BREVE STORIA DEL MICROMETRO

Il primo micrometro fu inventato nel 1848 da Jean Laurent Palmer. Consisteva in un asta con filettatura ad un solo principio da 1 mm e una rotazione in 20 parti uguali per poter dare una risoluzione di 0,05 mm. Questo strumento di misura era così completo ed avanzato che da allora il principio di funzionamento è restato lo stesso.

Il micrometro di Palmer fu visto in un esposizione di Parigi nel 1867 da J.R. Brown e Lucian Sharpe, che ne intuirono le potenzialità e lo introdussero nel nuovo mondo apportando le prime innovazioni. Il primo modello era molto piccolo rispetto agli attuali, ma fu destinato a diventare il pioniere di quello che oggi è uno strumento indispensabile ad ogni tecnico. Esisteva già un modello inventato da James Watt verso il 1772, ma era un modello da banco, come di seguito illustrato.

Il micrometro di Palmer, utilizzando un singolo asse per la misura e per la lettura, rispecchiava alla perfezione il Principio di Abbe.

MICROMETRO E SUOI COMPONENTI

Inventato da Palmer, questo strumento di misura è stato uno fra i piu utilizzati in qualsiasi attività metalmeccanica. Diversamente dal calibro l’intervallo di misurazione di un micrometro per esterni è di 25 mm. Il fattore di successo è costituito dalla vite. Il micrometro per esterni è composto da questi elementi :

• INCUDINE: superficie di riferimento, deve essere sempre pulita e quando non viene utilizzata, deve restare leggermente separata dall’asta, per consentire l’evaporazione dell’umidità evitando la corrosione
• ASTA DI MISURA: può essere di due tipi. Girevole che è il modello standard, oppure fissa
• TAMBURO A FRIZIONE O NOTTOLINO DI ARRESTO: tra le prime innovazioni al modello di Palmer fu, di importanza rilevante, quella di inserire un nottolino a molla per limitare la forza di chiusura a un livello ragionevolmente basso e costante. Questo miglioramento fu uno tra i primi di una lunga serie di fasi di sviluppo

Questa tipologia di strumenti sono manuali, percui la precisione dipende dall’abilità dell’operatore; per questo motivo nei micrometri meccanici in dotazione c’è una chiave che permette di regolare il meccanismo di arresto che agisce sul filetto. In questo modo è possibile aumentare o diminuire la forza di misura in base all’operatore.

PRIME FASI DELLO SVILUPPO DEI MICROMETRI PER ESTERNI

L’inventore Palmer non considerò l’usura del filetto della vite, ma prima della fine del XIX secolo venne introdotto un dispositivo in grado di minimizzare il gioco prodotto. Di seguito l’elenco dei brevetti nel solo 1909 a dimostrazione delle enormi innovazioni relative ai micrometri per esterni.

VITI MICROMETRICHE

L’accuratezza e l’unità di formato sono stabilite dalla vite micrometrica della relativa asta di misura. Questo componente in tutti gli strumenti rimane nascosto, lo si può vedere solo smontando per la regolazione o la pulizia.

LETTURA DEL DELLA SCALA

Come si legge il micrometro?

LETTURA DELLA SCALA  IN POLLICI

Micrometro in pollici: niente paura!

IL MICROMETRO DIGITALE

La necessità di leggere i risultati della misura direttamente in cifre risale a molti anni fa, ma, come si è potuto vedere, avere una lettura immediata e precisa è difficile nei micrometri con scala graduata. Brown e Sharpe scelsero una vite da 40 filetti per pollice come asta di misura pertanto una rotazione completa dell’asta di misura corrispondeva a 0,025 pollici. Per cui per effettuare la lettura bisognava effettuare alcuni calcoli, pure semplici, ma che comportavano errori di lettura soprattutto per la velocità con cui venivano eseguiti. L’antenato del micrometro digitale fu brevettato da Brown e Sharpe negli anni ’10. La versione attuale del micrometro digitale, dovette aspettare molto tempo con l’avvento della microelettronica.

