Le unità di misura: rappresentazione e regole di scrittura

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Introduzione

Nell’arco della mia carriera di progettista di impianti elettrici e responsabile tecnico di  varie società, mi è capitato spesso di sentir dire, soprattutto dagli addetti ai lavori; la tensione di rete è di 220 volts, oppure di ricevere documenti con le unità di misura scritte in modo non corretto, incomplete e, a volte, addirittura assolutamente incomprensibili.

E’ bene ricordare che usare in modo scorretto nomi e simboli delle unità di misura e dei prefissi, equivale a compiere gravi errori di ortografia, che soprattutto nel campo della progettazione degli impianti elettrici ed elettronici, possono trasferire un’informazione del tutto diversa da quella che si intendeva fornire, con rischi addirittura di danno per chi la riceve e la interpreta secondo quanto erroneamente è stato scritto.

Al fine di chiarire un po’ le idee è bene precisare alcuni concetti fondamentali delle unità di misura, della loro rappresentazione e soprattutto della loro corretta scrittura.

Concetti fondamentali

Si definisce misura un determinato procedimento mediante il quale si fa corrispondere un numero ad una grandezza fisica.

Per procedere alla misurazione di una grandezza, è necessario sceglierne un’altra della stessa specie da utilizzare come campione e assegnare ad essa il valore numerico uno, definendo cosi l’unità di misura. Le unità di misura definite direttamente da un campione, si chiamano “unità fondamentali” mentre quelle che utilizzano uno o più campioni delle unità fondamentali si chiamano “unità derivate”. Fornire ad esempio l’informazione F = 50 è una espressione errata, anche se inserita in un contesto intuibile, una corretta informazione deve essere sempre rappresentata da una equazione dimensionale, per cui l’espressione corretta risulta F = 50 Hz, dove F rappresenta il simbolo della grandezza, in questo caso la frequenza, 50 è un numero puro che rappresenta il valore e Hz rappresenta l’unità di misura. Le unità di misura vengono rappresentate da un simbolo e sono codificate in base al Sistema Internazionale di unita di misura (Systeme International d’unites) convenzionalmente abbreviato in SI, sistema introdotto nel 1960 dalla undicesima Conferenza Generale dei Pesi e Misure, in sostituzione dei vecchi sistemi CGS (centimetro, grammo, secondo) e MKS (metro, kilogrammo, secondo). .

Il Sistema Internazionale di unità di misura

In Italia il SI è stato adottato come sistema legale di misura obbligatorio con il DPR n°802 del 12 agosto 1982 “Attuazione della direttiva CEE 80/181 relativa alle unità di misura” e, successivamente adeguato alla direttiva CE 2009/3 dell’11 marzo 2009, con Decreto del Ministero dello sviluppo economico in data 29 ottobre 2009, ed è entrato definitivamente in vigore il 1° gennaio 2010.

Il DM del 29 ottobre 2009, attraverso l’adozione del SI, detta le regole di scrittura e stabilisce i simboli e il loro uso, proprio per fornire un modo uniforme e condiviso per le misure in tutti gli stati membri dell’unione europea, per questi motivi le regole del SI sono le uniche che danno certezza di non ambiguità e di non contestabilità in campo nazionale e internazionale. Il SI è oggetto di direttive della Comunità Europea e la divulgazione ed il controllo, nel nostro paese, sono affidati all’UNI (Ente Nazionale per l’Unificazione), mentre la vigilanza sull’applicazione del DPR 802/82 e successivo Decreto del 29 ottobre 2009, è demandata al Ministero dell’industria, del commercio e dell’artigianato che la esercita tramite l’ufficio centrale metrico e gli uffici provinciali metrici.

Compito dell’Ufficio Metrico è quello di vigilare affinchè sia fatto uso corretto delle unità di misura fondamentali e derivate secondo quanto prescritto dalle norme, nell’ambito non solo delle attività economiche, ma anche di quelle di carattere amministrativo e legale. Il SI è basato su sette unità fondamentali ed è noto come “sistema metrico decimale”, dove la parola metrico deriva dal greco misurare e la parola decimale fa riferimento alla base del sistema di relazione tra le misure che sono multiple o sottomultiple del dieci.

