Il difficile cammino verso il Sistema Metrico Decimale

La conoscenza non ha bisogno di ali e piume, ma di
pesi e misure - Fracis Bacon (1561-1626)
Il difficile cammino verso un sistema di
unità di misure unico su base decimale:
il Sistema Internazionale di unità di
misura SI
Anita Calcatelli
Quando puoi misurare ciò di cui stai parlando, ed esprimerlo in numeri,
tu conosci qualcosa su di esso; ma quando non puoi misurarlo,
quando non puoi esprimerlo in numeri, la tua conoscenza è scarsa
e insoddisfacente. Può essere l'inizio della conoscenza,
ma nei tuoi pensieri, sei avanzato poco sulla via della scienza.
William Thomson, Lord Kelvin (1824-1907)
ISTITUTO
NAZIONALE
DI RICERCA
METROLOGICA
8 maggio 2012
Il mondo delle misure
Appena
nati
Centralina meteorologica INRiM
In casa
Posizione: 45° 00' Nord
58.1"-7° 38' 23.2" Est
Quota: 242 m
ultima rilevazione: 2012/04/17 alle
14.19 (UTC+1)
Int
Temperatura = 18.0 °C ± 0.14 °C
tempo,energia, Pressione Atmosferica = 975.3 hPa
n. di giri,
± 0.17 hPa
Umidità
Relativa
=
31.9
% ± 3 %
distanza
In auto
Temperatura,
velocità, volume
di carburante …
pressione
Sensori di prossimità
ISTITUTO
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8 maggio 2012
MISURE E SALUTE
Radiografia
Tomografia
Risonanza magnetic
Medicina nucleare
Stratigrafia
…………..
temperatura, umidità,
ossigenazione e nutrimento
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Controllo continuato delle condizioni fisiche del bambino (battito
cardiaco, frequenza della respirazione e peso). Numerosi sensori
sia nell’abitacolo sia sul corpo del neonato, forniscono informazioni
sull’ambiente interno all’incubatrice e sul neonato stesso e
consentono di regolare i parametri dall’esterno.
8 maggio 2012
La salute
ESAMI DEL SANGUE
ACE, Acido folico,Acido lattico, Acido urico, Adrenalina, Albumina
Alcol etilico,Aldosterone,Alfa 1 globulina,Alfa 2 globulina,ALT, Amilasi, Alfa 1
o antitripsina, APTT,AST, azotemia , Bilirubina, Bilirubina iretta,Bilirubina
indiretta
Basofili,Calcio, Calcitonina, Ceruplasmina, Colesterolo, Creatinina, Curva
glicemica
Elettroforesi, Ematocrito (HMT), Emocromo, Emoglobina (Hb),Eosinofili,
Eritrociti (RBC)
Estrogeni, Fattore II o protrombina, Ferritina, Ferro, Fibrinogeno, Fosfatasi
acida totale e prostatica, Fosfatasi alcalina, Fosfolipidi, Gammaglobuline o
immunoglobuline (Ig), Gamma GT, Glicemia,Globuli bianchi, Globuline, Globuli
rossi, GOT, GPT , HMT, Immunoglobuline, Insulina
Leucociti (WBC), Linfociti, Lipasi, Lisozima, Magnesio, MCV,
Mioglobina,Monociti , Neutrofili (granulociti neutrofili), Piastrine, Potassio,
PSA, PT o tempo di protrombina e PTT o APTT
Rame, Sodio, Tempo di Protrombina, Testosterone, Transaminasi GOT e GPT,
Transaminasi GOT o AST, Transaminasi GPT o ALT, Trigliceridi, VES, Vitamina
A, Vitamina B1, Vitamina B2
Vitamina B6, Vitamina B12, Vitamina C, Vitamina D, Vitamina E, Vitamina H,
Vitamina K, Vitamina PP
Zinco
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Il linguaggio delle misure
Linguaggio e definizioni
“International Vocabulary of Basic and General
Terms in Metrology (VIM),
www.bipm.org/fr/si/si_brochure/general.html
Edizione italiana
Vocabolario Internazionale di Metrologia - Concetti fondamentali
e generali e termini correlati (VIM)
http://www.ceiweb.it/struttura/body-ws-cei-LIUC.php
ISTITUTO
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8 maggio 2012
Metrologia: campo della conoscenza che riguarda le
misurazioni.
La metrologia é un linguaggio internazionale, il solo
linguaggio internazionale, che sottende un grosso
lavoro di ricerca di sempre migliori definizioni delle
unità, di ottimizzazione dei campioni, di valutazione
degli intervalli entro cui il valore fornito di una
grandezza può ragionevolmente variare.
La metrologia mette già in atto un’ampia
collaborazione internazionale come forse non si
realizza in altri campi, un esempio da seguire per
trovare regole e modelli (campioni) condivisi in
un’ampia visione di riferibilità globale.
ISTITUTO
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Scopo fondamentale della metrologia =
scienza della misura:
Realizzare
Definire
Mantenere
Disseminare
Riprodurre
le unità
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Per ogni grandezza da misurare, misurando, la
struttura del sistema metrologico è piramidale.
Definizione,
realizzazione,
mantenimento
Disseminazione ai
laboratori di taratura
Utilizzatori finali, cittadini
I compiti dei vari istituti metrologici nazionali
sono di natura simili; sono anche molto simili le
strutture dei vari istituti.
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la misura è
il valore numerico associato al misurando
mediante la misurazione
Esso deve essere accompagnato dall’unità di
misura
ma non è sufficiente
oltre al valore numerico associato al
misurando mediante la misurazione occorre
fornire un altro valore numerico che è
l’incertezza
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Norma italiana: “guida all’espressione dell’incertezza di
misura”, UNI CEI ENV 13005, luglio 2000.
Incertezza di misura = parametro
associato al risultato di una misurazione,
che caratterizza la dispersione dei valori
ragionevolmente attribuibili al misurando.
Ma non basta ancora
Occorre anche attribuire il livello di confidenza che
stabilisce “quanto siamo sicuri che il valore dato
(misura) cada entro i margini rappresentati
dall’incertezza”.
