Appunti delle lezioni di Tecniche e strumenti per la sperimentazione

APPROSSIMAZIONE

La misura di una grandezza, rilevata con qualsiasi strumento, non coincide mai con la misura reale effettiva: gli strumenti permettono di rilevare soltanto misure vicine o vicinissime alla misura reale. In pratica, pertanto, esistono soltanto misure approssimate, tanto più approssimate quanto più è accurato lo strumento o il procedimento adottato.

Al fine di ridurre al minimo l'approssimazione, si divide la grandezza unitaria in un certo numero di parti uguali, dette sottomultipli, e si prende una di esse come nuova unità di misura. Se anche questa non fosse contenuta esattamente nella grandezza misurata, si prende un suo ulteriore sottomultiplo.

La misura può essere approssimata per difetto o per eccesso. Per esempio, se l'unità di misura è contenuta fra 13 e 14 volte nella grandezza in esame, 13 sarà la misura per difetto e 14 quella per eccesso. In pratica l'approssimazione è presa per difetto, se la

parte che supera il valore minore è inferiore alla metà dell'unità di misura usata. L'approssimazione è presa per eccesso se la stessa parte è superiore alla metà della stessa unità di misura. Cioè quando la misura è compresa tra due misure devo o approssimare per eccesso o per difetto, non posso andare "a occhio" e dire che sta in mezzo.

IMPORTANTE: quando il valore della misura è costituito da un numero con la virgola, gli zeri, alla destra dell'ultima cifra significativa, in matematica sono cifre non significative. Invece sono significative in metrologia, perché stanno ad indicare l'approssimazione della misura, cioè quale è il più piccolo sottomultiplo dell'unità di misura considerato (la risoluzione dello strumento).

Strumenti di misura lineare per misurazioni miste

Il calibro a corsoio è lo strumento di misura lineare più impiegato in officina.

Per mezzo del calibro si possono rilevare misure di lunghezza esterne, interne e di profondità. Le misure eseguite con il calibro hanno un'approssimazione che può essere di 1/10, 1/20 o 1/50 di mm, a seconda del tipo di calibro. Il calibro azzerato si presenta con i becchi combacianti. Lo zero del nonio coincide con lo zero della scala dell'asta fissa. Per eseguire una misura si procede come segue: Si agisce sul pulsante che sblocca il cursore dall'asta fissa; si fa scorrere il cursore lungo l'asta fissa fino a che l'apertura dei becchi sia superiore alla quota da rilevare. Agendo sempre sul cursore si riavvicinano i becchi fino a che questi aderiscono perfettamente al pezzo da misurare, con leggera pressione. Si rilascia quindi il pulsante di arresto, affinché il cursore resti bloccato nella posizione raggiunta. Si legge quindi la misura che corrisponde alla distanza tra lo zero della scala dell'asta fissa e lo zero del nonio. Le misure

ottenute per lettura diretta della graduazione dell'asta, ingenere, non danno l'approssimazione sufficiente. L'errore principalmente possibile nella lettura è dipendentedall'inesatta collimazione degli indici: per poter apprezzare conesattezza le suddivisioni del millimetro si usa una opportunascala ausiliaria detta Nonio o Verniero. Nel nonio decimale(diminuito) la graduazione riportata sull'asta fissa del calibro è intrattini, ognuno dei quali rappresenta un millimetro, come quellidi una riga metrica. La graduazione incisa sul nonio del corsoiodel calibro è data da 10 trattini che suddividono in parti ugualiuna lunghezza di 9 mm. La distanza tra due trattini consecutivi12del nonio è pari, dunque, a 9/10 di millimetro. Quando lo O del nonio coincide con lo O della scala dell'asta fissa il calibroè chiuso. In questa posizione il decimo trattino del nonio coincide con il nono trattino della scala dell'asta fissa.

