Politecnico di Torino II Facoltà di Ingegneria Corso di Meccanica Prof. A. Sparavigna Tutoraggio. La misura

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1 La misura Per misura si intende la stima del valore di un qualche parametro fisico. Una misura non è mai unica, ma risente sempre di una certa indeterminatezza. Ecco quindi che nel definire l indeterminatezza di una misura è necessario definire quali siano i parametri che la caratterizzano. Parlando di indeterminatezza di una misura si parla di: errori sistematici; errori accidentali; accuratezza con cui è eseguita la misura; precisione degli strumenti di misura. In virtù del fatto che la misura risente di una certa indeterminatezza è necessario ripeterla magari più volte in modo tale che si possa verificare quanto la misura sia buona. Chiamando x il valor medio della misura e s la sua indeterminatezza si può scrivere quanto segue: x = x ± s dove x è il valore della misura. Il valore dell indeterminatezza è invece così calcolato: s = n n ( x i x) i= dove con n si è indicato il numero di misure effettuate. Se il valore di s risulta inferiore all indeterminatezza che il costruttore fornisce per lo strumento, allora la misura è da considerarsi buona, in caso contrario va ripetuta. Interessante è anche andare a tracciare la distribuzione delle singole misure rispetto al valor medio, si nota che tale curva è di tipo gaussiano dalla tipica forma a campana. 2

2 2 Strumenti di misura Gli strumenti di misura si suddividono in tre categorie: analogici, digitali e misti. Gli strumenti analogici trasformano generalmente un segnale in uno spostamento su un un indice (es. una lancetta o una tacca) su una scala graduata. Gli strumenti digitali invece ricevono un segnale e lo trasformano in un numero su un display. Gli strumenti misti sono quelli oggi più utilizzati e trasformano un segnale di tipo analogico in un numero su un display. Ad esempio uno spostamento è dapprima trasformato in un segnale elettrico proporzionale che poi viene mandato all interfaccia operatore sotto forma di numero su un display. Il calibro Strumenti di misura della lunghezza In meccanica, uno dei principali strumenti per misurare una data lunghezza è il calibro. Lo strumento, unificato dalla normantiva ISO, è composto da una scala numerata fissa e da una seconda scala numerata mobile, detta nonio. Il nonio è una scala che può essere decimale, ventesimale, o cinquantesimale, mentre l unità di misura della scala principale è sempre il millimetro. La lettura dello strumento avviene secondo il seguente schema: lettura al millimetro sulla scala principale. Il millimetro che deve essere letto è quello che precede la tacca dello zero del nonio; lettura sulla scala del nonio della misura segnalata individuando quale sia la tacca che va a coincidere con una qualsiasi tacca sulla scala principale. I calibri maggiormente diffusi sono i calibri ventesimali, ossia quelli in grado di discriminare il ventesimo di millimetro. In genere, a lato della scala del nonio di questi calibri compare la scritta 0,05 mm. Tale scritta non fa altro che indicare che lo strumento ha una indeterminatezza di /20 mm, oppure di 5/00 mm. Nelle figure che seguono sono riportati due esempi di lettura dello strumento. Si può notare come lo strumento disegnato sia di tipo analogico.

3 3 a b Figura La scala a rappresenta il calibro nella sua posizione di zero. E possibile osservare che le tacche del nonio corrispondenti allo 0 e al 0 vanno a coincidere con due tacche sulla scala fissa. la stessa situazione si ripresenta ogni volta che si ha una misura del tipo m,00 mm. La scala b è un esempio di misurazione nella quale la tacca dello 0 e quella del 0 sul nonio non coincidono con nessuna tacca sulla scala principale. La corrispondenza fra tacca della scala principale e tacca del nonio sarà assicurata quindi da una delle tacche intermedie presenti sul nonio. Nel caso specifico la tacca che coincide è la nona da sinistra e la misura corrisponde ad un valore di 3,45 mm.

4 4 Il micrometro Sempre in meccanica, un altro strumento per misurare una lunghezza è il micrometro. Lo strumento, unificato dalla normantiva ISO, è composto da una scala numerata fissa e da una seconda scala numerata mobile. Il micrometro basa il suo funzionamento sull accoppiamento di un ingranaggio su una vite senza fine. L accoppiamento è detto micrometrico perché gli errori dovuti all accoppiamento fra i due organi sono dell ordine del micron ìm (micron) = 0,00 mm. L indeterminatezza dello strumento è quindi quella del centesimo di millimetro. Generalmente questo tipo di strumento è prodotto in gamme. Per motivi costruttivi esistono infatti micrometri che vanno da 0 a 25 millimetri e micrometri che vanno dai 25 ai 50 mm per poi incrementare sempre la misura base di un Ä pari a 25 mm. La lettura dello strumento avviene secondo il seguente schema: lettura del valore al mezzo millimetro sulla scala principale fissa. La tacca che deve essere letta è quella immediatamente a sinistra della parte rotante; lettura sulla scala riportata sulla circonferenza della parte rotante, in corrispondenza della quale verrà a trovarsi la linea base della scala fissa. Nelle figura che segue è riportato un esempio di lettura dello strumento. Si può notare come lo strumento disegnato sia di tipo analogico.

5 5 Figura 2 Rappresentazione schematica della misura effettuata mediante un micrometro. In rosso la scala principale fissa, in blu quella micrometrica rotante. Nella figura è possibile leggere una misura di 5,95 mm.