Ricerca e sviluppo

Progetti europei nell’ambito dei programmi EMRP ed EMPIR

Siamo particolarmente orgogliosi del nostro lavoro attivo nell’ambito del Programma europeo per la ricerca e l’innovazione metrologica (EMRP) e del Programma metrologico europeo per l’innovazione e la ricerca (EMPIR). Entrambi i programmi rappresentano la più grande iniziativa di ricerca metrologica in Europa fino ad oggi. Sotto i suoi auspici, gli istituti nazionali di metrologia (NMI) uniscono le loro capacità di ricerca per progetti di ricerca all’avanguardia, con finanziamenti forniti sia dalla Commissione europea che dai Paesi partecipanti.

Fino ad oggi abbiamo partecipato ai seguenti progetti di ricerca europei:

• Come primo laboratorio in Slovenia, abbiamo ottenuto fondi dalla prima fase del programma, quando è stato istituito un programma di ricerca ponte chiamato ERA-NET plus. Questo è stato il primo progetto europeo di questo tipo, per il quale l’UE stanzia 1/3 di tutti i fondi, mentre i Paesi partecipanti ne contribuiscono i restanti 2/3.
• La metrologia per l’efficienza energetica (Bando EMPR, 2010–2013): Il progetto ha affrontato (i) lo sviluppo di nuove capacità, la riduzione dell’incertezza di misura e la selezione di nuovi materiali per convertitori termoelettrici, (ii) nuove capacità per valutare le proprietà e le capacità dei convertitori di energia vibrante come i convertitori piezoelettrici, (iii) metodi specifici di misurazione delle conversioni e modelli di previsione dell’efficienza per uso commerciale, (iv) misurazione delle grandezze elettriche nei dispositivi di generazione di energia, e (v) nuovi approcci per la stima dei dispositivi di generazione di energia micrometrica e nanometrica. Partner: PTB, NPL, LNE, VTT, INRiM, CMI, SIQ
• La metrologia nelle reti elettriche intelligenti (bando EMPR, SmartGrid, ENG04, 2010–2013): Nell’ambito del progetto, abbiamo partecipato alla produzione di (i) resistori di corrente di precisione, e allo (ii) sviluppo di un metodo numerico per misurare la potenza basato sul campionamento. Abbiamo svolto un ruolo particolarmente importante nello sviluppo del metodo numerico di misura della potenza basato sul campionamento, dove abbiamo assunto il ruolo di uno dei laboratori leader in base alla distribuzione dei compiti. Partner: NPL, PTB, SP, VSL, LNE, INRiM, CEM, CMI, EIM, INM-RO, LCOE, METAS, VTT, SMD, SMU, TRESCA, UME, SIQ
• Lo standard quantistico per misurazioni elettriche basate sul campionamento (bando EMPR, Q-Wave, 2013–2016): Nell’ambito di questo progetto, abbiamo sviluppato un sistema di misura basato sull’effetto Josephson, progettato per tarare dinamicamente l’ultima generazione di convertitori analogico-digitali secondo gli standard IEC e IEEE. Le attività del progetto hanno anche migliorato le tecniche di elaborazione del segnale digitale, valutato i contributi delle incertezze di misurazione e fornito misurazioni dirette e tracciabili. Partner: CEM, CMI, INRIM, JV, METAS, MIKES, NPL, PTB, RISE, UME, VSL, SIQ
• Metodi di test EMC avanzati in ambienti industriali (bando EMPR, IND60, 2013–2016): Il progetto ha migliorato i metodi di prova esistenti nel campo EMC, ha sviluppato nuovi metodi e ha sviluppato dispositivi di riferimento per la verifica dei test e li ha collegati agli standard. Partner: CMI, INTA, LNE, METAS, RISE, UME, VSL, SIQ
• Strumenti di misurazione per stabilità e qualità nelle reti intelligenti (bando EMPR, SmartGridII, 2014-2017): Il progetto ha riguardato molte aree relative alle reti intelligenti, alla qualità dell’elettricità, cioè Power quality PQ e misuratori di fasore, in inglese phasor measurements units PMUs: (i) tipi di disturbi e loro origine, (ii) propagazione dei disturbi attraverso la rete e fonte di errori, (iii) impedenza di rete e risonanza del sistema, (iv) misuratori PMU nella rete, (v) taratura dinamica di misuratori PMU, (vi) taratura misuratori PMU fuori da laboratorio, (vii) caratterizzazione di misuratori PMU e convertitori PQ, (viii) correzione di segnali digitalizzati, e (ix) standardizzazione. Nell’ambito del progetto si è lavorato allo sviluppo di vari algoritmi per misuratori PMU e alla valutazione dell’accuratezza nel determinare i parametri dei vari segnali di base in presenza di interferenza. Partner: CMI, EIM, IMBiH, INM-RO, INRIM, LNE, METAS, VTT MIKES, NPL, RISE, SMU, TRESCAL, VSL, SIQ