Nessunaltro dei trattini del nonio, compreso fra lo O e il 10, coincide con un trattino della scala dell'asta fissa. Se spostiamo il corsoio in modo che il primo trattino del nonio dopo lo 0, coincida con il primo trattino della scala sull'asta fissa, l'apertura del calibro risulterà pari a 0,1 mm. Infatti: 1 — 0,9 = 0,1 mm. Quindi guardando la figura possiamo dire che: Esempio: Lo zero del nonio non coincide con un trattino della scala fissa. La lettura è decimale. Nell'esempio in figura lo O del nonio si trova tra le graduazioni 18 e 19mm segnate sull'asta fissa, quindi la parte intera della misura è 18 mm. Il trattino del nonio che coincide con una divisione della scala dell'asta fissa è il 4°, quindi la parte decimale è 4/10. Pertanto il risultato della misura è: 18 + 0,4 = 18,4 mm. Essendo un nonio ventesimale, la grandezza più piccola che può misurare è 0,05 mm (20 tacchette).su 19 mm da 0,95 mm ciascuna). Perciò la misura dell’esempio è 88,00 mm.

I micrometri sono strumenti a misurazione diretta che consentono di effettuare misure con approssimazione di 1/100 di mm (0,01 mm) e anche inferiore (fino a 0,001 mm = 1 µm). Si tratta di strumenti molto più accurati dei più̀ calibri a corsoio e anche delicati. I micrometri sono di tre tipi: per esterni, per interni e di profondità. I tre tipi differiscono per la loro forma costruttiva, ma il principio di funzionamento e il meccanismo che consente l'approssimazione di lettura della misura, sono identici per i tre tipi.

Il micrometro di profondità viene impiegato per misure di profondità di fori, cave, scanalature e per misure di battute fra piani paralleli ad esempio spallamenti di alberi cilindrici, ecc. Le parti fondamentali dello strumento sono:

• Ponte in acciaio, la lunghezza può variare da 50 a 100 mm
• Piano di appoggio

superficie del piano è scanalata, rettificata e lappata C Asta mobile D Dispositivo di bloccaggio 13 E Bussola graduata F Tamburo graduato Esempio di misura della profondità di una scanalatura. Perché la misurazione sia corretta è indispensabile che il piano del ponte del micrometro di profondità aderisca perfettamente alle superfici del pezzo e con la più ampia zona di contatto possibile. I micrometri esterni (Palmer) consistono, nelle realizzazioni più in uso, in un arco a staffa che ad un estremo porta la madrevite in cui si impegna la vite micrometrica con punta, e all'altro estremo la contropunta. Punta e contropunta terminano con superfici completamente piane e normali all'asse comune. L'organo con cui si determina la misura è una vite micrometrica a passo molto piccolo che termina con una parte cilindrica non filettata, che si fa ruotare in una madre vite fissa (corpo cilindrico su cui è incisa una

scala in direzione assiale) in modo che per ogni giro la vite si sposta in senso parallelo al suo asse di una lunghezza pari al passo. I passi usuali della vite sono 1 mm, e 0,5 mm, per cui si avrà, per ogni giro della vite, uno spostamento di 1 mm o 0,5 mm rispettivamente.

Il campo di misura dei micrometri viene limitato generalmente a 25 mm, indipendentemente dall'ampiezza della staffa ad arco perché consente di evitare difetti di costruzione del meccanismo micrometrico, tali che falserebbero la misura. Ad esempio, un'asta mobile troppo lunga potrebbe flettersi.

Per consentire la misura di pezzi superiori a 25 mm esistono micrometri con diverse portate. La serie di micrometri più usata in officina è quella di 4 micrometri con campo di misura di 25 mm e con portate di 25, 50, 75 e 100 mm. Cioè io vado a misurare comunque al massimo 25 mm ma partendo da 25, 50 o 75.

