Resolución de un instrumento de medida ... ( Artículo escrito en catalán )

1. Resolució d'un instrument de mesura
El terme resolució es refereix a la capacitat que té l'aparell - prèviament calibrat - de poder discriminar entre una unitat i la següent.

En un instrument de mesura de lectura analògica, la resolució (o sensibilitat) correspon a una unitat menor de l'escala (considerant el nonius, si és el cas). Així, per exemple, en un metro de fuster, la resolució és d'un milímetre; en un peu de rei, és força més gran (nonius): 0,05 mm.


Observació: sobre el nombre de xifres significatives d'una quantitat decimal
La resolució, com les fites d'error, es dóna amb una sola xifra significativa; per exemple, és correcte parlar d'una resolució de 0,02 mm, però no d'una resolució de 0,023 mm, on hi ha dues xifres significatives (el "2" i el "3"). Recordem que una manera pràctica i ràpida de saber el nombre de xifres significatives d'una quantitat decimal és expressar-la en notació científica i comptar el nombre de xifres de la mantisa: aquest és el nombre de xifres significatives. Exemple: quantes xifres significatives té la quantitat 100,0056 ? Bé, expresse-ho en notació científica de de coma flotant -> 1,000056 x 10², trobem que la mantisa (1,000056) consta de 7 xifres, per tant, el nombre de xifres significatives de 100,0056 és set.

En un instrument digital, la resolució correspon a l'últim dígit de lectura. Si un termòmetre digital té una resolució de 0,1ºC, podrem fer lectures que donaran els graus i les dècimes de grau; per exemple: 21,7ºC. Si la resolució és de 0,5ºC , les lectures saltaran de mig grau en mig grau, la mateixa temperatura la llegirem així: 21,5ºC; cas de fer servir un termòmetre amb una resolució de 1ºC, les lectures aniran de grau a grau, i la mateixa temperatura la llegiríem així: 22ºC

Per valorar la precisió amb què podem fer una mesura amb un determinat instrument o aparell de mesura cal anar una mica més enllà del terme resolució. Convé parlar - permeteu-me el ris - amb més precisió de la precisió de la mesura. En el que segueix, suposarem sempre que l'instrument està calibrat i que funciona correctament. Tinguem també en compte que un instrument de mesura amb lectura digital no vol dir que sigui més precís que un instrument amb lectura analògica. Aquesta és una confusió molt freqüent. Per exemple, un rellotge analògic pot ser molt més precís - o no - que un rellotge amb pantalla digital. Espero que amb aquests comentaris introductoris hagi aclarit d'entrada alguns punts vagues quant a la noció de precisió.

2. Classe d'un instrument segons la seva precisió:
2.1. Consideracions sobre la fita d'error absolut que cal considerar quan fem una mesura amb un instrument de mesura determinat
En general, la fita d'error o màxim error absolut d'una mesura (d'ara endavant, faré abús de llenguatge i em referiré a la fita d'error absolut com a error absolut), operant en un determinat rang o escala de mesura, es pot saber mirant les especificiacions de l'instrument donades pel fabricant; aquesta dada s'anomena preció percentual absoluta o també classe de precisió de l'instrument.

Quan es dóna en tant per cent referit al fons d'escala o límit superior de la mesura, s'anomena també error reduït. La classe de precisió està normalitzada; i, així, podem tenir les següents classes de precisió: 0,1%; 0,2%; 0,5%; 1,0%; 1,5%; 2,5%; 4,0%.


[Observació
Quan per designar les classes de precissió es fa servir l'error relatiu, la classe de precisió s'indica dins d'un cercle.]


Exemples
És molt adequat posar exemples que facin referència a polímetres (multímetres) perquè en la mesura de les magnituds elèctrics sol ser habitual la necessitat de canviar d'escala. Si, per exemple, mesurem una tensió de 100 V, fent servir una escala o rang de mesura de 0 a 250 V, i la classe de precisió de l'instrument és del 2% (especificacions del fabricant de l'aparell), l'error absolut a tenir en compte per aquesta mesura és igual a 250.0,02 = 5 V, i, per tant, l'interval d'error tindrà com a extrems (100-5) V i (100+5) V. Si, sense canviar d'escala, mesurem ara una tensió de 50 V, l'error absolut a considerar per la imprecisió de la mesura no canvia; és el mateix mentre no canviem l'escala. Ara bé si, mesurem la mateixa tensió (100 V) en un fons d'escala igual a 500 V, l'error absolut a tenir en compte és, en aquest cas, el doble: 10 V. I, per tant, el marge d'incertesa o interval d'error serà (90, 110). D'això sol deduim ja que tindrem més impresició en la mesura amb una escala inapropiada.

2.2 Quant a l'error relatiu que cal considerar quan fem una mesura concreta amb un instrument de mesura d'una determinada classe de precisió
Recordem que l'error relatiu d'una mesura es defineix com la raó aritmètica entre l'error absolut de la mateixa i el valor nominal o de referència de la mateixa mesura. Operant en una mateixa escala, hem vist que l'error absolut a considerar és el mateix per qualsevol mesura que fem dins la mateixa escala, donada una determinada classe de precisió; ara bé, l'error relatiu, no és el mateix en qualsevol punt de l'escala. Suposem que mesurem una tensió de 10 V en un fons d'escala de 250 V. L'error absolut és de 10 V (recordem que el fabricant ens ha informat que la precisió percentual absoluta és del 2% (classe dos de precisió de l'instrument: (2/100)x250 = 5), per tant l'error relatiu de la mesura és igual a (5/10)x100 = 50 %, un error relaitu enorme (és a dir, una mesura molt imprecisa !). Què cal fer per obtenir una bona mesura ? Naturalment, canviar a una escala més apropiada: si canviem a una escala (fons d'escala) de 50 V, l'error absolut a considerar serà, ara, de 50x2/100 = 1 V; per tant, l'error relatiu de la nova mesura (tot i mesurar també els "deu volts") és de (1/10)x100 = 10 % ... força millor que la primera. La conclusió: fer servir sempre un fons d'escala adequat per fer mesures precises amb un mateix instrument amb diverses escales de mesura.

[nota del autor]