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Dunque il risultato di una misurazione, per esempio
della lunghezza di una sbarra, sarà espresso nel
modo seguente:
20 cm  1 cm al livello di confidenza del 95 %
O meglio ancora L = 20 cm u(L) = 1 cm, con il 95%
di confidenza
Ciò vuol dire che siamo sicuri al 95% che la
lunghezza del pezzo considerato sia compresa tra
19 cm e 21 cm.
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In sintesi
una misura si compone essenzialmente di una
quaterna di informazioni:
1. il valore numerico relativo alla misurazione (misura)
2. l’unità di misura con la quale si é effettuata la
misurazione
3. l’incertezza con la quale si fornisce il valore della
misurazione
4. il livello di confidenza
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Grandezza
Attributo di un fenomeno, corpo o
sostanza, che può essere distinto
qualitativamente
o
determinato
quantitativamente, massa, forza,
energia, corrente ….
Varie grandezze………
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Varie grandezze
Grandezza di base (fondamentale): grandezza
che, in un sistema di grandezze, è
convenzionalmente
accettata
come
indipendente dalle altre
lunghezza,
massa,
intervallo di tempo,
temperatura termodinamica,
intensità di corrente elettrica,
intensità luminosa,
quantità di sostanza.
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Grandezza derivata: grandezza che, in un
sistema di grandezze, è definita in funzione
delle grandezze di base di quel sistema.
velocità = spazio/intervallo di tempo
accelerazione = velocità /intervallo di tempo=
spazio/tempo2
forza = massa x accelerazione =
massa x spazio/tempo2
pressione =forza/superficie=
[massaxspazio/tempo2]/spazio2
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unità di misura
Grandezza scalare reale, definita e
adottata per convenzione, con la quale è
possibile confrontare ogni altra
grandezza della stessa specie al fine di
esprimere il rapporto delle due
grandezze come un numero
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GRANDEZZA
UNITA’
SIMBOLO
lunghezza
metro
massa
kilogrammo
kg
intervallo di tempo
secondo
s
intensità di corrente elettrica
ampere
A
temperatura termodinamica
kelvin
K
tntensità luminosa
candela
cd
quantità di sostanza
mole
mol
m
Oggi sono solo sette
Ma in passato erano molto di meno
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Unità SI derivate
Le unità SI derivate si ottengono combinando tra loro
le unità di base in monomi del tipo seguente:
m· kg · s · A· K · mol · cd
con coeff. num. 1; gli esponenti , , , ecc, sono numeri
interi (zero incluso).
Ad esempio l'unità SI di:
* volume è il metro cubo (simbolo m3);
* accelerazione è il metro al secondo al quadrato
(simbolo m·s-2 o m/s2); quantità di moto è il metro
per kilogrammo al secondo (simbolo m·kg·s-1 ovvero
m·kg/s).
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E quindi qual è stato
il faticoso cammino verso il
Sistema Metrico Decimale?
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“Non avere mai nel tuo sacchetto due pesi,
l’uno grande e l’altro piccolo. Non avere in
casa due misure, una più grande ed una più
piccola. Tieni pesi esatti e giusti, come
pure misure esatte e giuste, affinché tu
abbia lunga vita nella terra che il Signore
Iddio sta per darti. Poiché chiunque fa
tali cose e pratica la frode è in abominio
davanti al Signore, Iddio tuo”. Terzo
millennio a. C. (Deuteronomio 25, 13,legge
di onestà, giustizia nei pesi)
Deuteronomio: la redazione definitiva, ad opera di autori
ignoti, è collocata al VI-V secolo a.C. in Giudea, sulla base
di precedenti tradizioni orali
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PALMO
Misure antropometriche
CUBITO
PIEDE
Standardizzato intorno al 2600 a.C. in un pezzo di marmo
di circa mezzo metro. Il cubito reale misura 52,37 cm
conservato al Museo Egizio di Torino. Era diviso in 28 parti,
quanti sono i giorni in un mese solare.
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21
Misure antropometriche
Illustrazione da un libro tedesco del 1575 in cui viene definita
un’unità di lunghezza prendendo a caso sedici uomini (“grandi e
piccoli, come escono dalla Chiesa …”) e facendo mettere loro un
piede (calzato) dietro quello di un altro. Non ci è dato di sapere se
il sedicesimo di tale lunghezza definisse anche il piede locale
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..nelle società organizzate
le misure erano di
competenza delle città e
ricadevano sotto la tutela
del governo locale.
Quindi esisteva una
sovranità metrologica.
Colonna del Battistero fiorentino
su cui pare sia inciso il piede
Liprando
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23
Misurare a . braccio
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a
o
i
pr …..
o
r
p
…
a
a
r
m
i e ello,
s
Non to liv
s
que
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25
In un testo cinese di circa
duemila anni or sono (Chien Han
Shu) si legge:
“la base per le misure lineari è la lunghezza
di una canna di flauto che emette la nota
“Huang-chung" (cioè la stessa emessa dalla
campana- vaso chung quando percossa in una
data posizione)
la lunghezza del flauto Huang-chung è di 90
fen essendo un fen = alla lunghezza di un
grano di miglio
1200 grani di miglio nero, che riempiono la
canna del flauto Huang-chung, costituiscono
il riferimento di peso pari a 12 chu “
campana chung
VI secolo a.C
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..si generavano i
campioni per l’uso
corrente e i multipli e sottomultipli
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Questo criterio corretto ed originale di
legare le unità di misura ad un unico
fenomeno fisico, la
frequenza di una
vibrazione sonora, rimase a lungo un fatto
isolato e non ebbe influenza sugli sviluppi
della metrologia occidentale, dove il problema
di una scelta “universale” non emergerà
almeno fino al 1600.
Infatti,all’inizio del 1700 la situazione europea era
di unificazione di nomi, ma non di misure: ad esempio
da un paese all'altro le variazioni per il piede erano
di un buon 10% in più o in meno, per la libbra si
saliva al 15%.