Le sette unita fondamentali sono:

  • metro(m), è la lunghezza del tragitto percorso dalla luce nel vuoto in un intervallo di 1/299 792 458 di secondo;
  • secondo(s), è la durata di 9.192.631.770 periodi della radiazione corrispondente alla transizione fra due livelli iperfini dello stato fondamentale dell’atomo di Cesio 133;
  • kilogrammo(kg), è l’unita di massa; esso e pari alla massa del prototipo internazionale del kilogrammo≫ prototipo realizzato in platino iridio nel 1889 e conservato a Sevres;
  • ampere(A), è l’intensità di una corrente elettrica costante che, mantenuta in due conduttori paralleli rettilinei di lunghezza infinita, di sezione circolare trascurabile, posti alla distanza di un metro l’uno dall’altro nel vuoto, produrrebbe fra questi conduttori una forza uguale a 2 x 10-7 newton su ogni metro di lunghezza;
  • kelvin(K), unità di temperatura termodinamica, è la frazione 1/273,16 della temperatura termodinamica del punto triplo dell’acqua;
  • mole(mol), è la quantità di sostanza di un sistema che contiene tante entità elementari quanti sono gli atomi in 0,012 kg di Carbonio 12. Quando si usa la mole, le entità elementari devono essere specificate; esse possono essere atomi, molecole, ioni, elettroni, altre particelle, oppure raggruppamenti specificati di tali particelle;
  • candela(cd), è l’intensità luminosa, in una data direzione, di una sorgente che emette una radiazione monocromatica di frequenza 540×1012 hertz e la cui intensità energetica in tale direzione è 1/683 watt allo steradiante.
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Fig.1: le 7 unità fondamentali

Sono alcune delle grandezze derivate del SI:

  • area, l’unità di misura adottata è il metro quadrato (m2);
  • volume, l’unità di misura adottata è il metro cubo (m3);
  • velocità, l’unità di misura è il metro al secondo (m/s);
  • accelerazione, l’unità di misura è il metro al secondo quadrato (m/s2);
  • densità di corrente elettrica, l’unità di misura è ampere al metro quadro (A/m2);
  • Intensità di campo elettrico, l’unità di misura è volt al metro (V/m);
  • Resistività elettrica, l’unità di misura è ohm per metro (Ω·m).
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Fig.2: Diagramma delle relazioni tra le unita SI (dal NIST)

Spesso il progettista, soprattutto in elettronica, si trova a dover rappresentare grandezze molto grandi o molto piccole rispetto alle unità di misura, in questi casi il SI raccomanda di usare un prefisso che moltiplica (multiplo) o divide (sottomultiplo) l’unità di misura. Di seguito sono elencati i prefissi dei sottomultipli e dei multipli autorizzati dal SI, da notare che i sottomultipli dell’unità di misura devono essere scritti con lettere minuscole, mentre i multipli dell’unita di misura devono essere scritti con lettere maiuscole ad eccezione del kilo (k):

SOTTOMULTIPLI MULTIPLI
Prefisso Simbolo Nome Prefisso Simbolo Nome
10-18 a atto 1018 E exa
10-15 f femto 1015 P peta
10-12 p pico 1012 T tera
10-9 n nano 109 G giga
10-6 μ micro 106 M mega
10-3 m milli 103 k kilo

Qualora si debba ricorrere alla rappresentazione di una informazione caratterizzata da una determinata approssimazione, per convenzione si può indicare in modo esplicito, cioè riportando il valore più probabile seguito dal valore dell’incertezza come variazione in più o in meno, ad esempio F = 50 ± 0,5 Hz indica una frequenza il cui valore può essere compreso tra 49,5 e 50,5 Hz. Non esiste una convenzione generale per i simboli da usare per le grandezze, tranne per le unità fondamentali e derivate, essi dipendono molto dal contesto in cui vengono impiegati, è comunque buona norma attenersi alle seguenti regole generali:

  • scegliere per una data grandezza un simbolo che non provochi ambiguità con altri simboli scelti per altre grandezze o con i simboli delle unità di misura;
  • una volta scelto un simbolo per una grandezza non deve essere più cambiato nello stesso contesto.

