Il calibro. Liceo Scientifico E.Fermi di Menfi a.s Book..concini di conoscenza 1

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2 Il calibro Liceo Scientifico E.Fermi di Menfi a.s Book..concini di conoscenza 1

3 Indice PREMESSA 3 LO STRUMENTO 3 CALIBRO A CORSOIO 4 CLASSIFICAZIONE PER TIPOLOGIA DI RILIEVO 4 CLASSIFICAZIONE PER TIPOLOGIA DI LETTURA 5 CALIBRO CON NONIO DOPPIO 8 CALIBRO A QUADRANTE 8 CALIBRO DIGITALE 8 STRUTTURA 9 VERIFICA E TARATURA 9 CALIBRI FISSI 10 BIBLIOGRAFIA 11 NOTE DEL PROFESSORE 12 Liceo Scientifico E.Fermi di Menfi a.s Book..concini di conoscenza 2

4 Premessa Gli strumenti di misura possono essere analogici o digitali. In un strumento analogico il valore della misura si legge su una scala graduata. In uno strumento digitale il valore della misura appare come una sequenza di cifre su un display La precisione di uno strumento di misura è un indice della qualità dello strumento stesso. La portata è il più grande valore della grandezza che lo strumento può misurare. La sensibilità è il più piccolo valore della grandezza che lo strumento di misura può distinguere. La sensibilità di un righello è di 1mm, è il più piccolo valore della lunghezza che si riesce a leggere sulla scala,tenuto conto che è impossibile fare una misura esatta, in quanto ad ogni misura è associata un incertezza che può essere più o meno grande, nell ambito delle nostre conoscenze attuali e delle competenze specifiche il calibro è un buon strumento di misura che racchiude in se buona parte delle caratteristiche sopra dette e comunque di seguito faremo una dettagliata descrizione. Lo strumento Il calibro è uno strumento di misura molto versatile, adatto a misurare con precisione sia la larghezza di un oggetto, sia la distanza tra due facce piane che la rientranza, o la profondità di un cilindro. Un calibro può consistere in un semplice compasso o essere dotato di scala di lettura, come nel caso del calibro a corsoio a nonio (noto anche come calibro Vernier). La necessità del calibro decimale, ventesimale e cinquantesimale come strumento di misura è nata quando si volle stimare per la prima volta la frazione di millimetro, detti sistemi di misura si basano su un intuizione del portoghese Pedro Nunes che creò un ingegnoso sistema per misurare piccoli angoli che pubblicò nel 1542 e che a lui serviva per la navigazione e quindi Liceo Scientifico E.Fermi di Menfi a.s Book..concini di conoscenza 3

5 per precisare la rotta da effettuare. Successivamente detto sistema venne perfezionato ed utilizzato nei calibri sopra descritti, soprattutto dal Vernier. Calibro a corsoio Calibro a corsoio e nonio che misura il diametro interno di una rondella inox (lettura 10,5 mm) Il calibro a corsoio (vedi foto) è un tipo di calibro costituito da un regolo graduato realizzato in due parti che scorrono assialmente tra loro e dotato di appendici (becchi, aste) che servono da battuta per le quote da misurare. Normalmente si definisce parte 'fissa' o corpo la parte che reca la gradazione principale, mentre l'altra si definisce parte mobile, o semplicemente corsoio. Il corsoio dispone di un sistema di bloccaggio (chiamato freno) per evitare di perdere accidentalmente la misura durante la manipolazione dello strumento. Normalmente vengono usati o un pulsante frizionante o una vite di bloccaggio. La massima apertura del calibro è definita portata. Classificazione per tipologia di rilievo Secondo il tipo di appendici il calibro può essere classificato: 1. esterni, dotato di becchi pensati per andare a battuta su due pareti poste esternamente rispetto ad un oggetto Liceo Scientifico E.Fermi di Menfi a.s Book..concini di conoscenza 4