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Misurare a piede
Milano
"piede" in varie città
valore del
Valore in centimetri
Alessandria
55
Milano
50
Roma
45
40
35
30
25
Torino
Como
Verona
Bologna
Lombardo Veneto
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Dall’Europa
all’Africa e
all’Asia
Cristoforo Colombo, sbarco a
San Salvador 1492
Lo sviluppo dei commerci e l'interesse del fisco
premevano per l'unificazione delle misure, d'altro
canto la paura di cambiamenti e il desiderio di “chi
deteneva il potere" di mantenere le possibilità di
guadagno approfittando della confusione esistente
frenavano il processo di unificazione.
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Il ruolo della Francia e dell’Accademia Reale di Parigi
La Francia fu il primo
paese a sentire il bisogno
di una armonizzazione non
solo interna ma anche
internazionale.
Lettere patenti del 1635 firmate da Luigi XIII e registrate dal
Parlamento nel 1637 (Claude Perrault, Moyse Charas, Denis Dodart,
Théodore de M memoire pour servir à l’histoire naturelle des animoux,
V. 1-2, 1758)
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30
Le Grand Châtelet intorno al 1800
Pila di Carlo Magno
e Tesa del Perou =
campioni nazionali
della Francia
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Tesa del Perou conservata nel
Museo degli Strumenti
dell’Istituto Geografico Militare
di Firenze, 1755
1 tesa= 6 piedi=1,949 m prima
del 10 dicembre 1799
= 2 m tra 1812 e 1840
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Nel 1765, Diderot scrive nel 12° volume dell'Encyclopédie
des arts et des métiers:
"Non-seulement la réductíon des poíds de toutes les
nations à un seul est une chose impossíble, mais la
réductíon méme des differents poíds établís dans une
seule nation nle'st pas practícable, témoins les efforts
inutiles qulon a faits en France pour réduire les poids sous
Charlemagne, Philíppe~Le-Long, Louis XI, Franqois I,
Henri Il, Charles IX, Henri III, Louis XIV" (16) .
Tanto era confuso lo stato dei pesi e delle misure!
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sotto l' Ancien Règime parecchi
tentativi erano stati fatti per
imporre delle misure uniformi nelle
singole province o addirittura in
tutta la Francia, ma coloro che
detenevano i campioni delle unità di
misura non volevano rinunciare ai
loro privilegi.
“Declaration du Roi
concernant le Poids et les
Mesures” del Re di Francia,
Luigi XVI,nel 1766 ravvede la
necessità di procedere
con una repentina “unificazione”
delle misure locali diffuse sul
territorio francese allo scopo di
agevolare gli scambi
commerciali.
ORONZO MAURO ‘Misurando’. Storia delle misure dal XVII
secolo ad oggi attraverso la collezione privata di un
appassionato ingegnere
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Il ruolo della rivoluzione francese
Durante la rivoluzione Francese “lo spirito dei
tempi” era favorevole ad una riforma anche dei
pesi e delle misure.
E nel marzo 1790, in Francia, si ha l’ abolizione
dei diritti feudali e quindi anche del privilegio di
detenere i campioni delle unità di misura.
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Le difficoltà erano molte, al punto che
dal 1790 al 1799 si succedettero ben undici
commissioni, di cui fecero parte, a vario
titolo ed in diversi periodi, Lagrange,
Condorcet, Monge, Brisson, Laplace,
Lavoisier, Le Roy, Tillet…. con il compito di
mettere ordine nel sistema dei Pesi e delle
Misure e studiare, da un punto di vista
scientifico, la questione dell'uniformazione
dei pesi e delle misure.
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Il problema aveva ormai superato
l'ambito degli scambi commerciali
ed era avvertito in tutta la sua
importanza dagli scienziati, che
volevano
far
conoscere
e
confrontare i risultati dei loro
esperimenti.
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.
Ià
G
1
l
da
5
7
6
Jean Picard in Francia
e Tito Livio Burattini«inDunque li pendoli saranno la
Italia-Polonia avevano
base dell'opera mia, e da
prospettato l'idea di
ricercare in fenomeniquelli cavarò prima il mio
fisici universali il punto
Metro Cattolico, cioè misura
di partenza per
universale, che così mi pare
definire unità di misura
di validità universale.di nominarla in lingua Greca,
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e poi da questa cavarò un
Peso Cattolico »
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Per la lunghezza sembravano possibili due soluzioni:
l un pendolo
1) assumere come unità la lunghezza
di
T  2
che batte il secondo (fissato il secondog come unità
gT 2
l
di tempo) a 45° di latitudine e a livello del mare;
4 2
oppure
2) derivare l'unità di lunghezza dalla misura di un
arco di meridiano terrestre.
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Superamento del confine nazionale in una visione
internazionale
Nel maggio del 1790 l'Assemblea Nazionale francese
sollecitò il re a prendere contatto con gli inglesi per
operare una riforma comune dei sistemi di misura.
L'Accademia delle Scienze di Francia ebbe quindi il
compito
di
preparare
questa
riforma
attraverso
un'apposita commissione, di cui facevano parte, tra gli
altri, Lagrange, Condorcet, Monge.
Gli eventi politici impedirono la collaborazione con
l'Inghilterra e la Francia procedette da sola.
Il 1791 la Francia adottò la lunghezza del meridiano
terrestre come base del nuovo Sistema unificato,
come ricavato dalle misure Cassini
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Si definì come unità di lunghezza il
metro, pari alla decimilionesima parte
di un quarto di meridiano terrestre,
e i suoi multipli e sottomultipli
decimali.
Già proposto da
Charles-Marie de La
Condamine
(matematico,
geografo,
esploratore) nel 1747!
Dal metro si derivarono le unità di misura di
superficie, di volume e di “peso”.
Il 7 aprile 1795 (18 Germinale anno III) fu
pubblicata la tabella ufficiale delle unità con
multipli e sottomultipli: era la nascita del
Sistema Metrico Decimale.
Intanto tra enormi difficoltà, si portava a termine
la misurazione dell'arco di meridiano terrestre tra
Dunkerque e Barcellona.