Dal 1° gennaio 2010 in seguito al DM del 29 ottobre 2009, le seguenti grandezze non sono più ammesse legalmente:

  • quintale (q) sostituito da 100 kg;
  • atmosfera (atm) sostituita da 101.325 Pa;
  • cavallo vapore (CV) sostituito da 735,499 W;
  • caloria (cal) sostituita da 4,1868 J;
  • kilogrammo-forza (kgf) sostituito da 9,80665 N.

Alcune regole

Ai fini di una giusta interpretazione delle informazioni relative alle prescrizioni di progetto, la corretta scrittura dei nomi e dei simboli delle grandezze fisiche risulta di fondamentale importanza per il progettista. Di seguito si riportano le regole più importanti del SI riguardanti la scrittura delle grandezze, dei nomi e dei simboli delle unità; esse sono valide in generale, cioè anche per le unità che non appartengono al SI:

– Il SI stabilisce come unità di misura della temperatura il kelvin (K) e il grado Celsius (°C), pertanto una temperatura può essere espressa sia in kelvin che in gradi Celsius, la relazione che lega i due valori è la seguente: temperatura in gradi Celsius (t) = temperatura in kelvin (T) – 273,15. L’unità di temperatura si chiama kelvin non grado kelvin, mentre il simbolo °C si riferisce al grado Celsius e non più al grado centigrado che ormai è stato abbandonato;

– Nel caso di espressioni numeriche, i simboli delle unità di misura devono essere scritti in carattere normale, mentre i simboli delle grandezze possono essere scritti in carattere corsivo. Nello specifico quelle costanti nel tempo si indicano con simboli corsivi maiuscoli, mentre quelle variabili nel tempo si indicano con simboli corsivi minuscoli. In questo modo si evita confusione quando la stessa lettera è usata sia per la grandezza che per la sua unità di misura, ad esempio scrivendo: (corsivo) = 12 V si intende in modo inequivocabile, che si tratta di una tensione continua del valore di dodici volt, invece se si scrive: (corsivo) = 12 V si intende in modo inequivocabile, che si tratta di una tensione alternata di dodici volt, per cui non devono essere assolutamente usate le incomprensibili sigle: c.c., c.a., cc, ca, CC, CA, ecc;

– I nomi delle unità di misura vanno sempre scritti con la lettera iniziale minuscola, privi di accenti o di altri segni grafici, eccetto quando il nome è la prima parola di una frase, fa eccezione l’unità grado Celsius;

– I nomi delle unità di misura, se derivano da un nome proprio, sono invariati al plurale;

– L’unità di misura se non e accompagnata dal valore numerico, deve essere scritta per esteso e non con il simbolo, fatta eccezione per i disegni, prospetti, ecc.;

– Nelle elaborazioni numeriche, per evitare errori, si raccomanda l’uso delle unità SI e non dei loro multipli o sottomultipli, tuttavia per esprimere i dati di elaborazioni numeriche o di misurazioni ove le cifre significative siano poche, è possibile usare quel suo multiplo o sottomultiplo che dia luogo a valori numerici che comprendano soltanto le cifre significative. Ad esempio invece di scrivere 0,00282 m  è preferibile scrivere 2,82 mm; invece di scrivere 0,000348 m3 è preferibile scrivere 348 mm3; invece di scrivere 2 000 000 Hz è preferibile scrivere 2 GHz; invece di scrivere 0,0035 A è preferibile scrivere 3,5 mA. Si può derogare da questa raccomandazione quando si ritiene necessario utilizzare, in un determinato contesto, un’unica grandezza di misura al fine di evitare eventuali ambiguità ed incomprensioni;

– I simboli vanno sempre scritti con la lettera iniziale minuscola, tranne quelli derivanti da nomi propri;

– Il simbolo non deve essere seguito da un punto, salvo che si trovi a fine periodo;

– Il simbolo deve sempre seguire il valore numerico;

– Il simbolo del multiplo o del sottomultiplo deve precedere il simbolo dell’unità di misura senza l’interposizione di un punto o di uno spazio;

– Il prefisso kilo (k) deve essere minuscolo, la lettera K maiuscola indica la temperatura in kelvin;

– Il prodotto di due o più unità va indicato con un punto a metà altezza o con un piccolo spazio tra i simboli;