• Uso più accessibile degli standard di tensione CA quantistica (bando EMPIR, ACQ-PRO, 2015–2018): L’obiettivo principale del progetto è fornire l’accesso alle tensioni CA quantistiche degli standard agli Istituti Nazionali di Metrologia (NMI) e agli Istituti Designati (DI) interessati, che attualmente hanno un accesso limitato a tali apparecchiature. L’aumento del numero di NMI che utilizzano gli standard di tensione quantistica CA consente una maggiore diversità di ricerca e sviluppo in un’ampia gamma di specifiche applicazioni industriali di ingegneria elettrica. Allo stesso tempo, il progetto consente il miglioramento delle capacità di taratura dei laboratori, poiché gli standard di tensione quantistica CA hanno un impatto su circa il 70 % delle attività di taratura degli istituti metrologici. Partner: BEV, CEM, CMI, FER-PEL, GUM, INRIM, IPQ, JV, NPL, PTB, UME, SIQ
• Sviluppo delle capacità di misura nel campo RF e microonde (bando EMPIR, RF&MW, 2016–2019): Lo scopo principale del progetto era aumentare la capacità di misurazione e le competenze nel campo dei dispositivi a microonde nei Paesi EURAMET, che hanno meno esperienza in questo campo, poiché questa è la base per un’efficace cooperazione in nuove sfide tecniche in questo campo di ricerca in rapida evoluzione. Gli obiettivi prefissati sono stati raggiunti attraverso il trasferimento di conoscenze teoriche e pratiche tra i partner del progetto, nonché combinando le competenze per migliorare l’affidabilità e la precisione nel campo della metrologia RF e microonde. Le capacità sviluppate forniscono alle aziende europee gli strumenti chiave per garantire la qualità dei prodotti, aumentare la fiducia degli utenti finali e promuovere l’innovazione. Partner: CMI, GUM, INTA, METAS, RISE, UME, SIQ
• Tracciabilità delle misure di qualità della rete elettrica (bando EMPIR, TracePQM, 2016–2019): Nell’ambito di questo progetto, abbiamo sviluppato un nuovo sistema per misurare la potenza e la qualità dell’elettricità, che è disponibile gratuitamente per tutte le parti interessate in Europa, quindi non è necessario che i singoli laboratori sviluppino un sistema simile in parallelo. Un sistema sviluppato con successo consente un’implementazione più rapida delle fonti di energia rinnovabile in Europa. Il progetto consisteva in cinque pacchetti di lavoro: (i) sviluppo hardware e (ii) sviluppo software, (iii) pubblicazione di buone pratiche di misurazione e istruzioni per l’uso del sistema sviluppato, (iv) sviluppo di strategie di misurazione della qualità dell’energia elettrica per tutti i partner del progetto, e (v) trasferimento di conoscenze. Partner: BIM, CEM, CMI, FER-PEL, IMBiH, INRIM, JV, LNE, METROSERT, NSAI NML, RISE, UME, SIQ
• Metrologia per stazioni di misura digitali nel sistema elettrico (bando EMIR, 21NRM02, 2022–2025): Nelle stazioni di misura della rete elettrica i contatori digitali stanno sostituendo sempre più quelli analogici (norme IEC 61850 e IEC 61869). Per supportare l’industria energetica, il progetto fornirà le soluzioni attualmente mancanti per la taratura e per un’adeguata sincronizzazione temporale di nuovi tipi di contatori nelle stazioni digitali, ad es. apparecchiature di campionamento, come unità di fusione autonome (in inglese stand-alone merging units, SAMU), per trasformatori di misura digitali e ponti di misura per trasformatori. Gli obiettivi principali del progetto sono (i) sviluppare e tarare sistemi di riferimento (hardware) per la taratura delle apparecchiature di campionamento in conformità con i nuovi requisiti delle norme di recente emanazione, (ii) sviluppare software per controllare le impostazioni, per controllare la manipolazione di pacchetti di dati campionati, per sviluppare nuovi approcci all’elaborazione dei dati e alla stima dell’incertezza, (iii) sviluppare reti di comunicazione e temporali che trasmetteranno i dati campionati e forniranno un’adeguata sincronizzazione temporale per i dispositivi commerciali basati sul protocollo PTP (Precision Time Protocol) e stabilire una connessione tracciabile tra PTP e 1 PPS (Pulse-Per-Second), (iv) fornire dati, metodi, linee guida e raccomandazioni per IEC TC 38, e (v) contribuire allo sviluppo delle norme del comitato tecnico IEC TC 38 (cioè Instrument Transformers). Partner: VTT, CMI, GUM, JV, Metrosert, RISE, VSL, CIRCE, LeftRight, L ITR, OMICRON, Statnett, SIQ