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Delambre e Mechain
Misure eseguite tra
giugno 1792 e fine 1798
Le peripezie della spedizione si conclusero ben sette anni dopo,
nel 1799, con una conferenza internazionale di scienziati che
sancì l’entrata in vigore del sistema metrico decimale
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esempio di manufatti disponibili per
la triangolazione
Ciascun astronomo era accompagnato da un paio di assistenti e
portava con sé un nuovo strumento per misurare gli angoli, di una
precisione mai raggiunta prima: il circolo a riflessione. Il lavoro
pratico consisteva in effetti nella misura di un gran numero di
angoli, che avrebbero permesso di ricostruire le distanze tramite
il metodo della triangolazione
Circolo a riflessione
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secondo Borda
Costruito da Lenoir
8 maggio 2012
Si dovette quindi affrontare il problema della
costruzione dei campioni “inalterabili” delle unità di
“peso” e di lunghezza: un cilindro di platino costituì
il kilogrammo campione, mentre un barra pure di
platino, di sezione rettangolare, costituì il prototipo
del metro.
I campioni primari così costituiti
furono depositati il 22 giugno 1799
negli Archivi della Repubblica e
riconosciuti con legge del 10
dicembre dello stesso anno come
"i campioni definitivi per le
misure di lunghezza e di peso
in tutta la Repubblica".
campioni di lunghezza e di massa simili a quelli degli Archivi di
Francia (da L’Aventure du mètre, volume speciale per
l’esposizione al CNAM, Musée National des Techniques, 1989)
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Il tutto si arresta il 4 novembre 1800
(13 brumaio anno 9), perché viene
permesso l’uso dei nomi delle antiche unità,
e se ne riparlerà per il 1° gennaio 1840
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Disseminazione di idee e di campioni
Metro campione costruito da
Lenoire (Parigi 1793-1795) per il
Ducato di Modena, a partire dal
metro degli Archivi (da la Buona Opinione,
cultura, scienza e misura negli Stati Estensi 15981860, a cura di D.- Domeri, A.Ludovisi e G. Luppi,
Museo della bilancia, 1997)
Anche negli staterelli
d’Italia si era fatta strada
la necessità di armonizzare
Pesi e Misure su base
decimale
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Granducato di Toscana,
Notifica ai
sudditi di Pietro Leopoldo
sull’unificazione
dei pesi e delle misure delle
città del
granducato alle misure in
essere presso la
città di Firenze, 1782
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Le regole
per le
verifiche
periodiche
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I Savoia
Ragguaglio tra la libbra di Ciamberì e quella de’ vari
paesi a valor decimale scritto nel 1370.
Sua Altezza (Emanuele Filiberto, Duca di Savoia)
prescrive, con lettere patenti del 23 marzo 1574, nel
mercato di Mosso il peso e la misura di Vercelli“
Instromento di Permuta seguita tra il Patrimoniale Generale
di S.A.R., ed il Conte Vittorio Barata d'oncie 40. d'aqua
propria di detto Conte Barata, ed unita alla Cassina dal
Med.mo posseduta nelle fini di Fossano, con altrettanta
quantità propria di d.a S.A.R., ed unita alla Cassina del
bosco situata nelle fini di Centallo delli 29. Marzo 1675.
ed ancora
nel 1753 il Consolato di Nizza forma un "Progetto di
Regolamento per l'uniformità dei Pesi e delle Misure in
quel contado".
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8 maggio 2012
Testimonianze presso l’Archivio di Stato di Torino
Documenti di tipo legislativo antecedenti al 1861 e fino
al 1865
Raso Sabaudo”, antico “metro”
pre-unitario usato nel Regno
della Famiglia dei Savoia, metà
del ‘700
Da ORONZO MAURO: ‘Misurando’. Storia delle misure
dal XVII secolo ad oggi attraverso la collezione privata
di un appassionato ingegnere
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METROLOGICA
8 maggio 2012
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METROLOGICA
tentativi compiuti dalla
metrologia legale
piemontese del XVIII
secolo di costruire una
rete efficiente di
campioni ufficiali sono
ben documentati da
questa “Istruzione per li
Fabbricatori, ed
Aggiustatori... “ in cui
l’’Ispettore sovra i Pesi e
Misure Avvocato Garino
ed il Primo Preposto nelle
Opere di meccanica,
Macchinista Matthey’
impongono regole precise
da osservarsi nella
fabbricazione dei
campioni di peso, capacità
e misure lineari. (Archivio
di Stato, Torino).
(autorizzazione N.1624/
IX.4.1. del 22-III183).
8 maggio 2012
“Cahiers de doleance”:
Esempio: 1757- rappresentanza dell’Avvocato
Garino per rimediare agli abusi che erano
introdotti riguardo ai Pesi e alle Misure a
vendere in tutti gli Stati di Sua Maestà e
l’uniformità dei medesimi (posizione INV71)
E ancora…sopra gli abusi: consolato di Nizza
(Inv 71.3)
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METROLOGICA
8 maggio 2012
Nel 1759 Carlo Emanuele III affidò a Giovanni Battista
Beccaria il compito di misurare il meridiano di Torino
(Gradus Taurinensis), che avrebbe dovuto servire anche
per il calcolo della circonferenza equatoriale terrestre e
dello schiacciamento ai poli. Le ricerche furono condotte
dal Beccaria con l’assistenza di Domenico Canonica tra il
1760 e 1774 e permisero tracciare la "Carta generale
dello stato sabaudo”
lo scienziato scelse di misurare la lunghezza dell’arco di
meridiano terrestre tra Andrate e Mondovì con base topografica
sul rettilineo tra l’attuale piazza Statuto di Torino e la
cittadina di Rivoli.
il Beccaria utilizzò due grandi pietre di marmo per segnalare gli
estremi dello stradone ancorandole al suolo nei pressi delle due
città; ne indicò inoltre la precisa posizione ai lati del viale,
utilizzando alcuni alberi come segnaletica.
