifici. Durante queste misurazioni, si ottengono letture diverse, come 50 cm, 49,3 cm, 49,5 cm, 50,5 cm e 50,7 cm. Ciò significa che ogni volta che si misura, si riscontra una leggera differenza. Poiché ci sono deviazioni nelle misurazioni, questo indica l'incertezza.
Per calcolarlo, si prende il valore di misura massimo e lo si sottrae dal valore di misura minimo. Ad esempio:
Incertezza = (50,7 - 49,3) ÷ 2 = 0,7 cm (o ±0,7 cm)
Il valore misurato è di circa 50 cm ±0,7 cm. Ciò significa che il valore reale in queste misurazioni può essere di 50 cm ±0,7 cm. Ciò indica che il valore può essere inferiore di 0,7 cm o superiore di 50 cm. È possibile calcolare l'incertezza utilizzando questa formula anche per valori diversi.
Che cos'è l'errore di misura?
Come già detto, l'incertezza indica la probabilità di un errore. Tuttavia, l'errore in sé è la differenza tra il valore misurato e il valore reale. Esistono principalmente due tipi di errore: positivo e negativo. Ad esempio, se il valore misurato è di 30 cm. Tuttavia, il valore reale di questa misura è 33 cm.
Ciò significa che ci sono errori di -3 cm. Poiché si tratta di un segno meno, si tratterebbe di errori negativi. Allo stesso modo, se il valore reale è 30 cm e il valore misurato è 33 cm. In questo caso, ci sarà un errore di 3 cm, che si chiama errore positivo. Siete confusi su come calcolare gli errori? Ecco la formula:
Errore = Valore misurato - Valore vero
È importante notare che le misure non possono mai essere 100%, anche con i metodi più aggiornati. Molteplici fattori causano errori di misura. Tra questi, i problemi degli strumenti, l'impatto ambientale, i difetti della persona e così via. Purtroppo non possiamo controllare tutti i fattori per ottenere misure precise al 100%. Se fossimo in grado di farlo, avremmo eliminato gli errori. Tuttavia, conoscere l'errore è sempre vantaggioso quando si lavora in un laboratorio con attrezzature diverse.
Tipi di errori
Gli errori possono essere classificati in base alle loro cause. Alcuni errori possono essere in qualche modo attenuati, ma richiedono la massima attenzione e ambienti controllati. Ecco l'elenco di questi tipi:
- Errore umano
- Errore casuale
- Errore sistematico
- Errori di calibrazione
Come ho già detto, gli errori sono inevitabili, indipendentemente dalla qualità delle vostre capacità di misura. Sono inevitabili, quindi comprenderli è fondamentale per mitigarne l'impatto sui pezzi di precisione o sui test. Gli errori umani sono tra i più comuni e derivano dalla negligenza umana. Anche se si misura con la massima attenzione, si possono commettere errori. L'errore casuale è dovuto a un fattore imprevedibile.
L'intervallo di errore può variare ogni volta a causa di errori casuali. Gli errori sistematici e di calibrazione sono strettamente correlati. Sono causati da una calibrazione errata o da strumenti di misura difettosi. Tuttavia, questo errore è generalmente costante indipendentemente dal numero di misurazioni effettuate. Perché? Perché si utilizzano strumenti difettosi o non calibrati per fornire una lettura accurata.
Che cos'è la tolleranza?
La tolleranza è un altro parametro importante, ma è diversa sia dall'incertezza che dagli errori. In che modo? Il motivo è che la tolleranza indica una variazione ammissibile o consentita del valore. In altre parole, si riferisce alla deviazione accettabile per il collaudo o l'assemblaggio di parti diverse. Supponiamo di avere un'asta di 70 mm di lunghezza con una tolleranza di ±0,4 mm.
Ciò significa che l'asta deve essere di 70 mm. Tuttavia, se è di 69,6 o 70,6, è ancora accettabile e il funzionamento specifico non si interrompe. Questo ±0,4 mm è in realtà una variazione o una deviazione, ma questo intervallo è accettabile. Il segno più-meno (±) indica l'intervallo di variazione, che non è determinante per il processo di prova o di produzione. Supponiamo che si stia conducendo un test in una camera per test ambientali. In questo test, la tolleranza di temperatura è di ±2 gradi Celsius.
In questo caso, il test andrà bene se la temperatura è compresa tra 32 o 28 e 32 gradi Celsius. La deviazione di ±2 gradi Celsius è accettabile per questo test e si otterranno comunque risultati accurati. Ciò consente di mantenere la temperatura a 30 gradi Celsius, ma con variazioni accettabili. Ciò è molto utile se le camere ambientali sono vecchie e presentano lievi fluttuazioni di temperatura.
Differenza tra incertezza, errore e tolleranza
Incertezza, errore e tolleranza sono concetti distinti. Infatti, hanno scopi diversi per gli ingegneri e i produttori. Innanzitutto, l'incertezza si riferisce alla possibilità di errori. Indica che i produttori non devono fidarsi ciecamente delle misure. Esiste una possibilità di errore nella lettura, che deve essere presa in considerazione. Questo aiuta a prendere decisioni quando si producono pezzi in cui la precisione è più importante.
Gli errori, invece, sono deviazioni tra i valori misurati e quelli reali. Si effettuano misurazioni, ma il valore reale si discosta nettamente dal valore reale, dando luogo a un errore. Gli errori di produzione aiutano a identificare il problema esatto. Quando i produttori riscontrano degli errori, identificano le possibili cause, come strumenti difettosi o errori umani. Di conseguenza, cercano di eliminare il più possibile gli errori. Questo li aiuta a realizzare pezzi o prodotti affidabili.
Infine, ma non meno importante, la tolleranza consente una deviazione accettabile. In altre parole, indica un limite oltre il quale un errore è accettabile. Denominata più-meno (±), indica se l'errore commesso influisce sul funzionamento delle parti. Supponiamo che due parti debbano essere montate per funzionare correttamente. La tolleranza rappresenta la deviazione accettabile affinché le parti si incastrino l'una con l'altra. In parole povere, la tolleranza significa che i pezzi o i prodotti sono utili se presentano errori in un intervallo specifico (accettabile).
| Incertezza | Errore | Tolleranza |
| Dubbio sulla misura | Deviazione dal valore reale | Limite consentito |
| Sul processo | Il valore effettivo | Il design |
| Mostra l'affidabilità | Mostra l'errore | Assicura il funzionamento |
| Basato sulla probabilità | Differenza esatta | Focus sull'accettabilità |
Conclusione
Concludiamo: i test di laboratorio e la produzione di prodotti hanno requisiti diversi. In alcuni casi si tratta di misurazioni e parametri. Questi parametri indicano se le diverse parti andranno a comporre il prodotto finale e se il test ha avuto successo o meno. Inoltre, aiutano nel processo decisionale, determinando se la misura del pezzo è accettabile o meno.
Incertezza, errore e tolleranza sono elementi integranti di ogni processo produttivo. L'incertezza indica la possibile gamma di errori o dubbi nella misurazione. Al contrario, l'errore indica una chiara deviazione tra i valori misurati e quelli reali. Infine, la tolleranza si riferisce all'intervallo accettabile di deviazione o errore. I produttori utilizzano tutti e tre i parametri per realizzare un prodotto adatto all'uso in situazioni reali.