Lettura

I micrometri presentano due graduazioni per la lettura contemporanea

dei millimetri e dei centesimi di millimetro. La scala è completamente coperta dal tamburo quando l'incudine fissa e l'asta mobile sono a contatto. Ruotando il tamburo, l'asta, la vite ad essa solidale e il tamburo stesso arretrano scoprendo via via la scala graduata fissa. I millimetri e i mezzimillimetri si leggono sulla graduazione lineare fissa incisa sulla bussola in corrispondenza della estremità del lembo conico del tamburo graduato. I centesimi di millimetro si leggono sul tamburo graduato in corrispondenza della linea di fede e vanno sommati alla misura in millimetri e mezzi millimetri rilevata sulla scala fissa. Talvolta vengono utilizzate delle strutture ausiliarie come supporti o delle punte specifiche per misurare filettature o "apittelli" per misure relative a ruote dentate e ancora per lamiere, per fili o per spessori di tubi. I micrometri per interni trovano impiego principalmente nella misurazione della distanza di superfici interne di pezzi.comead es: fori, cavità di forma geometrica varia, ecc., purchè superiori ai 50 cm. In relazione all'intervallo di misura esistonostrumenti di varia portata. Abbiamo anche qui il tamburo graduato, la bussola graduata e delle due punte una efissa e l’altra è mobile. Esistono una sorta di “prolunghe” per aumentare il campo dimisurazione. Quando misuro cavità quadrate devo essere sempre alla distanza minima.Il principio di lettura è sempre lo stessoB JLOCCHETTI OHNSONI . NBLOCCHETTI DI RISCONTRO SI USANO PER VERIFICARE CHE IL MIO STRUMENTO LAVORI BENE O HA BISOGNO DI UNA TARATURA E ESISTONO DI. Q - ( J ). IIDIVERSI TIPI IN BASE ALLO STRUMENTO E LA DIMENSIONE UELLI CHE STUDIAMO SONO I BLOCCHETTI PIANO PARALLELI O OHANSSONmateriale impiegato per la fabbricazione dei blocchetti di riscontro deve rispondere alle seguenti esigenze:a) stabilità: per garantire questa proprietà di fondamentale importanza le ditte comead es: fori, cavità di forma geometrica varia, ecc., purchè superiori ai 50 cm. In relazione all'intervallo di misura esistonostrumenti di varia portata. Abbiamo anche qui il tamburo graduato, la bussola graduata e delle due punte una efissa e l’altra è mobile. Esistono una sorta di “prolunghe” per aumentare il campo dimisurazione. Quando misuro cavità quadrate devo essere sempre alla distanza minima.Il principio di lettura è sempre lo stessoB JLOCCHETTI OHNSONI . NBLOCCHETTI DI RISCONTRO SI USANO PER VERIFICARE CHE IL MIO STRUMENTO LAVORI BENE O HA BISOGNO DI UNA TARATURA E ESISTONO DI. Q - ( J ). IIDIVERSI TIPI IN BASE ALLO STRUMENTO E LA DIMENSIONE UELLI CHE STUDIAMO SONO I BLOCCHETTI PIANO PARALLELI O OHANSSONmateriale impiegato per la fabbricazione dei blocchetti di riscontro deve rispondere alle seguenti esigenze:
a) stabilità: per garantire questa proprietà di fondamentale importanza le dittecostruttrici selezionano speciali leghe di acciaio, sottoposte a rigorosi controlli e trattamenti. Per eliminare le variazioni di quota legate alle tensioni interne ed alle alterazioni strutturali del materiale, i blocchetti sono sottoposti a processi di stagionatura artificiale. resistenza all'usura: a questo riguardo è da notare che intervengono delicate questioni metallografiche sui rapporti tra durezza e stabilità del materiale. I trattamenti termici, cui è sottoposto il materiale, hanno lo scopo di ottenere nello stesso tempo superfici resistenti all'usura e assoluta stabilità dimensionale. Questi blocchetti possono quindi essere in acciaio meno costosi, in carburo di tungsteno (coefficiente di dilatazione più basso per una maggiore stabilità anche a temperatura diversa da quella di riferimento, durezza superiore (1500 HV) e quindi maggiore durata nel tempo, non richiedono protezione da ossidazione, perfetta aderenza) o in.zirconeceramico (coefficiente di dilatazione vicino all’acciaio, res)