ESEMPI DI MISURE EFFETTUABILI: MISURAZIONE PARETE CURVA

Per misurare una parete curva è necessario usare un’incudine con raggio di curvatura inferiore a quello da misurare. Per effettuare questo tipo di misurazione con micrometri per esterni standard bisogna dotarsi di un accessorio di nome capruggine a sfera illustrato nella figura (a), se non disponibile si può utilizzare una sfera campione di qualunque misura come disposto nella figura (b). Questa seconda soluzione è piuttosto scomoda perché la sfera potrebbe cadere rompendosi o rovinandosi percui è meglio optare per la soluzione figura (a) capruggine a sfera, che è costituita da una sfera d’acciaio con sfericità 0,25 mm e un cappuccio di gomma per fissarla all’incudine del micrometro per esterni.

MICROMETRI MITUTOYO A LAME PER SCANALATURE: ALCUNI ESEMPI DI MISURAZIONI

Il micrometro a lame per scanalature è sicuramente il più diffuso. Senza uno speciale strumento come questo (con asta fissa) sarebbe molto difficile ad esempio misurare le sedi degli o-ring e più in generale delle cave protette da flange. Si possono eseguire misurazioni all’interno di un piccolo foro o di un cilindro, ad esempio la larghezza di un scanalatura (misura interna) o lo spessore di una flangia (misura esterna), di seguito illustrati alcuni esempi.

MICROMETRO DI PROFONDITA’

Questi strumenti vengono impiegati per misurare le profondità di gradini ed  usano lo stesso tipo di asta di misura e di scala graduata dei micrometri per esterni ma qui la scala graduata è posizionata in senso inverso. Nei micrometri di profondità analogici l’asta di misura copre la scala e i valori numerici normalmente visibili in un micrometro per esterni. Pertanto le versioni digitali sono più diffuse. Questi strumenti di misura sono forniti in set contenenti 3, 6 o 12 aste di misurazione intercambiabili consentendo un’ampia gamma di misurazioni. Queste aste sono fissate tramite un tappo removibile su cui si trova il nottolino di arresto. Quando si sostituisce un’asta bisogna sempre verificare che sia pulita e inserirla ricontrollando con un blocchetto pianparallelo il punto minimo del campo di misura, come mostrato nell’immagine precedente. Inoltre quando si utilizza un micrometro di profondità è importante che la base venga spinta con forza contro la superficie di riferimento per evitare che la forza di misura separi la base da tale superficie. Il nottolino di arresto assicura una forza di misura ragionevolmente ridotta.

I MICROMETRI PER INTERNI

Il micrometro per interni a due punti di contatto viene utilizzato per effettuare vari tipi di misurazione interne dai 25 mm in su, più generalmente utilizzato per misurazione di diametri di grandi dimensioni servendosi anche delle prolunghe intercambiabili. Molti ritengono che misurare un diametro con un micrometro per interni sia però due volte più difficile di misurare un diametro esterno. Probabilmente è meglio dire dieci volte più difficile in quanto due operatori diversi non riescono mai a ripetere due volte la stessa misura od ottenerla uguale tra di loro. Per ottenere una misura ottimale di un diametro interno con un micrometro per interni bisogna procedere alla misurazione come illustrato nella figura sottostante, appoggiando un’estremità a un punto fisso P1 e oscillando lo strumento per trovare il punto diametralmente opposto P2 finché non si individua il massimo in direzione radiale come fig. (a), quindi oscillare lo strumento finché non si trova il minimo in direzione assiale, come fig. (b).

Questo procedimento richiede molta pazienza e non evidenzia errori di forma, ad esempio se il foro è ovale o lobato. Per determinare ciò bisogna riprendere la misura in più punti esaminando l’intera parete ma questo non consente di rilevare strane forme multilobate. Il sistema attuale per determinare il diametro con un micrometro per interni a due punti di contatto è fare la media di più misurazioni. Per misure più precise e sicure si possono utilizzare i micrometri per interni a tre punti di contatto, ad esempio i micrometri Mitutoyo Holtest.

Tratto da : Manuale di Metrologia Mitutoyo.

Approfondimenti: https://it.wikipedia.org/wiki/Micrometro

Video introduttivo del micrometro Mitutoyo QuantuMike dal canale Youtube di Mitutoyo