– Il prodotto di una unita per se stessa n volte, va indicato con una potenza dell’unità e non con abbreviazioni ad esempio m2 non mq o Mq oppure m3 non mc o Mc;

– Il quoziente tra due unità va indicato con una barra obliqua o con esponenti negativi;

– I simboli di ora, minuto, secondo devono essere rispettivamente h, min, s;

– I simboli monetari precedono il numero al quale si riferiscono;

– La separazione fra numeri interi e decimali deve essere effettuata utilizzando la virgola (è ammesso il punto per i testi in lingua inglese), sia a sinistra della virgola (parte intera), sia a destra della virgola, i numeri possono essere raggruppati in gruppi di tre cifre separati tra loro da uno spazio leggermente superiore allo spazio tra le cifre, i numeri raggruppati non possono essere mai separati da punti;

– Gli elementi che costituiscono una data in forma esclusivamente numerica devono essere scritti nell’ordine seguente: anno (4 cifre) – mese (2 cifre) – giorno(2 cifre);

– I coefficienti (numero di atomi nella molecola) nei simboli dei composti chimici, si scrivono in basso a destra del simbolo dell’elemento al quale si riferiscono;

– Tra un numero e una potenza del 10 va inserito solo un punto a mezza altezza, mentre tra i simboli letterali è possibile inserire o un punto a mezza altezza o uno spazio.

Alcuni esempi di rappresentazione delle unità di misura:

CORRETTO ERRATO
230 V  –  duecentotrenta volt 230 volt  –  V 230  –  duecentotrenta volts
v (corsivo) = 230 V ± 10% Vca 230 ± 10%  –  Vac 230 ± 10%  –  230 Vac ± 10%
V(corsivo) = 24 V ± 5% Vcc 24 ± 5%  –  VCC 24 ± 5%  –  24 Vcc ± 5%
50 Hz  –  cinquanta hertz 50 hz  –  cinquanta Hz  –  Hz 50
16    A  –  sedici ampere 16 ampere  –  16 Amp  –   sedici amperes
6 kA  –  sei kiloampere 6 KA  –  6 ka  –  kA 6  –  sei Kiloampere
3 kW  –  tre kilowatt 3 KW  –  tre kWatt  –  3 Kw  –  kW 3
6 kWh  –  sei kilowattora 6 KWH  –  sei kiloWattora  –  kWh 6  –  6 kilowattora
10 kΩ  –  dieci kilohm 10 KΩ  –  10 kiloΩ  –  3 kilohm  –  kΩ 10
10 MΩ  –  dieci megaohm 10 Mohm  –  MΩ 10  –  10 megaohm
10 μF  –  dieci microfarad 10 microfarads  –  μF 10  –  dieci μF
6 S  –  sei siemens S 6  –  sei Siemens  –  sei S  –  6 s
5 °C  –  cinque gradi Celsius 5°  –  5 gradi °C  –  °C 4
2 Pa  –  due pascal  Pa 2  –  due Pascal  –  due pa
4 N  –  quattro newton N 4  –  4 newton  –  quattro N
80 m  –  ottanta metri 80 mt  –  m 80  –  80 metri lineari  –  Mt 80
4 m2  –  quattro metri quadrati 4 mq  –  m2 4  –  4 metri quadrati
9 m3  –  nove metri cubi 9 mc  –  9 metri cubi  –  m3 9
8 lx  –  otto lux 8 lux  –  otto lx  –  lx 8
5 s  –  cinque secondi 5 sec  –  s 5  –  5 s.  –  5 secondi
8 min  –  otto minuti 8 min.  –  otto min  –  min 8
2 h  –  due ore 2 H  –  2 ore  –  h 2  –  ore 2
2 kg  –  due kilogrammi 3 Kg  –  tre kili  –  kg 3  –  il peso è di tre kilogrammi
2014-03-26  –  26 marzo 2014 26-03-2014  –  26-3-14  –  2014-3-9
€ 500  –  $ 400 500 €  –  400 $

                              2 500  –  3 235 436                                          2.500  –  2500  –  3.235.436  –  3235436

BrunoOrsini

Mi occupo di progettazione e consulenza di impianti elettrici ed elettronici, in particolare di impianti di trasmissione e ricezione a radio frequenza.

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