Uno strumento di misura può essere preciso, correttamente dimensionato e perfettamente adatto all’applicazione, ma fornire comunque valori poco affidabili se viene installato in modo non corretto. Negli impianti elettrici e industriali, infatti, la qualità della misurazione dipende non soltanto dalle caratteristiche dello strumento, ma dall’intero sistema nel quale viene inserito: collegamenti, cablaggi, trasformatori di misura, alimentazione, disturbi elettromagnetici e configurazione sono tutti elementi che possono influire sul risultato.
Gli errori nell’installazione degli strumenti di misura non provocano necessariamente un guasto evidente. In molti casi il dispositivo continua a funzionare e a visualizzare dati apparentemente plausibili, rendendo più difficile individuare il problema. Una lettura alterata di pochi punti percentuali, un segnale instabile o un valore che cambia in determinate condizioni operative possono quindi essere interpretati erroneamente come fenomeni reali dell’impianto.
Conoscere gli errori più frequenti permette di prevenirli già durante la progettazione e il cablaggio del sistema di misura.
1. Scegliere uno strumento non adeguato alla grandezza da misurare
Il primo errore può verificarsi ancora prima dell’installazione vera e propria. Uno strumento deve essere scelto considerando la grandezza elettrica interessata, il campo di misura previsto, il tipo di segnale disponibile e le caratteristiche dell’impianto.
Installare uno strumento con un campo di misura poco adatto può ridurre significativamente la qualità delle informazioni ottenute. Un range eccessivamente ampio rispetto ai valori normalmente presenti nell’impianto, per esempio, può rendere meno efficace l’utilizzo della risoluzione disponibile; al contrario, valori superiori al campo previsto possono portare a saturazione, indicazioni fuori scala o condizioni operative non corrette.
Lo stesso principio vale per la tipologia di ingresso. Segnali in tensione, corrente continua, segnali di processo come 0-20 mA o 4-20 mA, uscite provenienti da trasformatori di misura e altre grandezze richiedono ingressi e configurazioni compatibili.
La corretta installazione inizia quindi dalla verifica delle specifiche tecniche dello strumento e dalla loro corrispondenza con le caratteristiche effettive del circuito.
2. Non rispettare lo schema di collegamento
Uno degli errori apparentemente più semplici è anche uno dei più insidiosi: collegare lo strumento senza seguire attentamente lo schema previsto dal produttore.
La presenza di morsetti apparentemente simili non significa che possano essere utilizzati indifferentemente. Alimentazione ausiliaria, ingresso di misura, uscite analogiche, contatti, comunicazioni digitali e collegamenti verso eventuali trasformatori devono essere distinti correttamente.
Un’inversione dei collegamenti può produrre valori con segno errato, letture incoerenti o il mancato funzionamento della misura. In altri casi può esporre gli ingressi dello strumento a condizioni elettriche per le quali non sono stati progettati.
Prima della messa in servizio è quindi opportuno verificare la corrispondenza tra schema elettrico dell’impianto, morsettiera dello strumento e documentazione tecnica. Questa verifica diventa ancora più importante nei quadri complessi, dove numerosi conduttori possono essere concentrati in spazi ridotti.
3. Commettere errori nel collegamento dei trasformatori amperometrici
Quando la corrente non viene misurata direttamente ma attraverso un trasformatore amperometrico, comunemente indicato anche come TA, l’installazione del trasformatore diventa parte integrante della catena di misura.
Rapporto di trasformazione, verso di inserzione e collegamento tra secondario e strumento devono essere coerenti con il progetto. Un rapporto configurato in modo errato può generare valori che sembrano perfettamente stabili ma che non rappresentano la corrente reale presente nel circuito.
Anche il verso del trasformatore può assumere particolare importanza nelle applicazioni in cui vengono considerate direzione dei flussi, potenza ed energia. Un’installazione con polarità non coerente può influenzare il segno o il calcolo delle grandezze derivate.
Un altro aspetto fondamentale riguarda il circuito secondario del trasformatore amperometrico. Le indicazioni del produttore e le procedure di sicurezza previste per il dispositivo utilizzato devono essere rispettate rigorosamente, evitando interventi o configurazioni non previste durante il funzionamento dell’impianto.
4. Trascurare la sezione, la lunghezza e il percorso dei cavi
Il cablaggio non è soltanto un mezzo per trasportare il segnale dallo strumento al punto di misura. Fa parte del sistema e, in alcune applicazioni, può influire direttamente sul risultato.
Lunghezza dei conduttori, sezione, resistenza complessiva e caratteristiche elettriche del collegamento devono essere considerate in funzione del tipo di segnale utilizzato. Particolare attenzione è necessaria quando si lavora con segnali di basso livello o quando il sensore e lo strumento sono installati a notevole distanza.