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METROLOGICA
Nel 1774 in Gradus Taurinensis il Beccaria
attribuì al meridiano la lunghezza di 112,06 km
(oggi 111,137 km)
8 maggio 2012
Verso
via
Cibrario
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Lapide in onore di
Beccaria sulla
Torre del belvedere
di Mondovì
Cippo
commemorativo
8 maggio 2012
Il 7 Novembre 1801, in una seduta plenaria dell’Institut de
France, Alessandro Volta presenta a Napoleone Bonaparte
la Pila e legge la sua "Memoria sull'identità del fluido
elettrico col così detto fluido galvaniano".
•Con l’invenzione della pila incomincia il
grande sviluppo dell’elettromagnetismo
che continuerà per tutto il 19° secolo.
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8 maggio 2012
Il ruolo dell’Accademia delle Scienze di Torino
Come naturale sbocco
della Società
Scientifica fondata nel
1757 dal conte
Giuseppe Saluzzo di
Monesiglio,
Gianfrancesco Cigna e
Giuseppe Luigi
Lagrange,
ferequentatori assidui
del Gabinetto di Fisica
del Beccaria
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La trasformazione avvenne nel
1783 con regie patenti da
Vittorio Amedeo III - si propose
di contribuire al progresso
scientifico, promuovendo ricerche
e curando la pubblicazione dei
loro risultati, contribuendo alla
diffusione del sapere mediante
congressi, convegni………….
8 maggio 2012
Nel 1806 A. M. Vassalli Eandi professore di fisica
nell’imperiale università di Torino, pubblica, presso la
tipografia dei fratelli Pomba, mercanti librai in
principio della contrada di Po, la terza edizione del
“Saggio del nuovo sistema metrico dell’impero francese,
col rapporto delle nuove misure francesi ed a quelle del
Piemonte. (seconda edizione 1802 (ventoso anno x),
Si servì della collaborazione di parecchie persone tra cui:
l’Abate Valperga di Caluso (1737-1815, allievo di
Lagrange)
l’ Ingegnere in capo dei Ponti e delle Strade, Ignazio
Michelotti,
Il signor Giorgio Bidone
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8 maggio 2012
Scrive, tra l’altro
Dal siqui detto è chiaro, che questa edizione, la quale si può in
gran parte dire Opera della Commissione dei Pesi e delle
Misure dell’Accademia Imperiale offre:
Agli impiegati delle diverse Amministrazioni le tavole dei conti
fatti, fondati sul vero rapporto tra il piede liprando ed il
metro rapporto ancora sbagliato in opere dell’anno corrente ….
………………
A chi ignora l’Aritmetica il vantaggio d’imparare la volgare e la
decimale contemporaneamente
Ai negozianti le basi delle loro speculazioni nel rapporto delle
misure Piemontesi, e delle nuove con le misure non solo dei
dipartimenti di qua dell’Alpe, e dell’Europa.
Ed a tutti un’idea del nuovo sistema delle Misure, che
il Governo vuole assolutamente, che sia adottato in
tutta la sua estensione…………
ISTITUTO
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8 maggio 2012
Anno 1815: la restaurazione
L’ Italia è definita “mera espressione
geografica” (Metternich)
Il Congresso di Vienna
Il Congresso di Vienna garantisce il bilancio politico in
Europa per circa un secolo. Ma non potrà prevenire il
propagarsi dei moti rivoluzionari del 1848.
8 maggio 2012
ISTITUTO
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Nell’Italia ri-divisa
ognuno andava per
conto suo, ma si era
già incominciato a
far riferimento al
modello francese.
Nel 1816 l’Accademia
delle Scienze di
Torino fu chiamata
ad esprimere la sua
opinione sui pesi e
sulle misure.
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8 maggio 2012
Risposta dell’Accademia
“Abbiamo due sorta di quantità lineari atte a
servire d’Archetipo;
* La lunghezza di un pendolo che in
un dato luogo faccia in un dato
tempo un dato numero di vibrazioni”
* le dimensioni della terra;
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8 maggio 2012
Da un giornale del 12 gennaio 1840
11 settembre 1845 il
Sistema Metrico
Decimale viene
introdotto ufficialmente
nel regno di Sardegna
da Carlo Alberto
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La divulgazione del Sistema Metrico Decimale
Il 18 maggio 1849 il Vicario Generale Reverendo
Filippo Ravina, su sollecitazione del Regio Ministro
del Commercio e dell’Agricoltura invia una lettera ai
parroci in cui, tra l’altro, si legge:”…così io mi
raccomando di prendere parte attiva all’istruzione
popolare….che, portando riparo alle frodi che il più
scaltro potrebbe commettere a danno del più
semplice, abbraccia gli interessi dell’intera nazione:
prenda Ella pertanto accordi coi Maestri comunali,
ove esistano, per l’istituzione di scuole serali e
domenicali……Dove poi non possa esservi il concorso
dei Maestri di scuola, io confido moltissimo che
….vorrà supplirvi con la sua religiosa sollecitudine.
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8 maggio 2012
Per ordine del ministero
dell’Agricoltura e del
Commercio per la
diffusione del nuovo
Sistema dei Pesi e delle
Misure
Opera di un
fratello delle
scuole cristiane
Il Sistema Metrico Decimale,
ridotto a semplicità,
preceduto dalle prime
quattro operazione
dell’aritmetica, ad uso degli
artigiani e della gente di
campagna.
1849
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8 maggio 2012
Italia unificata: 17 marzo 1861
Vittorio Emanuele II Re d’Italia
Situazione delle
ferrovie nel 1861
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8 maggio 2012
17 marzo 1861
Vittorio Emanuele II
re d’Italia
28 luglio 1861
legge sui Pesi e
Misure
e
il
de
cr
et
o
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La normativa
che nel 1861
impose
l'adozione nel
Regno d'Italia
del sistema
metrico
decimale.
