Calibro ed altri strumenti di misura

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Categoria:	Tecnologia
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Data:	15.04.2005
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LA STORI DEL CALIBRO
La storia della strumentazione dimensionale ha inizio con l'invenzione dei nonio, intuito dal portoghese Pedro Nunes, che nel 1542 pubblicò la descrizione di un ingegnoso sistema per misurare piccoli archi con sufficiente precisione. Al tedesco Ciavius (1604) si deve il perfezionamento dei nonio, e al francese Pierre Vernier (1631), da cui è derivato il nome «verniero», si deve l'attuale forma dei calibro a corsoio.
Il calibro a corsoio è lo strumento di misura più largamente usato nelle officine meccaniche.
A COSA SERVE UN CALIBRO
Esso è adoperato per effettuare misurazioni con approssimazione di frazione di millesimo. Il calibro è formato da un’asta che da una parte è millimetrata, e dall’altra è divisa in pollici e sedicesimi di pollice. Inoltre presenta due beccucci B per misurazioni esterne, due beccucci B’ per misurazioni interne ed una linguetta L per misurazioni di profondità.
Con il calibro si ottengono approssimazioni di un decimo, un ventesimo e un cinquantesimo di millimetro, mediante il dispositivo dei nonio, o verniero. Il nonio è un'asta mobile, scorrevole sull'asta fissa graduata in millimetri; la lunghezza del nonio è divisa in n parti uguali che corrispondono alla lunghezza di n - 1 parti dell'asta fissa. Ogni divisione dei nonio ha quindi una lunghezza pari al rapporto (n - l)/n. Per esempio nel calibro decimale ogni divisione dei nonio risulta essere pari a (10 - 1)/10 = 9/10 di millimetro.
COME SI LEGGE UN CALIBRO
Si hanno tre tipi di nonio:
a) nonio decimale: su una lunghezza di 9 mm sono segnate 10 divisioni;
b) nonio ventesimale: su una lunghezza di 19 mm so- no segnate 20 divisioni;
e) nonio cínquantesimale: su una lunghezza di 49 mm sono segnate 50 divisioni.
Nella lettura dello strumento possono presentarsi tre diversi casi:
l. Il tratto dei nonio segnato con zero è allineato con un tratto dell'asta fissa millimetrata. Questo tratto individua in millimetri la misura che risulta essere un numero intero; in figura 1 si leggono 3 mm.
2. Il tratto dei nonio segnato con zero cade nell'intervallo tra due tratti dell'asta fissa millimetrata: la misura risulta formata dal numero intero in millimetri corrispondente al tratto dell'asta fissa immediatamente a sinistra dello zero dei nonio(fig.2). Si individua poi quale tratto dei nonio è allineato con un tratto dell'asta fissa. In figura 2, che rappresenta un nonio decimale, al tratto dell'asta fissa corrisponde il numero 9 dei nonio e la misura risulta essere: 3 mm + 9110 mm.
3. Nessun tratto dei nonio è allineato con un tratto dell'asta fissa, ma si hanno due tratti dei nonio compresi fra due tratti dell'asta fissa. In figura 3 sono così disposti: il tratto 5, indicato con n, e il 6 con n + l. Si possono eseguire due letture, entrambe inesatte, perché se si considerano coincidenti i due tratti a sinistra (5 dei nonio e 9 della scala fissa), si ha una lettura per difetto; se si considerano invece coincidenti i due tratti a destra (6 dei nonio e 10 della scala fissa) si ha una lettura per eccesso. La misura reale è quella compresa tra le due letture. Con questo terzo caso si introduce il concetto di approssimazione, che può essere definita come la differenza tra la misura in eccesso e quella in difetto; nel nostro esempio questa è pari a 1/10 di millimetro = 0,1 mm
I TIPI DI CALIBRO
I calibri a nonio maggiormente usati sono quelli ventesimali (fig. 1.3), il cui nonio ha una lunghezza di diciannove millimetri con venti divisioni, o cinquantesimali (fig. 1.9), il cui nonio misura quarantanove millimetri ed è diviso in cinquanta parti.