Anche il percorso dei cavi è importante. Far viaggiare i conduttori di segnale insieme a linee di potenza, alimentazioni di motori, inverter o altri circuiti caratterizzati da elevate commutazioni può aumentare la probabilità che disturbi elettrici vengano accoppiati ai segnali di misura.
Il risultato può manifestarsi sotto forma di valori instabili, oscillazioni, picchi o variazioni che non corrispondono al reale comportamento della grandezza monitorata.
5. Ignorare i disturbi elettromagnetici
Gli ambienti industriali possono essere caratterizzati dalla presenza di numerose sorgenti di interferenza elettromagnetica. Motori, convertitori di frequenza, contattori, alimentatori switching, sistemi di potenza e cablaggi ad alta corrente possono generare disturbi capaci di interferire con circuiti elettronici sensibili.
La compatibilità elettromagnetica non dipende quindi soltanto dalle caratteristiche del singolo dispositivo: anche il modo in cui apparecchiature e cablaggi vengono installati contribuisce al comportamento complessivo del sistema.
Separazione tra cavi di potenza e segnale, corretta gestione delle schermature, collegamenti equipotenziali, messa a terra e disposizione dei componenti devono essere valutati in funzione dell’impianto e delle indicazioni tecniche applicabili.
Un errore frequente consiste nel cercare la causa di una misura instabile esclusivamente nello strumento. Prima di sostituire il dispositivo è invece utile verificare se le anomalie cambiano, per esempio, in corrispondenza dell’avviamento di un motore, dell’attivazione di un inverter o di altre condizioni operative dell’impianto. La relazione temporale tra disturbo e comportamento della misura può fornire indicazioni importanti durante la diagnosi.
6. Gestire in modo scorretto schermature e messa a terra
Schermature e collegamenti a terra sono spesso considerati elementi secondari del cablaggio, ma nelle installazioni elettroniche e nei sistemi di misura possono contribuire in modo determinante alla qualità del segnale e alla sicurezza complessiva.
Una schermatura installata senza seguire le indicazioni previste per il sistema può non svolgere correttamente la propria funzione. Allo stesso modo, collegamenti a terra realizzati senza valutare l’architettura dell’impianto possono favorire differenze di potenziale o percorsi indesiderati delle correnti.
Non esiste una regola universale applicabile indiscriminatamente a ogni strumento e a ogni impianto. Il metodo corretto dipende dal tipo di segnale, dall’apparecchiatura utilizzata, dall’ambiente elettromagnetico e dalle indicazioni del costruttore.
Per questo motivo è preferibile evitare soluzioni basate esclusivamente sull’abitudine e verificare sempre la documentazione tecnica relativa ai dispositivi installati.
7. Configurare parametri diversi da quelli reali dell’impianto
Gli strumenti digitali e gli analizzatori moderni consentono spesso di configurare numerosi parametri. Questa flessibilità permette di adattare un dispositivo a differenti applicazioni, ma introduce anche una possibile fonte di errore.
Un rapporto di trasformazione sbagliato, una scala non corretta, un tipo di ingresso differente da quello effettivamente collegato o parametri di rete impostati in modo non coerente possono alterare l’informazione visualizzata senza produrre necessariamente un messaggio di errore.
Questo è uno degli aspetti più delicati perché il dato può apparire tecnicamente credibile. Se, per esempio, lo strumento riceve correttamente il segnale ma applica un rapporto di trasformazione diverso da quello del trasformatore installato, la lettura può essere stabile e ripetibile ma numericamente errata.
Dopo l’installazione è quindi utile confrontare la configurazione memorizzata nello strumento con i dati di progetto e con le caratteristiche dei componenti effettivamente presenti nel quadro.
8. Non considerare le condizioni ambientali
Temperatura, umidità, polvere, vibrazioni, ventilazione e caratteristiche dell’involucro nel quale lo strumento viene installato possono influire sull’affidabilità nel tempo.
Uno strumento destinato al montaggio a pannello deve essere utilizzato nelle condizioni previste dalla relativa documentazione tecnica. Installarlo in prossimità di componenti che sviluppano molto calore oppure in un quadro con ventilazione insufficiente può creare condizioni operative differenti da quelle considerate in fase di progetto.
Anche la disposizione fisica merita attenzione. Nei quadri particolarmente compatti non dovrebbe essere valutata soltanto la possibilità di far entrare tutti i componenti disponibili: occorre considerare accessibilità dei morsetti, dissipazione termica, percorso dei cavi e possibilità di effettuare verifiche e manutenzione.
9. Trascurare alimentazione e protezioni
Molti strumenti elettronici necessitano di un’alimentazione ausiliaria. Utilizzare valori non compatibili con quanto previsto, ignorare eventuali indicazioni relative alla polarità oppure sottovalutare la qualità dell’alimentazione può compromettere il funzionamento del dispositivo.