at
tu
at
ivo
8 maggio 2012
La riferibilità del Regno d’Italia
(Legge del 28 luglio 1861 n. 132 )
• “Metro e chilogramma in platino depositati negli
archivi generali del Regno sono i campioni prototipi
dei pesi e delle misure”
• Gli uffici di verificazione sono “incaricati di
mantenere la costante uniformità dei pesi e delle
misure in uso ed in commercio coi campioni prototipi”
• “Un campione conforme ai prototipi sarà tenuto in
ogni
Capoluogo
di
Circondario
nell’Ufficio
di
Intendenza, ed in ogni ufficio di verificazione”
• “Coloro che sono tenuti alla verificazione periodica
dovranno tenere affisso ed esposto … il ragguaglio dei
nuovi pesi e misure … con gli antichi già in uso”
Le regole per la verifica
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Alfabetizzazione e Divulgazione del Sistema
Metrico Decimale in varie parti del regno
1862: trattato di metrologia universale, 2° ed , ossia
Pesi, Misure e monete di tutti gli stati del mondo col
rapporto alle misure ed alle monete di Napoli e del
Piemonte, col metodo di riduzione da sistema di Napoli
a Decimale e viceversa, e colla giunta di 19 tavole di
confronto…
Lavoro di Vincenzo Molinari, eseguito su parziali
trattati di metrologia e sulle informazioni di esperti
negozianti
Un’intera pagina di dedica
All’illustre e onorevole cittadino Signor Vincenzo Sprovveri
Deputato
al primo Parlamento Italiano
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8 maggio 2012
E ancora
(1863)
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Lezione Prima, condizioni di un buon sistema
di misura
Lezione seconda, esposizione del Sistema
Metrico Decimale
Lezione terza, esposizione del Sistema
Metrico decimale
Lezione quarta, ragguaglio delle antiche con
le nuove misure
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Ragguaglio
L’introduzione del metro
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Finalmente, nel 1875 su proposta del Governo
Francese si riunirono a Parigi i rappresentanti
di venti nazioni e nacque la Convenzione del
Metro cui aderì il nuovo regno d’Italia con la
firma di Costantino Nigra.
Paesi firmatari originali: 17
Attuali Stati membri: 55
Stati Associati: 34
http://lamar.colostate.edu/~hillger/laws/metricconvention.html
His Majesty the King of Italy : The Chevalier
Constantino Nigra, Knight of the Grand Cross of
his Orders of St. Maurice and St. Lazarus,and
of the Crown of Italy, Grand Officer of the
Legion of Honor, &c., &c., &c., his Enovy
Extraordinary and Minister Plenipotentiary at
Paris
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Organizzazione internazionale
della metrologia
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CONVENZIONE DEL METRO
Livello diplomatico
Livello tecnico
CGPM
CIPM
BIPM
COMITATI CONSULTIVI per
* CCCAU : l’Acustica, Ultrasuoni e Vibrazioni
* CCEM: l’Elettricità e il Magnetismo
* CCL:
la Lunghezza
* CCM:
la Massa e Grandezze Correlate
* CCPR: la Fotometria e la Radiometria
* CCQM: la Quantità di Sostanza- Metrologia in Chimica
* CCRI : le Radiazioni Ionizzanti
* CCT : la Termometria
* CCRF : il Tempo e la Frequenza
* CCU : le UNITA’
55 stati
membri e 24
associati
alla
Conferenza
Generale
CGIPM, Conferenza
Generale dei Pesi e
delle Misure
CIPM, Comitato
Internazionale dei pesi
e delle Misure
BIPM, Bureau
International des Poids
et Mesures
LABORATORI NAZIONALI
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La Convenzione del Metro (trattato diplomatico)
stabiliva che si dovessero definire le unità di misura
facendo riferimento a "entità" naturali e universali:
la terra ed i suoi meridiani.
BIPM
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campioni di lunghezza e di massa simili a quelli degli
Archivi di Francia (da L’Aventure du mètre, volume
speciale per l’esposizione al CNAM, Musée National
des Techniques, 1989)
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Italia: Legge sui pesi e sulle misure, 23
giugno 1874, n. 2000, e R.D. 29
ottobre 1874, n. 2188
A partire dal 1875 fu prescritto,
edegli
h
anziché compilare sia gli stati
c
i
f
i
r
e
v
e
l
utenti sia i ruoli del
diritto
da essi
l
e
d
o
t
s
o
dovuto, l’annotazione
del diritto
Il c
dovuto direttamente sugli stati e la
corresponsione dello stesso mediante
l'acquisto di marche da bollo.
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Risale al 1890 l’attuale Testo Unico
D
ef
in
it
e
le
re
go
le
de
lla
m
et
ro
lo
gi
a
le
ga
le
Il Testo Unico delle leggi metriche del
23 agosto 1890, n. 7088 (insieme al
relativo regolamento di applicazione,
R.D. 7 novembre 1890, n. 7249)
mantenne le modalità di compilazione
degli stati, ma stabilì che la verifica
avesse, dal gennaio successivo, una
cadenza biennale.
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Strumento trasportabile utilizzato dagli
ispettori degli uffici metrici provinciali per
le verifiche periodiche
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Lungo il 1800 erano stati scoperti e applicati molti
fenomeni fisici che venivano poi ingegnerizzati ed
applicati sia nella vita di ogni giorno sia nell’industria
che richiedeva sempre nuovi strumenti.
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8 maggio 2012
Altri bisogni si venivano imponendo anche nel
settore della metrologia che tenessero conto
dell’elettricità, dell’elettromagnetismo e della
fotometria.
Lungo tutto il diciannovesimo secolo si venne
delineando il Sistema di unità di misure che
fornì la base per l’attuale SI.
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8 maggio 2012
Il sistema metrico decimale era un sistema di "pesi e
misure" limitato alle unità di uso corrente nella vita
comune (lunghezza e massa, cioè metro e
kilogrammo) e il tempo (cioè il secondo).
Il merito di averne fatto la base dei sistemi molto
più completi di unità usati nella fisica va attribuito
a Gauss (1777-1855).
Innanzi tutto egli mise in chiaro che il cosiddetto
campione di peso depositato negli Archivi si doveva
intendere come campione di massa; quindi insegnò a
derivare, dalle tre unità di lunghezza, massa e
tempo assunte come fondamentali, non solo le unità
delle altre grandezze meccaniche, ma anche quelle
magnetiche ed elettriche.