6 2. interni, dotato di becchi o 'appendici a coltello' pensate per andare a battuta su due pareti poste internamente rispetto ad un oggetto 3. profondità, dotato di un'asta pensata per andare a battuta sul fondo di una cavità, mentre una superficie di riferimento è poggiata sul bordo di quest'ultima 4. universale, dispone di una combinazione di appendici tali da poter effettuare più tipi di misure I becchi spesso vengono realizzati rastremati per la misurazione di gole o cave. Particolarmente critica è la realizzazione di calibri per letture di profondità: la difficoltà nel realizzare stabili superfici di riferimento, problemi d'allineamento e flessioni nell'asta, limitano la precisione di misura per i modelli più economici. Solo modelli pensati appositamente per questo impiego garantiscono adeguate precisioni di misura. Classificazione per tipologia di lettura Secondo il sistema di lettura il calibro può essere classificato: 1. calibro a nonio, dotato di scala principale sul corpo, tipicamente millimetrata, le frazioni vengono lette grazie ad un nonio realizzato sul corsoio. 2. calibro a quadrante, dotato di scala principale sul corpo, tipicamente millimetrata, le frazioni vengono lette grazie ad un quadrante ad orologio montato sul corsoio. 3. calibro digitale, anche sprovvisto di scala principale sul corpo, la lettura si esegue direttamente su un indicatore elettronico digitale, montato sul corsoio. Liceo Scientifico E.Fermi di Menfi a.s Book..concini di conoscenza 5

7 Calibro a nonio semplice Calibro a corsoio e nonio Nonio che indica una misura di 4,74 cm In questo tipo di calibro, sul corpo vengono normalmente incise due scale, una in millimetri e una in frazioni di pollici. Sul corsoio vengono invece incisi dei noni per la lettura di precisione. Pertanto, sulla scala fissa vengono letti i millimetri (o i pollici), sul nonio le relative frazioni. I noni possono essere decimali, ventesimali o cinquantesimali, e conseguentemente la risoluzione dello strumento potrà essere di 0,1-0,05 - Liceo Scientifico E.Fermi di Menfi a.s Book..concini di conoscenza 6

8 0,02 mm. Noni con risoluzioni superiori non sono convenienti in quanto, per essere leggibili, devono avere dimensioni notevoli. La graduazione sul nonio viene realizzata per i calibri decimali dividendo in 10 parti 9 millimetri della scala principale; per i calibri ventesimali dividendo in 20 parti 19 millimetri della scala principale; per i calibri cinquantesimali dividendo in 50 parti 49 millimetri della scala principale; e così via. Il lato dove è stato inciso il nonio è smussato, per avvicinarlo alla scala della parte fissa, e annullare gli errori di parallasse. Le graduazioni vengono incise e annerite, per evitare che vengano cancellate da abrasioni accidentali. In genere i calibri cinquantesimali dispongono di una parte scorrevole divisa in due sezioni collegate con una vite micrometrica, che facilita la regolazione fine della misura. Tutte e due le sezioni dispongono di viti di bloccaggio, mentre solo una dispone del nonio. La misura si effettua seguendo queste operazioni: 1. si porta la parte scorrevole in una posizione prossima alla misura da effettuare; 2. si blocca la sezione sprovvista di nonio attraverso il freno; 3. agendo sulla vite micrometrica, si porta la sezione provvista di nonio alla quota da misurare; 4. si blocca la sezione del nonio; 5. si effettua la lettura sulla scala e sul nonio. Liceo Scientifico E.Fermi di Menfi a.s Book..concini di conoscenza 7