In presenza di reti industriali complesse possono inoltre verificarsi sovratensioni transitorie e altri fenomeni elettrici che devono essere considerati nella progettazione dell’impianto e nella scelta delle relative protezioni.
La sicurezza degli strumenti di misura non può infatti essere separata da quella del circuito nel quale vengono inseriti. Isolamento, protezione, categoria di misura quando applicabile e caratteristiche nominali devono essere compatibili con le condizioni previste.
Installare uno strumento soltanto sulla base della grandezza che deve visualizzare, senza considerare l’ambiente elettrico nel quale dovrà funzionare, significa analizzare solo una parte del problema.
10. Saltare il controllo dopo l’installazione
Terminare il cablaggio e verificare che il display si accenda non significa avere completato il sistema di misura.
La fase di messa in servizio dovrebbe comprendere un controllo della coerenza delle letture. I valori osservati devono essere compatibili con ciò che ci si aspetta dall’impianto e, quando possibile, possono essere confrontati con grandezze note o con strumenti di riferimento adeguati.
Particolare attenzione meritano valori apparentemente anomali ma non chiaramente impossibili. Una tensione completamente assente dove dovrebbe essere presente porta immediatamente a cercare un problema; uno scostamento moderato, invece, può passare inosservato e rimanere nel sistema per molto tempo.
È utile verificare il comportamento della misura anche in differenti condizioni operative. Una lettura corretta a impianto fermo o con carico ridotto non garantisce necessariamente che il sistema mantenga lo stesso comportamento quando entrano in funzione apparecchiature di potenza o cambiano le condizioni elettriche.
Un dato sbagliato può sembrare perfettamente credibile
L’aspetto più insidioso degli errori di installazione è proprio questo: uno strumento può funzionare apparentemente bene e misurare male.
Un collegamento errato, un rapporto di trasformazione configurato in modo non corretto, un’interferenza sul segnale o un problema nel cablaggio non producono sempre valori palesemente assurdi. Possono generare numeri coerenti tra loro, visualizzati con regolarità e quindi facilmente considerati attendibili.
Questo diventa particolarmente importante quando i dati vengono utilizzati da sistemi di supervisione, automazione o monitoraggio energetico. In queste applicazioni il valore non rimane soltanto sul display dello strumento: può essere registrato, confrontato nel tempo, utilizzato per calcolare consumi o trasferito ad altri sistemi di controllo.
Un errore iniziale nella catena di misura può quindi propagarsi a tutte le elaborazioni successive.
Come ridurre gli errori nell’installazione degli strumenti di misura
Una buona installazione nasce dall’analisi dell’intera catena di misura. Non è sufficiente scegliere un dispositivo con un’adeguata classe di precisione se poi il segnale arriva allo strumento attraverso collegamenti non corretti o viene interpretato utilizzando parametri sbagliati.
Prima della messa in servizio è opportuno verificare la compatibilità dello strumento con la grandezza da misurare, lo schema di collegamento, gli eventuali rapporti dei trasformatori, la configurazione, l’alimentazione, il percorso dei cablaggi e le condizioni ambientali. Il controllo finale delle letture completa questa verifica e consente di individuare eventuali anomalie prima che il dato venga utilizzato nei processi aziendali.
FC Misure sviluppa e produce strumenti elettronici per la misura di grandezze elettriche, tra cui trasformatori amperometrici e voltmetrici, shunt, trasduttori, strumenti da pannello e analizzatori di rete destinati alle applicazioni industriali. La scelta del dispositivo corretto e la sua corretta integrazione nell’impianto sono due aspetti strettamente collegati: entrambi contribuiscono alla disponibilità di dati affidabili per il controllo e il monitoraggio.
La precisione della misura inizia dall’installazione
La precisione dichiarata di uno strumento rappresenta una caratteristica fondamentale, ma deve essere inserita all’interno di un sistema progettato e installato correttamente. Cablaggio, trasformatori di misura, configurazione, interferenze, alimentazione e condizioni ambientali possono incidere sulla qualità del risultato finale.
Per questo motivo, quando una misura appare incoerente o instabile, non bisogna considerare automaticamente lo strumento come l’unica possibile causa. Analizzare l’intera catena di misura permette spesso di individuare problemi che altrimenti potrebbero rimanere nascosti.
Prestare attenzione all’installazione significa quindi non soltanto ridurre il rischio di guasti, ma soprattutto fare in modo che il dato ottenuto rappresenti realmente la grandezza che si desidera conoscere. In un sistema di misura industriale, infatti, l’affidabilità delle decisioni dipende prima di tutto dall’affidabilità delle informazioni raccolte.