ISTITUTO
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8 maggio 2012
Però, sul finire del diciannovesimo secolo era ormai persuasione
diffusa che i fenomeni elettromagnetici non fossero spiegabili
con ipotesi meccaniche e che fosse giusto riconoscere nelle
grandezze elettriche una dimensione ulteriore, non riducibile a
lunghezza, massa e tempo.
Una proposta in questo senso fu presentata da Giovanni
Giorgi (1871-1950) al Congresso dell'Associazione
Elettrotecnica Italiana nel 1901, con l’aggiunta di una quarta
unità fondamentale, scelta comunque tra le unità elettriche
internazionali.
Soltanto nel 1935 la Commissione
Elettrotecnica Internazionale adottò il
sistema a quattro unità fondamentali,
dandogli il nome di sistema Giorgi. La
quarta unità fu dapprima l'ohm, in seguito
divenne l'ampere.
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8 maggio 2012
ISTITUTO
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8 maggio 2012
Si erano delineati i due grandi rami della
metrologia
La metrologia scientifica: è la scienza del
misurare quando questa è applicata al
sapere ed al conoscere scientifico e si
avvale dei progressi della scienza
La metrologia legale: è la scienza della
misura quando utilizzata dalle Autorità per
garantire le quantità attraverso strumenti
normativi, disciplinari e coattivi di vario
tipo
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8 maggio 2012
La legittimazione della metrologia
scientifica: la legge 273/91
. Il sistema nazionale di taratura è costituito dagli
istituti metrologici primari e dai centri di taratura
e ha il compito di assicurare la riferibilità ai
campioni nazionali dei risultati delle misurazioni.
 Il Ministro dell'università e della ricerca
scientifica
e
tecnologica
e
il
Ministro
dell'industria, del commercio e dell'artigianato
svolgono, previe opportune intese, ciascuno per la
parte di propria competenza, funzioni di indirizzo
e coordinamento del sistema nazionale di taratura.
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MRA-Accordo di Mutuo Riconoscimento
(Mutual recognition Arrangement)
14 ottobre 1999, i direttori degli Istituti Nazionali
di Metrologia di 38 Stati, del BIPM e i
rappresentanti di due organismi internazionali
firmarono l’Accordo di Mutuo Riconoscimento dei
campioni di misura nazionali e dei certificati di
taratura emessi dagli Istituti Nazionali.
Da allora si sono aggiunti altri istituti.
http://www.bipm.org/en/cipm-mra/
L’MRA non è un trattato diplomatico, ma un accordo tecnico.
Esso impegna gli istituti metrologici nazionali, ma non necessariamente
altre istituzioni del loro Paese. La responsabilità delle tarature e delle
misure è unicamente dell’istituto metrologico nazionale che le effettua, e
non si estende, per effetto del MRA, ad alcun altra istituzione del paese.
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8 maggio 2012
Funzioni delle camere di commercio,
industria artigianato e agricoltura
(Art. 20 del D.Lgs. 31-3-1998 n. 112)
1.
Sono attribuite alle camere di commercio,
industria, artigianato e agricoltura le funzioni
esercitate dagli uffici metrici provinciali e dagli
uffici provinciali per l'industria, il commercio e
l'artigianato, ivi comprese quelle relative ai brevetti
e alla tutela della proprietà industriale.
2. Presso le camere di commercio, industria,
artigianato
e
agricoltura
è
individuato
un
responsabile delle attività finalizzate alla tutela del
consumatore e della fede pubblica, con particolare
riferimento ai compiti in materia di controllo di
conformità dei prodotti e strumenti di misura già
svolti dagli uffici di cui al comma 1.
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8 maggio 2012
D.Lgs. 21-1-2004 n. 38
I.N.RI.M. Istituto Nazionale di Ricerca
Metrologica, in cui sono confluiti
l’Istituto di Metrologia Gustavo
Colonnetti (1968) e l’Istituto
Elettrotecnico Nazionale Galileo Ferraris
(1936)
I N M R I - E N E A Istituto Nazionale
di Metrologia delle Radiazioni Ionizzanti
dell'Ente per le nuove tecnologie,
l'energia e l'ambiente
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8 maggio 2012
ACCREDIA – Ente Italiano di Accreditamento – è l’unico
organismo nazionale autorizzato dallo Stato a svolgere attività
di accreditamento (http://www.accredia.it). E’ un’Associazione
senza scopo di lucro, nata nel 2009 dalla fusione di SINAL e
SINCERT.
Con ACCREDIA l'Italia si è adeguata al Regolamento del
Parlamento Europeo e del Consiglio n. 765, del 9 luglio 2008, che
dal 1° gennaio 2010 è applicato per l'accreditamento e la vigilanza
del mercato in tutti i Paesi UE.
Le
-
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attività dell'Ente si articolano in quattro Dipartimenti:
Certificazione e ispezione;
Laboratori di prova;
Laboratori di prova per la sicurezza degli alimenti;
Laboratori di taratura.
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8 maggio 2012
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Si perde nella notte dei tempi
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camp
ione
PALMO
CUBITO
1983
PIEDE
Più di 5000 anni
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8 maggio 2012
Copia probabilmente fabbricata alla fine del
quindicesimo secolo della “pila di Carlo Magno”
(campioni di massa) fabbricata ai tempi di Carlo
Magno e poi scomparsa. Questa copia fu usata da
Lavoisier e Hauy nel 1792 per la determinazione
dell’unità di peso, il grave, che divenne 1799 il
chilogrammo e da Lefevre-Gineau nel 1799 per
determinare il chilogrammo definitivo (da L’Aventure
du mètre, volume speciale per l’esposizione al
CNAM, Musée National des Techniques, 1989)
Il
futuro?
ISTITUTO
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Si perde nella notte dei tempi
8 maggio 2012
Voltmetro
di Avogadro
CGPM (1948),
Volta
E tanti altri
Coulomb
Galvanotipo
Nobili,
l'ampere è l'intensità di corrente elettrica che, mantenuta costante in due
conduttori paralleli, di lunghezza infinita, di sezione circolare trascurabile
e posti alla distanza di un metro l'uno dall'altro, nel vuoto, produrrebbe tra
i due conduttori la forza di 2x10-7 newton su ogni metro di lunghezza.
