Nella produzione industriale, nell'artigianato o in laboratorio, risultati di misurazione precisi sono fondamentali. Tuttavia, anche gli strumenti di misura di alta qualità forniscono valori affidabili solo se utilizzati correttamente. Nella pratica, però, si verificano continuamente piccoli errori che possono avere grandi conseguenze.
In questo articolo vi mostriamo gli errori più comuni nelle misurazioni effettuate con i più diffusi strumenti di misura manuali e vi diamo consigli su come evitarli.
1. In generale
1.1. Sporco e polvere
Polvere, residui d'olio o trucioli metallici possono falsare i risultati di misurazione. Anche le particelle più piccole tra la superficie di misura e il pezzo da lavorare sono sufficienti a falsare significativamente il risultato.
Pulite accuratamente sia lo strumento di misura sia il pezzo da lavorare prima di ogni misurazione. A questo scopo sono ideali un panno che non lasci pelucchi o apposite salviette detergenti. Non utilizzate solventi organici (diluenti, benzina solvente ecc.), poiché possono danneggiare l'apparecchio. Per prevenire la formazione di ruggine, pulite le parti mobili con un panno imbevuto di olio anticorrosione.
1.2. Temperatura
Gli strumenti di misura e i pezzi da lavorare si dilatano con il calore e si contraggono con il freddo. Una differenza di temperatura di appena pochi gradi può già causare scostamenti misurabili. Lasciate acclimatare lo strumento e il pezzo da lavorare, idealmente a 20°C. Evitate di effettuare misurazioni subito dopo la lavorazione o aver toccato il pezzo.
Questo grafico mostra l'espansione causata dal trasferimento di calore su un micrometro a vite con telaio, quando il telaio viene tenuto a mani nude. Nel grafico si possono osservare l'espansione risultante in µm e il conseguente possibile errore di misurazione. Una protezione termica applicata o i guanti riducono notevolmente questo effetto.
1.3. Usura e danni
Le superfici di misura, gli incudini o i mandrini si usurano con il tempo. Piccole tacche o deformazioni sono spesso difficilmente visibili, ma possono falsare i risultati.
Controllate regolarmente che i vostri strumenti non presentino usura o danni. Conservate lo strumento di misura nell'apposita custodia e proteggetelo dal calore intenso e dall'umidità, nonché dalla polvere e dalla nebbia d'olio. Prima di riporre l'apparecchio per un periodo prolungato, applicate un rivestimento protettivo anticorrosione per prevenire la formazione di ruggine.
SUGGERIMENTO: calibrazioni regolari
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2. Errori di misurazione specifici dello strumento
2.1. Calibri
2.1.1. Applicazione di una forza eccessiva
Il calibro non dispone di un dispositivo per applicare una forza di misurazione costante, come ad esempio la frizione limitatrice di un micrometro per esterni. Durante la misurazione, applicare una forza costante e misurare il pezzo il più vicino possibile alla parte superiore dei becchi.
Se il corsoio mobile si inclina durante la misurazione e non è più parallelo al corsoio fisso, ad esempio perché sul corsoio viene esercitata una forza eccessiva o perché il bordo di riferimento non è diritto, si verifica un errore di misurazione.
2.1.2. Errore di parallasse
Osservare direttamente la tacca del nonio quando si verifica l'allineamento tra le tacche del nonio e quelle della scala principale.
Quando si osserva una tacca del nonio da una direzione obliqua, come illustrato nella figura, la posizione apparente di allineamento risulta distorta di ΔX a causa di un effetto di parallasse, provocato dall'altezza del gradino H tra i piani delle tacche del nonio e quelli della scala principale. Ciò causa un errore nella lettura del valore misurato. Per evitare questo errore, secondo la norma JIS, l'altezza del gradino non deve superare 0,3 mm.
2.1.3. Misurazione interna di diametri troppo piccoli
Le punte di misura affilate per le misurazioni interne non devono essere utilizzate per misurare fori con un diametro inferiore a circa 3 mm. In questo caso, i becchi per misurazioni interne non possono poggiare sui punti più esterni del foro, causando un risultato di misurazione errato.
2.1.4. Inclinazione durante la misurazione della profondità con il calibro
Durante la misurazione con un calibro di profondità, assicurarsi che la superficie di riferimento sia pulita e priva di bave. Il ponte di misura deve poggiare completamente sulla superficie di riferimento e non deve inclinarsi. Utilizzare lo strumento di misura possibilmente in direzione verticale, soprattutto con ponti di misura lunghi.
2.2. Micrometri
2.2.1. Utilizzo generale
Assicuratevi che sulle superfici di misura non siano presenti impurità. È possibile rimuoverle facilmente inserendo un foglio di carta pulito tra le superfici di misura (come se voleste misurarne lo spessore) e sfilandolo lentamente.