Per evitare errori di lettura dovuti alla difficoltà di individuare la coincidenza della tacca dei nonio con una tacca della scala fissa, si è realizzato il calibro a orologio (fig. 1.10), in cui il beccuccio mobile indica la parte intera della lettura, con scansione in multipli di 10 mm, e la lancetta la frazione rimanente, in millimetri e ventesimi di millimetro.
Ancora più pratici e immediati sono i calibri à corsoio con visualizzatore a cristalli liquidi.
COME È FORMATO UN CALIBRO
La tecnologia studia il comportamento dei materiali. L’unità di misura + grande in meccanica è il millimetro e si usano degli strumenti che permettono di appezzare le frazioni di millimetro.
Uno di questi strumenti è il calibro che è diviso in tre parti: UNA FISSA, UNA MOBILE (CORSOIO) E L’ASTICINA.
Nella parte fissa troviamo un becco verso l’alto e un becco verso il basso e i corrispondenti si trovano nella parte mobile.
I beccucci servono per misurare la lunghezza o il diametro, l’asticina serve per misurare le profondità.
I beccucci sono smussati alle estremità, perché servono per misurare gli spazi più piccoli in modo che tocchino perfettamente anche l’interno delle circonferenze e non la corda sottesa tra i due punti d’incontro.
L’asticina, nei calibri più costosi è conica in modo da poter misurare perfettamente anche le profondità dei cilindri o delle punte dei coni.
Il micrometro è costruito in acciaio inossidabile.
Sulla parte fissa, troviamo una scala in basso divisa in mm e in alto troviamo una scala divisa in pollici. Un pollice = 25,4mm
sulla parte mobile o corsoi troviamo due scale una in basso e una in alto. Quella in basso prende il nome di Nonio. Ci sono tre tipi di calibro:
-decimale che ha il nonio di 9 mm ed è diviso in 10 parti
-ventesimale che ha il nonio di 19mm ed è diviso in 20 parti
-cinquantesimale che ha il nonio di 49 mm ed è diviso in 50 parti.

Per misurazioni di precisione utilizziamo il micrometro.
LA STORIA DEL MICROMETRO
Costruito per la prima volta dall'inglese Palmer nel 1848 e modificato dieci anni dopo da Sir Joseph Whitworth, il micrometro a vite, o calibro Palmer, è costituito da un arco, o staffa a U, termoisolato, e da un organo di misura costituito da una vite micrometrica di grande precisione con passo di 0,5 mm (per ‘passo’ della vite si intende la misura di avanzamento della vite stessa dopo la rotazione di un giro completo, o meglio la distanza che intercorre tra la cresta di un filetto e quella immediatamente successiva).
CHE COSA È IL MICROMETRO
Il micrometro o è uno strumento di misura lineare, munito di dispositivo micrometrico, impiegato nelle costruzioni meccaniche per misure di alta precisione di distanze interne ed esterne.
Esistono vari tipi di micrometri; quello a vite serve a misurare di spessori e diametri esterni.

COME È FORMATO IL MICROMETRO
Le parti fondamentali di un micrometro a vite sono: la vite micrometrica, che deve essere costruita con la più grande precisione; un riferimento fisso (punta, piattello, ecc.), che serve di appoggio al pezzo da misurare; un tamburo graduato lungo la periferia di una superficie troncoconica con cinquanta o cento divisioni, che ha internamente un manicotto filettato che fa da madrevite alla vite micrometrica; un dispositivo a frizione (nottolino a scatto), che permette di muovere la vite finché i due riferimenti, quello fisso e l'altro cilindrico mobile, identico al fisso e solidale alla vite, aderiscano al pezzo da misurare con la pressione voluta; un telaio, o staffa, di forma variabile a seconda dei modelli ma generalmente semicircolare, che serve da supporto al riferimento fisso e al manicotto filettato; sul riferimento cilindrico mobile è incisa una graduazione parallela all'asse della vite e che indica, in mm, la distanza fra i due riferimenti.