Officine
Galileo 1946
La XIX CGPM, ha raccomandato
di adottare, dal 1 Gennaio 1990,
valori ben definiti delle costanti
di Josephson e di von Klitzing
Realizzazione del campione
di tensione mediante
effetto Josephson (1973)
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In poco più
di due secoli
Laboratorio per la realizzazione
del campione di resistenza
elettrica mediante effetto Hall
quantistico (1982)
8 maggio 2012
XIII CGPM 1967
"il kelvin, unità di
temperatura
termodinamica, è
la frazione
1/273,16 della
Termometro infingardo temperatura
dell’Accademia del
termodinamica del
Cimento era 1642-1687 punto triplo
dell'acqua"
TEMPERATURA?
Anders Celsius
1701-1704
FLUIDO?
CALORE?
Lord Kelvin
(1824-1907)
G.D. Farheneieth
1686 –1736
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Scala Internazionale di
Temperatura (STI-90)
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1860 candela di grasso di balena
1898-1909, lampade con miscela di pentano e aria, senza stoppino
1930 campioni basati su radiatori di Planck (o corpi neri), dispositivi
progettati per simulare un perfetto emettitore (assorbitore) di
radiazione.
1940
definita attraverso la brillanza di un radiatore di corpo nero alla
temperatura di solidificazione del platino.new
nel mondo.
candle
ampiamente adottata
1948 da new candle a candela
1979 La candela è l'intensità
luminosa, in una data direzione, di
una sorgente che emette una
radiazione monocromatica di
frequenza 540 x 1012 hertz e la
cui intensità energetica in quella
direzione è 1/683 watt allo
steradiante.
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8 maggio 2012
volumi uguali di gas, alla stessa
temperatura e pressione, contengono lo
stesso numero di molecole - fu pubblicata
nel 1811 con il titolo Essai d'une manière
(1776 –1856)
de déterminer les masses relatives des
molecules élémentaires des corps, et les
proportions selon lesquelles elles entrent
dans ces combinaisons.
1971 dalla
XIV CGPM
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"la mole è la quantità di sostanza di un sistema
che contiene tante entità elementari quanti sono
gli atomi in 0,012 kg di carbonio 12.
Le entità elementari devono essere specificate e
possono essere atomi, molecole, ioni, elettroni,
ecc. ovvero gruppi specificati di tali particelle"
8 maggio 2012
1960
kilogrammo
metro
CGPM
kelvin
candela
secondo
2015?
ampere
mole
L’INRIM realizza, mantiene e dissemina i campioni di
tutte le unità fondamentali e di molte da esse derivate.
Resolution 1 of the Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure
(2011) on the possible future revision of the International
System of Units, the SI
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8 maggio 2012
È intenzione del CIPM proporre la revisione del SI come segue:
Il SI sarà un sistema in cui:
•La frequenza della transizione tra due livelli iperfini dello stato fondamentale
dell’atomo di cesio 133  (133Ce)hfs è esattamente 9 192 631 770 hertz
secondo
•La velocità della luce nel vuoto è esattamente 299 792 458 metri alsecondo
metro
•La costante di Planck è esattamente 6,626 06….x10-34 joule al secondo
kilogrammo
•La carica elementare e è esattamente 1,602 17…x10-19. coulombampere
•La costante di Boltzman è esattamente 1.380 6…x10-23 joule per kelvinkelvin
•La costante di Avogadro é esattamente 6.022 14..x1023 reciproco della mole
mole
•L’efficienza luminosa Kcd di una radiazione monocromatica di frequenza
540x 1012 Hz è esattamente 683 lumen per wattcandela
•http://www.bipm.org/utils/en/pdf/24_CGPM_Resolution_1.pdf
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8 maggio 2012
Il SI continuerebbe ad essere costituito dalle
sette unità fondamentali
Esempio di possibile ridefinizione
Il kilogrammo continua ad essere l’unità di massa,
ma il suo valore viene stabilito fissando il valore
della costante di Planck esattamente eguale a
6.626 06.. ×10–34 quando essa è espressa in unità
SI m2 kg s–1, che è eguale a J s.
L’ampere continua a essere l’unità di intensità di
corrente elettrica ma il suo valore viene stabilito
fissando il valore numerico della carica elementare
esattamente eguale a 1.602 17X ×10–19 quando è
espressa in unità SI.
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8 maggio 2012
E per concludere veramente!
Se è vero che nei prossimi anni il progresso tecnologico sarà guidato da:
* riduzione del bisogno di carburanti, carbone e derivati
* nuove scoperte scientifiche, innovazione
* grande crescita in ricerca e sviluppo
Allora
per raggiungere questi obiettivi sarà necessaria una continua
evoluzione nel campo della scienza metrologica e delle sua
applicazioni con lo sviluppo di nuovi settori, il che coinvolge una
catena di:
* Istituti Nazionali di Metrologia e le agenzie e ministeri
che
li supportano
* fornitori di strumentazione
* agenzie di normazione
* fornitori di tarature e servizi
* università e utenti accademici
* ecc
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La velocità con cui la metrologia cambio è regolata dalla necessità
di mantenere le caratteristiche dei campioni di misura a un livello
tale da soddisfare i bisogni degli utilizzatori ed essere capace
prevenirne i bisogni.
La metrologia gioca una parte fondamentale in una società equa,
efficiente tecnologica.
Per sviluppare nuovi prodotti, servizi e processi c’è bisogno
definirne quantità. qualità e prestazioni.
Per commerciare con successo nevessita un sistema di regole
basate sulla fiducia nelle misure, che assicuri
l’accesso ai
mercati globali che siano equi, aperti e senza non necessarie
barriere al commercio.
Per sostenere tutto ciò c’è bisogno di una ben
stabilita infrastruttura di misure tracciabili, legata
senza soluzione di continuità a campioni riconosciuti
a livello internazionale.
ISTITUTO
NAZIONALE
DI RICERCA
METROLOGICA
8 maggio 2012
ISTITUTO
NAZIONALE
DI RICERCA
METROLOGICA
8 maggio 2012