1 METROLOGIA. 1.3 Apparecchi per misurazioni Errori di misurazione

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1 METROLOGIA.3 Apparecchi per misurazioni.3.2 Errori di misurazione Se L t è la dimensione del pezzo letta sullo strumento e L 20 la dimensione nominale alla temperatura di riferimento di 20 C, si hanno i seguenti casi. Se lo strumento e il pezzo da misurare hanno la stessa temperatura t e lo stesso coefficiente di dilatazione lineare K, L t = L 20 ; in questo caso quindi, qualunque sia la temperatura alla quale si effettua la misurazione, sullo strumento viene letto il valore L 20, dato che pezzo e strumento si sono dilatati della stessa quantità. Se lo strumento e il pezzo da misurare hanno lo stesso coefficiente di dilatazione lineare ma diversa temperatura, l errore di misura L t L 20 è dato da L t (t t 2 ), essendo t la temperatura del pezzo e t 2 quella dello strumento. Se lo strumento e il pezzo da misurare hanno la stessa temperatura t ma coefficienti di dilatazione lineare diversi ( il pezzo e 2 lo strumento), l errore di misura L t - L 20 è dato da L t ( 2 ) (t 20). È questo il caso che si presenta più di frequente nella pratica. Se lo strumento e il pezzo da misurare hanno temperature diverse (t il pezzo e t 2 lo strumento) e coefficienti di dilatazione lineare diversi ( il pezzo e 2 lo strumento), la dimensione nominale del pezzo alla temperatura di 20 C è data da: L 20 = L t + α 2 + α ( t2 20) ( t 20) L errore di misura è dato da L t L 20, essendo L t la dimensione del pezzo letta sullo strumento.

2 .4 Strumenti per misurazione e lettura diretta.4. Strumenti con nonio Calibro La più comune e nota applicazione del nonio riguarda gli strumenti per misurazioni lineari a lettura diretta, ovvero i calibri a corsoio. Questi si suddividono in: calibri a corsoio con ghiera di regolazione micrometrica per campi di misura fino a 000 mm; calibri a corsoio tascabili per campi di misura ridotti (60 80 mm) e muniti di astina per misurazioni di profondità. Sono costruiti in acciaio non legato oppure in acciaio inossidabile (ad esempio EN 0088-X 30 Cr 3 o analogo), trattato termicamente in modo da realizzare sufficienti durezza e stabilità dimensionale. Le facce di misura dei becchi devono avere una durezza non minore di 700 HV 30 se di acciaio non legato e di 550 HV 30 se di acciaio inossidabile. L incertezza di misura in micrometri per i calibri a corsoio con nonio di 0, e 0,05 mm ammessa a ± 2 secondo la prescrizione UNI ISO 3599 deve essere calcolata con la formula: ± (50 + 0, L). Nel caso di calibri a corsoio con nonio di 0,02 mm (UNI ISO 6906) deve essere invece calcolata con la formula: ± (20 + 0,05 L). In entrambi i casi L è il valore in millimetri di una lunghezza misurata nel campo di misura del calibro a corsoio; calibri a corsoio di profondità. Possono essere a bloccaggio automatico, con estremità a squadretta, con e- stremità a punta per l introduzione nei piccoli fori; calibri a corsoio per misurazione d interassi. L asta è munita di due corsoi mobili i cui becchi terminano con sfere calibrate che s inseriscono nei fori di cui si vuole misurare l interasse; calibri a corsoio doppio. Sono formati da due normali calibri disposti a 90 : quello verticale regola la posizione di una piastrina (detta cursore a modulo) che si appoggia sulla testa del dente, mentre quello orizzontale regola la distanza fra le superfici dei becchi di misura. Lo strumento può avere applicazioni generali nella misurazione di spessori a distanza prestabilita, come ad esempio nella misurazione del diametro intermedio di un tronco di cono a una prestabilita distanza dalla base minore o la misurazione dello spessore cordale del dente delle ruote dentate cilindriche (il rilievo deve essere fatto in corrispondenza della circonferenza primitiva); calibri digitali a corsoio. Sono calibri elettronici con lettura digitale a 0,0 mm impiegabili nel campo di temperatura 0 50 C con una precisione di ± 0,0 mm. 2

