Strumenti e analisi per la misura delle vibrazioni

La norma UNI 11568 “Strumenti e analisi per la misura delle vibrazioni“ fornisce indicazioni di carattere generale al fine di specificare gli aspetti metrologici, metodologici e strumentali per la misurazione e analisi delle vibrazioni.

Sono tre gli argomenti principali trattati dalla norma UNI 11568:

• Esaminare i criteri per la scelta del sistema di misura e taratura
• Definire le modalità di valutazione dell’incertezza strumentale
• Fornire indicazioni per il collaudo

Scelta del sistema di misura e taratura

Al fine di descrivere nella maniera più appropriata possibile il fenomeno da indagare occorre operare una scelta del sistema di misurazione che tenga conto dei diversi aspetti ingegneristici e strumentali, focalizzando l’attenzione sull’obiettivo dell’indagine finale.

Tuttavia, per la misurazione di vibrazioni meccaniche  in ambito di igiene e sicurezza sul lavoro, la scelta del sistema di misura è obbligata, in quanto non possono essere che usati trasduttori di accelerazione, più comunemente conosciuti come accelerometri.

Accelerometri o trasduttori di accelerazione

I trasduttori di accelerazione, detti anche accelerometri, forniscono un segnale di uscita tipicamente di natura elettrica, proporzionale ad un ingresso di accelerazione assoluta. I trasduttori utilizzati per la misurazione di vibrazioni trasmesse al sistema mano-braccio ed al corpo intero sono del tipo chiamato a contatto, di largo impiego rispetto alla tipologia non a contatto.

Le modalità di montaggio e le raccomandazioni di fissaggio degli accelerometri sono contenute nella norma UNI ISO 5348 – Montaggio meccanico degli accelerometri. Tra le specifiche richieste occorre verificare, ad esempio:

• che l’accelerometro segua quanto più fedelmente possibile il movimento della struttura a cui risulta collegato, garantendo la medesima rigidezza per ogni asse di misura;
• che il collegamento non modifichi il movimento della struttura oggetto di misurazione;
• che il segnale proveniente dall’accelerometro non venga alterato qualora si operi ad una frequenza prossima a quella di risonanza dell’acceelerometro stesso.

Vengono inoltre fornite ulteriori indicazioni in merito alla coppia di serraggio, alla posizione da assicurare ai cavi di collegamento, alla superficie di fissaggio.

Periodicità di taratura dell’accelerometro

La taratura va di norma ripetuta con periodicità biennale per gli accelerometri di Classe A, utilizzati per analisi di precisione. Per quelli di classe B invece è prescritta ogni quattro anni, mentre può essere omessa per quelli appartenenti alla Classe C. In caso di eventi meccanici, termici o di diversa natura che possano determinare modifiche al comportamento della strumentazione occorre ripetere la taratura con frequenze maggiori.

La norma UNI 11568 fornisce inoltre indicazioni per le modalità di effettuazione della taratura in campo, da effettuarsi con calibratore rispondente alle norme serie ISO 16063 (esclusi gli accelerometri appartenenti alla classe C). E’ possibile effettuare la taratura senza l’utilizzo di un calibratore solo per accelerometri DC.

Modalità per la valutazione dell’incertezza strumentale

La norma tratta solo gli aspetti legati all’incertezza di natura strumentale. Per il calcolo dell’incertezza occorrerà sommare i singoli contributi derivanti dalla presenza del trasduttore, del condizionatore di segnale e dello strumento di acquisizione.

Tali valori dovrebbero essere desumibili dai certificati di taratura, dove vengono generalmente riportate come incertezze estese corrispondenti ad un intervallo di confidenza del 95%, che per una distribuzione normale comporta un fattore di copertura pari a 2.

Qualora non siano presenti tali dati vienefornita dalla norma UNI 11568 un prospetto che fornisce delle stime indicative per calcolare l’incertezza strumentale per ogni elemento della catena.

Indicazioni per il collaudo

Infine la UNI 11568 ricorda che per l’esecuzione di indagini che comportino misure di vibrazioni vanno indicate le specifiche funzionali del sistema di misura, quali ad esempio la portata di misura,  la risoluzione della catena, le temperature di utilizzo, il metodo di fissaggio ed il punto di applicazione dello strumento sul sistema meccanico da misurare.