In tutti i progetti di cui sopra, collaboriamo con una serie di Istituti Metrologici Nazionali Europei (NMI) riconosciuti, Istituti Designati (Designated Institute, DI), università e partner industriali che lavorano nel campo della metrologia:

• Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen BEV, Austria
• Bulgarian Institute of Metrology BIM, Bulgaria
• Centro Español de Metrología CEM, Spain
• Fundación Circe Centro de investigación de recursos y consumos energéticos CIRCE, Spain
• Czech Metrology Institute CMI, Czech
• Hellenic Institute of Metrology EIM, Greece
• Faculty of Electrical Engineering and Computing – Primary Electromagnetic Laboratory FER-PEL, Croatia
• Glowny Urzad Miar GUM, Poland
• Institute of Metrology of Bosnia and Herzegovina IMBiH, Bosnia and Herzegovina
• Institutul National De Metrologie INM-RO, Romania
• Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica INRiM, Italy
• Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial INTA, Španija
• Instituto Português da Qualidade IPQ, Portugal
• Justervesenet JV, Norvey
• Electrical Engineering Official Central Laboratory LCOE, Spain
• Left Right, razvoj naprednih rešitev LeftRight, Slovenia
• Sieć Badawcza ŁUKASIEWICZ – Instytut Tele- i Radiotechniczny L-ITR, Poland
• Laboratoire national de métrologie et d’essais LNE, France
• Federal Institute of Metrology METAS, Switzerland
• METROSERT, Estonia
• National Physical Laboratory NPL, Great Britany
• National Metrology Laboratory NSAI, Ireland
• Omicron electronics GmbH OMICRON, Austria
• Physikalisch-Technische Bundesanstalt PTB, Germany
• Swedish Research Creating Sustainable Growth RISE, Sweden
• DG Quality and Safety, Metrology Division SMD, Belgium
• Slovak Institute of Metrology SMU, Slovakia
• Statnett, Norway
• Trescal, Denmark
• Turkiye Bilimsel Ve Teknolojik Arastirma Kurumu TUBITAK, Turkey
• The Dutch National Metrology Institute VSL, Netherlands
• Centre for Metrology VTT MIKES, Finland

Siamo anche coinvolti nella Rete Metrologica Europea (in inglese European Metrology Network, EMN) per le reti intelligenti (in inglese Smart Grids), che è un punto di contatto comune per l’intera Europa e fornisce supporto a tutte le parti interessate alle sfide metrologiche nel campo delle reti intelligenti. In particolare, la EMN per le reti elettriche intelligenti fornisce supporto per la standardizzazione, le valutazioni, e la ricerca e sviluppo nello sviluppo e nell’attuazione di strategie per le reti intelligenti nei singoli Paesi. Promuovendo un’infrastruttura di misurazione affidabile e robusta per le reti intelligenti, la EMN aiuta l’Europa a raggiungere i propri obiettivi di sostenibilità e mitigazione dei cambiamenti climatici e sostiene i sistemi elettrici del futuro.