3 Micrometro Lo stativo è di acciaio o di ghisa malleabile con coefficiente di dilatazione termica lineare, a una temperatura compresa tra 0 e 30 C, di (,5 ± ) X 0-6 C -. La sua rigidità deve essere tale che quando su di esso si applica una forza di 0 N sulle facce di misura lo scostamento non deve superare i valori indicati nella norma UNI L asta mobile e l incudine sono di acciaio resistente all usura e all ossidazione, temprato e stabilizzato. Sono preferiti l acciaio inossidabile con durezza non minore di 530 HV 30 oppure l acciaio per utensili con durezza non minore di 670 HV 30, nel caso la durezza sia minore di quest ultimo valore occorre riportare sulle facce di misura delle placche di carburo di tungsteno. L asta mobile, con un diametro preferibilmente di 8 mm, ha una parte filettata, ottenuta per rettifica su macchine di alta precisione, che si avvita nella madrevite solidale con lo stativo. Un sistema di compensazione dell usura della vite e della madrevite assicura che l asta mobile ruoti liberamente senza giuochi apprezzabili. Il dispositivo di bloccaggio deve essere in grado di bloccare l asta mobile senza che la distanza tra le facce di misura differisca di oltre 2 mm. Il limitatore di coppia deve esercitare sulle facce di misura una forza di compressione costante compresa fra 5 e 0 N su tutta la corsa. Il suo valore deve essere controllato per mezzo di un dinamometro con campo di misura di 0 N..6 Comparatore Si distingue nelle tre costruzioni: ad alberino filettato, ad alberino con dentiera, a nastro. - Comparatore a quadrante ad alberino filettato. L alberino è filettato nella sua parte centrale, nella quale ingrana la prima ruota dentata elicoidale costituente il sistema della trasformazione del moto assiale dell alberino in moto rotatorio (convertitore). L amplificazione è realizzata da due ruote, la prima delle quali è coassiale alla precedente; sulla seconda ruota è calettato l indice dalla cui lunghezza dipende il secondo fattore dell amplificazione - Comparatore a quadrante ad alberino con dentiera. È costruttivamente più semplice poiché alla filettatura si sostituisce una dentiera e alla ruota elicoidale un rocchetto: il re 3

4 sto del cinematismo rimane identico al precedente. - Comparatore a quadrante con trasmissione a nastro. Elimina la prima coppia cinematica (vite-ruota elicoidale o dentiera-rocchetto) collegando l alberino al perno della prima ruota del treno di amplificazione mediante un nastro metallico fortemente aderente. Per i comparatori meccanici sono previste due classi di precisione: I e II (UNI 480). Comunque la ripetibilità e la precisione dello strumento possono essere valutate ricorrendo a blocchetti piano-paralleli e utilizzando la procedura di seguito riportata: a) si lascia che il tastatore prenda contatto con un blocchetto piano-parallelo a diverse velocità, ripetendo l operazione per almeno 5 volte per avere un valore statisticamente significativo; b) si porta il tastatore a contatto con un blocchetto piano-parallelo e si sposta quest ultimo in varie direzioni (nel piano perpendicolare all asta del tastatore), avendo cura però che l asta del tastatore non subisca spostamenti accidentali secondo il proprio asse; c) si effettuano due misurazioni nella stessa posizione: la prima facendo rientrare nel cannotto l asta del tastatore e la seconda facendola fuoriuscire. Le misurazioni nei tre casi di cui sopra si ripetono in tre posizioni corrispondenti, approssimativamente, all inizio, alla metà e al termine della corsa dell asta del tastatore. Gli errori rilevati non devono superare quelli specificati nella tabella che segue. PRECISIONE (µm) CLASSE FEDELTÀ 0, I II Tabella.2. Errori massimi ammessi per comparatori delle I e II classe (mm)..7 Proiettore di profili Si utilizza: a) l illuminazione diascopica: i raggi luminosi, intercettati da un oggetto interposto tra l obiettivo e la sorgente luminosa, ne riproducono ingrandito il profilo sotto forma di ombra scura, delimitata tutto attorno da un fondo più o meno chiaro e brillante; 4

5 b) l illuminazione episcopica: si esamina per riflessione luminosa la superficie piana e levigata di un oggetto o- paco illuminato in modo diverso da due sorgenti luminose, cosicché è possibile rilevare, sulla suddetta superficie, anche piccole incisioni, solcature ecc. È anche possibile sovrapporre le due immagini, proiettarle e fotografarle (epidiascopia): ciò consente di realizzare una visione globale dell oggetto in esame, in quanto l osservazione epidiascopica riassume i vantaggi delle due precedenti poiché permette di controllare simultaneamente il contorno e la superficie, la concentricità delle forme interne ed esterne di uno stesso pezzo. Accessori speciali consentono di fotografare l immagine ingrandita del pezzo sovrapposto al relativo tracciato..8 Campioni materiali.8. Blocchetti di riscontro piano-paralleli Si definisce: lunghezza di un blocchetto piano-parallelo in un punto determinato della faccia di misura la distanza fra quel punto e il piano di appoggio, dello stesso materiale e di identica finitura superficiale, alla quale aderisce l altra faccia di misura; questa lunghezza è comprensiva del piccolo spessore dello strato di adesione al piano di appoggio; lunghezza al centro di un blocchetto piano-parallelo rilevata con le modalità del caso precedente, ma valutata al centro di una delle due facce di misura; scostamento di planarità la distanza fra i due piani paralleli più vicini tra loro che contengono totalmente al loro interno la faccia di misura; variazione di lunghezza di un blocchetto piano-parallelo la differenza fra la lunghezza massima e la lunghezza minima in punti qualsiasi delle facce di misura. 5