Uno strumento di misura (o dispositivo di misura ) è un dispositivo destinato ad ottenere sperimentalmente valori attribuibili ad una grandezza.
Nelle scienze fisiche e ingegneristiche , misurare consiste nel confrontare una grandezza fisica che caratterizza un oggetto o un fenomeno con quella della stessa natura scelta come unità di misura . La misura è il numero che fissa il rapporto tra la grandezza misurata e l'unità scelta.
Nelle scienze sociali , per sineddoche si indicano come strumento di misura i metodi che consentono di costituire quantità numeriche che possono caratterizzare un fenomeno, rendendole il più possibile indipendenti dagli osservatori.
Una misura fisica è costituita da un numero, chiamato misura , e da un'unità. La grandezza fisica che stiamo cercando di valutare è chiamata “misurando”. Gli strumenti di misura sono specifici di un misurando. Possono dare una misura in una o più unità appropriate a quel misurando.
Esempio: termometro:Un termometro da parete fornisce una lettura di 75 gradi Fahrenheit e 24 gradi Celsius.
Il misurando è la temperatura. Lo strumento fornisce due misurazioni , una, "75", con l' unità " gradi Fahrenheit ", l'altra, "24" con l'unità gradi Celsius .
I fisici utilizzano un'ampia varietà di strumenti di misura che vanno da strumenti semplici come la riga di strumenti semplici, ma la cui progettazione richiede la conoscenza delle leggi fisiche, come il termometro, a dispositivi complessi che trattano gli impulsi provenienti da uno o più sensori.
La misurazione può essere effettuata per confronto diretto:
Il confronto può coinvolgere un dispositivo che modifica l'intensità del fenomeno, come una leva in scale a fascio per misurare la massa, oppure l'amplificazione di un movimento in un comparatore .
Lo strumento di misura può trasformare un fenomeno fisico in un altro più facilmente misurabile.
Esempio: telemetro:Un telemetro consente la misurazione della distanza valutando gli angoli di un triangolo, senza dover toccare l'oggetto distante.
L'intensità del fenomeno da misurare deve essere correlata al fenomeno misurato in modo univoco. Per esempio :
I trasduttori possono trasformare molti fenomeni in corrente elettrica. La maggior parte dei moderni dispositivi di misura valuta in definitiva un'intensità di corrente elettrica, quindi confrontata con quella prodotta dall'esposizione a valori noti della grandezza da misurare. Lo strumento di misura comprende un sensore direttamente sottoposto all'azione del fenomeno, ed eventualmente un dispositivo di elaborazione del segnale che quest'ultimo produce.
I dispositivi più accurati correggono gli errori sistematici per quanto sono conosciuti e danno un valore per l' incertezza di misura .
Gli strumenti di misura vengono prima descritti dal loro misurando: è la grandezza per la quale ci si aspetta un valore numerico.
Per lo stesso utilizzo, si differenziano ulteriormente per la loro risoluzione, cioè la più piccola differenza che possono registrare tra due valori, e la loro relativa precisione o accuratezza.
Diverse qualità di uno strumento di misura si possono dedurre dal ripetere più volte la misurazione dello stesso fenomeno. La veridicità è l'accordo tra la media dei risultati e il valore di riferimento. La ristrettezza della dispersione dei risultati definisce l'affidabilità.
Altre qualità possono essere di grande importanza pratica, come la registrazione delle misurazioni, sia analogica, come in un barometro di registrazione , sia digitale. È probabile che l'automazione del processo di misurazione migliori la fedeltà dello strumento.
Le scienze sociali cercano anche di definire quantità misurabili il più possibile indipendenti dagli osservatori. Tali quantità sono desunte da procedure di indagine standardizzate, come questionari , o da statistiche . Per sineddoche si designano come “strumento di misura” i metodi che consentono di costituire tali grandezze.
Il voto scolastico rivendica così spesso, in pedagogia , la qualità di strumento di misurazione dell'apprendimento.