Assicuratevi di fissare il micrometro nel supporto in posizione diritta e senza tensioni, affinché l’utensile non si muova durante la misurazione.
Dopo l’uso, allontanate le superfici di misura di circa 1–2 mm e non bloccate il mandrino.
2.2.2. Errore di parallasse
Anche nei micrometri può verificarsi un errore di parallasse durante la lettura dei risultati di misura. Pertanto, osservate sempre direttamente dall’alto la linea di riferimento quando effettuate una lettura sulle tacche del tamburo. Se le tacche vengono osservate da un’angolazione, non è possibile leggere la corretta posizione di allineamento delle linee.
SUGGERIMENTO: Stima degli intervalli intermedi
La graduazione del tamburo può essere stimata anche a intervalli di 0,001 mm quando le linee sono quasi sovrapposte, poiché lo spessore delle linee corrisponde a 1/5 della distanza tra le linee indicate.
2.2.3. Forza di misura
Durante la misurazione utilizzate sempre la frizione a sensibilità, il tamburo a cricchetto o il tamburo a frizione. Portate lentamente le superfici di misura a contatto e azionate più volte la frizione a sensibilità (2–3 giri) per applicare una forza di misura costante. Una forza di misura eccessiva o insufficiente può compromettere la precisione della misurazione. Fate attenzione a non superare il valore superiore del campo di misura, poiché ciò potrebbe danneggiare il micrometro. Non fate rientrare ulteriormente il mandrino quando avvertite resistenza.
2.2.4. Impostazione del riferimento
Eseguite regolarmente l’impostazione di base e, se necessario, la regolazione del micrometro con l’ausilio di un blocchetto pianparallelo calibrato o di un anello di regolazione. Soprattutto in caso di uso frequente o di condizioni ambientali variabili, la verifica del riferimento è indispensabile per garantire risultati di misura precisi.
Se per la misurazione con un micrometro per interni a tre punti utilizzate solo una parte della superficie di misura (linea di contatto), assicuratevi di impostare il punto di riferimento nella stessa posizione della superficie di misura. Seguite la regola generale: impostate lo strumento nello stesso modo in cui effettuate la misurazione.
2.3. Micrometri
2.3.1. Uso generale
Utilizzate un dispositivo di supporto che non si deformi in modo significativo durante il normale utilizzo. Tenete inoltre presente che le irregolarità della superficie di riferimento possono causare errori di misurazione.
Durante l’azzeramento, ritraete il perno di misura di almeno 0,2 mm dalla posizione di battuta per compensare il gioco di inversione che si verifica quando cambia la direzione del movimento.
Evitate di muovere rapidamente il perno di misura e non esercitate forze trasversali, per non compromettere la precisione.
Utilizzate una leva di sollevamento o un sollevatore a filo per sollevare il perno di misura dal pezzo.
2.3.2. Allineamento impreciso del perno di misura
Per evitare errori di misurazione causati dal posizionamento non perpendicolare del perno di misura rispetto al piano, il perno di misura deve essere allineato esattamente alla direzione di misurazione prevista. Se il perno di misura non è perpendicolare alla superficie di misurazione, viene misurata una distanza maggiore di quella effettiva. Idealmente, utilizzate un tavolo di misura di precisione rigido alla torsione con supporto per comparatore.
2.3.4. Errore di parallasse
Anche nei comparatori analogici si verifica un errore quando la scala non viene letta esattamente frontalmente e perpendicolarmente, ma da un’angolazione obliqua. Pertanto, anche in questo caso la lettura deve essere effettuata sempre all’altezza degli occhi e il più possibile ad angolo retto rispetto alla scala.
2.3.5. Inserto di misura errato
Se si eseguono misurazioni speciali, la forma e le dimensioni dell’inserto di misura devono essere adeguate alla relativa operazione di misurazione. A questo scopo sono disponibili inserti di varie forme.
2.4. Altimetri/tracciatori
2.4.1. Sollevamento della base dalla superficie di riferimento
Durante la regolazione dell’altezza della punta per tracciare con l’aiuto di un pezzo o di una pila di blocchetti di riscontro, può accadere che la base si sollevi dalla superficie di riferimento. Ciò avviene quando si esercita una forza eccessiva verso il basso sul cursore, causando errori di misurazione. Pertanto, spostate lentamente il cursore verso il basso mentre la punta per tracciare si avvicina al blocchetto di riscontro o al pezzo. La regolazione è corretta quando si percepisce che, durante il movimento oltre il bordo della superficie, la punta per tracciare la sfiora leggermente.
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