9 Calibro con nonio doppio Si tratta di due calibri disposti perpendicolarmente, uno verticale misura profondità ed altezza, l'altro orizzontale misura gli spessori. Può essere utilizzato per valutare i denti di una ruota dentata o come valutatore di conicità. Calibro a quadrante In questi tipi di calibri, sul corpo viene normalmente incisa una scala millimetrata, mentre sul corsoio viene montato un quadrante ad orologio mosso dal movimento del corsoio con cinematismi simili a quelli usati per i comparatori. Pertanto, sulla scala fissa vengono letti i millimetri, sul quadrante le relative frazioni. I quadranti normalmente sono realizzati per visualizzare 1 o 2 mm a giro, con una risoluzione 0,05-0,02 mm. Spesso i quadranti hanno la possibilità di essere regolati per far coincidere lo zero della scala con una posizione arbitraria della lancetta; utile per effettuare confronti tra diverse quote, ma che necessita una verifica preventiva della posizione dello zero, quando si fanno misure assolute. Calibro digitale Calibro a corsoio e quadrante In questo tipo di calibro, sul corsoio viene montato un indicatore elettronico digitale che ne rileva lo spostamento, mentre sul corpo viene normalmente incisa una scala millimetrata, usata però solo per la verifica grossolana dello strumento elettronico. Calibro a corsoio digitale Liceo Scientifico E.Fermi di Menfi a.s Book..concini di conoscenza 8

10 I display sono normalmente realizzati con una risoluzione 0,01 mm. L'evoluzione dell'elettronica ha permesso la realizzazione di indicatori miniaturizzati e dal consumo molto basso, tanto da poter essere facilmente alimentati da una comune batteria a bottone. Gli indicatori possono disporre di numerose funzioni: visualizzazione sia di letture metriche, che inglesi; azzeramento della lettura in un punto arbitrario; settaggio arbitrario di una quota; collegamento seriale con un PC, per poter (tramite apposito software) automatizzare le misure. Struttura I calibri vengono costruiti in modo che lo strumento dia la massima precisione alla temperatura standard di 20 C. Misurazioni effettuate a temperature significativamente più alte, e con strumenti di grande risoluzione, devono tenere conto della dilatazione del materiale con cui è costruito il calibro stesso. Verifica e taratura La taratura di un calibro a corsoio è relativamente semplice: consiste nella misura diretta di dime calibrate, e nel confronto tra il valore letto sul calibro e la dimensione nominale della dima. Per la verifica di calibri per esterni e per profondità si può usare dei comuni blocchetti pianparalleli, mentre per la verifica di calibri per interni la soluzione più sicura è quella di usare degli anelli calibrati. Liceo Scientifico E.Fermi di Menfi a.s Book..concini di conoscenza 9

11 Calibri fissi Per verificare che le dimensioni di un oggetto siano comprese nei limiti di tolleranza previsti, si possono impiegare calibri fissi, detti anche calibri differenziali o calibri passa - non passa. Sono calibri che non danno la lettura del valore della dimensione, ma permettono di verificare se un pezzo prodotto è da accettare o da scartare. Sono calibri a tampone per gli interni ed a forcella per gli esterni, e portano due estremi con dimensioni diverse, corrispondenti ai limiti della tolleranza, entro cui il pezzo deve passare o non passare. Liceo Scientifico E.Fermi di Menfi a.s Book..concini di conoscenza 10

12 Bibliografia Tecnologia meccanica-secciani Villani Motori di ricerca:google,wikipedia,ask. Altri testi : Tecnologia mec canica di Serope Kalpakjiam e Shimid Steven R. Editore: Pearson Tecnologie meccaniche e applicazioni di Luca Caligaris e Stefano Fava. Editore:Hoepli Appunti di tecnologia meccanica di Gabrielli Filippo. Editore:Pitagora Liceo Scientifico E.Fermi di Menfi a.s Book..concini di conoscenza 11

13 Note del Professore Quest esperienza sulla misurazione tramite calibro, c è servita per allargare i nostri orizzonti nel campo delle misure sulla teoria degli errori e sui margini di approssimazione di letture, che può essere migliorata con strumenti di precisione, quali il calibro decimale, ventesimale e cinquantesimale. Mi auguro che l uso di detto strumento abbia contribuito ad allargare il campo delle loro conoscenze nella precisione delle misure. Prof. Accursio Montalbano Angela Alesi Alessia Saladino Maria Antonietta Ciaccio Prof. Accursio Montalbano Liceo Scientifico E.Fermi di Menfi a.s Book..concini di conoscenza 12