COME FUNZINA IL MICROMETRO
Per misurare uno spessore o un diametro con questo strumento, si appoggia il pezzo sul riferimento fisso e si fa aderire contro di esso il riferimento mobile muovendo la vite tramite il bottone zigrinato del dispositivo a frizione. Quando il bottone gira in folle si può effettuare la lettura. La graduazione sul riferimento mobile fornisce lo spessore in mm, mentre la graduazione incisa sulla superficie troncoconica in corrispondenza del riferimento indica i decimali fino a 0,01 e spesso a 0,005 mm.
Questo micrometro è largamente impiegato nelle lavorazioni meccaniche per il controllo delle quote durante e alla fine della lavorazione. Di facile impiego, per dare una costante garanzia di precisione richiede frequenti e accurate tarature.
Nella figura qui sopra è visibile l'anello di arresto che blocca l'asta a vite dei micrometro in snodo da tenere fissa la misura sulla quota desiderata o rilevata.
Per usare il micrometro si ruota la bussola agendo sulla parte zigrinata, si completa la chiusura dei beccucci piano-paralleli, tra cui si stringe il pezzo in misura con il nottolino di scatto, e si leggono quindi i millimetri sulla scala rettilinea e le frazioni in centesimo di millimetro sul lembo conico della bussola. Poiché per ogni giro della bussola l'asta avanza di mezzo millimetro, per ogni graduazione l'asta avanzerà di un centesimo di millimetro:
LE PORTATE DEL MICROMETRO
0-25
25-50
50-75
75-100
I TIPI DI MICROMETRO
Esistono in commercio vari tipi di micrometro a vite centesimale, costruiti con campi di misura 0-, 25 mm, 25 , 50 mm, 50-, 75 mm, 75 , 100 mm per misure esterne e interne. Nella lettura dello strumento possono presentarsi tre casi:
COME SI MISURA CON IL MICROMETRO
I. Il tratto della bussola segnato con zero è allineato con la retta di riferimento e l'estremità dei lembo conico collima con una graduazione lineare. Questo tratto fornisce la misura cercata espressa in millimetri o mezzi millimetri.
Misura: 7mm
2. Un tratto qualsiasi dei lembo conico collima con la generatrice di riferimento e l'orlo dei lembo conico cade nell'intervallo tra due tratti della scala rettilinea (contro bussola). Alla lettura della scala rettilinea in millimetri e mezzi millimetri sono da aggiungere i centesimi di millimetro che sono letti sulla graduazione del lembo conico.
Misura: 7,20mm
3. Nessun tratto della graduazione dei lembo conico è allineato con la generatrice rettilinea di riferimento, trovandosi quest'ultima tra due tratti della graduazione circolare. Si possono effettuare due letture, entrambe inesatte: se si considera il tratto che non ha ancora raggiunto la generatrice di riferimento si ha una lettura per difetto, se si considera invece il tratto che ha oltrepassato la generatrice di riferimento, si ha una lettura per eccesso. La misura reale è compresa tra le due letture: lettura per difetto = 5,16 mm; lettura per eccesso = 5,1 7 mm; approssimazione = 5,17 mm - 5,16 mm = 0,01 mm.
5,16mm < Misura < 5,17mm
In figura 1 è mostrato un micrometro millesimale ai beccuccio di sinistra, in grado di traslare longitudinalmente per un piccolo intervallo, è collegato un indice che scorre su una scala, graduata in millesimi di millimetro, posta nella staffa. Dopo aver registrato lo strumento su un valore prefissato, e azzerato l'in- dice mediante la ghiera in prossimità della scala, si possono valutare le differenze tra il valore prefissato e la dimensione dell'oggetto posto tra i beccucci. Due indici limitatori spostabili sulla scala millesimale consentono di controllare se le dimensioni dei pezzi in esame sono comprese nei limiti di tolleranza previsti.
Per misure rapide di spessore, sono utilizzati anche degli strumenti, detti spessimetri in grado di eseguire misure fino a 50 mm, con precisione di 0,02 mm per gli spessimetri analogici e di 0,001 mm per quelli digitali.