Partecipazione a comitati tecnici

In qualità di detentori di norme nazionali, partecipiamo anche al Comitato Tecnico per l’Elettricità e il Magnetismo (in inglese Technical Committee for Electricity and Magnetism, TC-EM) e al Comitato Tecnico per il Tempo e la Frequenza (in inglese Technical Committee for Time and Frequency, TC-TF):

• TC-EM: Sottocomitato per la Bassa Frequenza (in inglese Subcommittee Low Frequency, SCLF): Il sottocomitato affronta questioni tecniche relative alla metrologia nel campo delle grandezze elettriche, poiché questi argomenti sono importanti per supportare l’industria e i ricercatori e allo stesso tempo forniscono informazioni al comitato TC-EM. Il sottocomitato si occupa delle seguenti aree:
  • trasmissione AC/DC
  • tensione e corrente alternata, metrologia associata a segnali periodici
  • impedenza (R, L, C)
  • campi elettrici e magnetici (basse frequenze)
  • misure del materiale (basse frequenze)

• TC-EM: Il Sottocomitato per la Potenza e l’Energia (in inglese Subcommittee Power and Energy): Il sottocomitato si occupa delle seguenti aree:
  • potenza ed energia (senza area RF&MW)
  • alta tensione, convertitori di corrente, trasformatori di misura
  • misurazioni magnetiche

• TC-EM: Il Sottocomitato per la Radiofrequenza e le Microonde (in inglese Subcommittee Radiofrequency and Microwave): Il sottocomitato si occupa delle seguenti aree:
  • metrologia nel campo delle radiofrequenze e delle microonde
  • misure di tempo e frequenza
  • campi elettromagnetici
  • compatibilità elettromagnetica
  • metrologia nel campo THz

• Comitato Tecnico per il Tempo e la Frequenza (in inglese Technical Committee for Time and Frequency, TC-TF): Il Comitato Tecnico per il Tempo e la Frequenza (TC-TF) si occupa di questioni tecniche rilevanti per l’industria e la ricerca in questo campo. I principali argomenti trattati da TC-TF sono:
  • gli standard di frequenza
  • i confronti interlaboratorio nel campo del tempo e della frequenza
  • i fusi orari
  • la distribuzione del tempo di riferimento
  • i sistemi di misura del tempo e della frequenza
  • la metrologia relativa al tempo e alla frequenza nello spazio

Trasferimento di conoscenze e progetti industriali

Uno dei compiti fondamentali dell’Istituto di metrologia è anche il trasferimento di conoscenze metrologiche specifiche e di conoscenze più ampie nel campo della tecnologia di misura, del lavoro di laboratorio e della metrologia. Per questo scopo:

• conduciamo seminari e corsi di formazione nei settori della gestione delle apparecchiature di misura, preparazione per l’accreditamento, preparazione di procedure di misurazione e taratura, incertezza di misura, ecc.
• collaboriamo con i laboratori nella loro organizzazione, preparazione delle procedure di lavoro, attuazione degli audit interni
• consigliamo nell’acquisto di un nuovo strumento di misurazione
• ci occupiamo di progetti più complessi e troviamo soluzioni complete nel campo della tecnologia di misurazione, del controllo tecnico, ecc.
• sviluppiamo nuove procedure di misura, principi, strumenti di misurazione e standard

Alcuni progetti implementati legati all’industria:

• preparazione del laboratorio metrologico della società Metrel d.d. al processo di accreditamento,
• preparazione del laboratorio metrologico della società Elektro-Slovenija (ELES) d.o.o. al processo di accreditamento,
• elaborazione di un progetto di sincronizzazione dell’orologio della rete di telecomunicazioni e fornitura dell’orologio di riserva della norma nazionale di riferimento per orari e frequenze per la società ELES d.o.o.,
• preparazione del laboratorio metrologico della società ELEKTROSERVISI d.d. al processo di accreditamento,
• assistenza nella realizzazione delle procedure per l’ottenimento dell’accreditamento della società AMZS d.d. – PE Lubiana per la verifica dei tassametri,

Progetti di ricerca interni

Oltre ai summenzionati progetti di ricerca europei e progetti industriali, la SIQ ha anche in corso progetti di sviluppo interno volti allo sviluppo di nuove apparecchiature di misurazione e procedure di misurazione per soddisfare le esigenze dell’economia slovena. I metodi già sviluppati vengono migliorati, le incertezze di misura vengono migliorate e vengono costantemente sviluppate nuove procedure di taratura per la taratura accreditata di nuove grandezze. Il costante sviluppo dei servizi ha portato ad una delle più ampie gamme di taratura accreditate, che oggi comprende diverse grandezze, non solo nel campo delle grandezze elettriche e del tempo e della frequenza, ma anche molte altre.