Miglior micrometro: guida all'acquisto

I micrometri sono degli strumenti di misura a forma di arco, impiegati nel settore meccanico per rilevare in modo diretto le grandezze lineari di un elemento, con una precisione che può arrivare anche a 1 millesimo di millimetro ossia 1 μm (micrometro). Questi dispositivi sono anche noti come palmer o micrometri a vite. I micrometri più diffusi sono quelli per esterno e nella guida si farà riferimento ad essi negli esempi e nelle descrizioni.

Fu Galilei il primo scienziato a realizzare un micrometro rudimentale per misurare con precisione la distanza dei satelliti di Giove dal pianeta stesso. Il suo strumento era un regolo diviso in 20 segmenti uguali inserito sul telescopio con cui guardava il firmamento e lungo cui poteva spostarsi. Il micrometro venne utilizzato a partire dal 1600 in ambito astronomico per mappare le costellazioni finché nel diciannovesimo secolo lo studioso Palmer lo modificò per altri tipi di misurazioni e se ne diffuse l’uso in ambito meccanico con il nome di palmer.

Il micrometro permette di misurare un oggetto sia internamente che esternamente ed in profondità, con un'approssimazione che va da circa un centesimo di millimetro sino a un micrometro. In ambito industriale o meccanico, l’oggetto misurato è solitamente un pezzo in produzione, in assemblaggio o in lavorazione; è di piccole dimensioni e ci si riferisce ad esso come “target”. Per poter rilevare la lunghezza del target, occorre fissare quest’ultimo tramite una vite detta micrometrica.

Gli strumenti di misura di precisione quali i micrometri, trovano largo impiego nel settore industriale e automobilistico e in tutte le aziende che lavorano con piccole parti o producono oggetti con dettagli. L’utilizzo dei micrometri è indispensabile per test sulla qualità del prodotto in tutte le fasi del processo di produzione, dalla fase prototipale sino alla realizzazione in serie degli articoli stessi.

Per le sue peculiarità, il micrometro viene utilizzato diffusamente anche nel settore orafo, per misurare la grandezza delle pietre preziose e dei componenti dei gioielli.

Questo strumento, noto anche come micrometro a vite, è formato da 9 componenti principali di seguito elencati con riferimento all’immagine riportata:

L’incudine è l’elemento in cui viene posto il target, ossia il pezzo che si vuole misurare. Nell’asta di misurazione invece c’è una vite scorrevole con passo ben determinato.

Come tutti gli strumenti di misura di precisione, ogni componente deve essere progettato e costruito con cura e con materiali idonei. Ogni alterazione dell’ambiente circostante può compromettere la misura a causa dell’alterazione del materiale stesso. Ciò accade ad esempio al variare della temperatura ambiente o della presenza di agenti atmosferici che possono alterare sia i materiali del micrometro che quelli del target.

Si parla di potere di risoluzione di uno strumento quando esso è in grado di rilevare che due punti vicinissimi fra loro sono distinti e non coincidenti. Il principio di Abbe, molto noto a chi progetta strumenti di misura, asserisce che "per migliorare la precisione di misurazione, il target e la scala dello strumento devono essere allineati nella direzione di misurazione". I micrometri seguono la formula di Abbe perché scala e posizione di misura sono in linea. In questo modo lo strumento ha potere di risoluzione e la misura risulta accurata.

La vite micrometrica è il pezzo più importante del micrometro e deve essere costruita con la massima precisione. Si definisce passo (P) di una vite ad elica la distanza che intercorre tra 2 filetti consecutivi, misurata lungo la generatrice della vite stessa.

Facendo riferimento al micrometro esterno, quello di uso più comune e diffuso, quando il tamburo del micrometro compie un giro completo, la vite scorre in avanti di un tratto che corrisponde al proprio passo (P). Lo spostamento della vite viene indicato nella scala graduata sita sul tamburo.

Qual è la relazione tra il passo della vite e la scala graduata di un micrometro? Se si considera per esempio una vite con un passo P pari a 1 mm, la scala graduata sul tamburo avrà 100 tacchette (n=100) ciascuna delle quali rappresenta uno spostamento in avanti di P/n ossia 1/100 = 0,01 mm.

La scala ed il tamburo graduati danno insieme l’informazione completa sulla misura del target in quanto: la prima indica la parte intera del valore misurato, il secondo indica la parte frazionaria.

In commercio si trovano varie tipologie di micrometri, ciascuna ideale per esigenze applicative specifiche ossia in base alle misure da fare, al target in oggetto, alla precisione desiderata. In generale gli strumenti si possono classificare come segue.

Micrometri per esterni

Come dice il termine, i micrometri per esterni misurano lunghezze esteriori come ad esempio gli spessori e i diametri esterni. Si tratta degli strumenti più diffusi e hanno i telai ad arco di grandezze differenti con intervalli di 25 mm che è anche la misura limite della vite stessa. La vite micrometrica filettata ha un passo di mezzo millimetro. Nel telaio di questi strumenti viene riportato il campo di misura, ossia il valore di portata minima e massima, l’approssimazione della misura che determina l’accuratezza dello strumento, le temperatura di utilizzo e di taratura.

Micrometri per interni

I micrometri per interni misurano invece grandezze più nascoste, come ad esempio intercapedini e vani interni. Per esigenze costruttive, il loro campo di misura è più piccolo rispetto ai micrometri per esterni.

In questa categoria rientrano anche i micrometri a due punti e i micrometri a tre punti, ottimizzati per misure interne di forme cilindriche o particolari e idonei a rilevare l’entità del diametro di fori. I micrometri a 2 o 3 punti sono cilindrici e hanno dei punti di contatto (2 o 3 punti a seconda dello strumento) che escono radialmente dal corpo centrale e sono sfasati tra loro di angoli predeterminati, generalmente 120 gradi nello strumento a 3 punti e 180 gradi in quello a 2 punti. Il funzionamento è analogo a quello dei micrometri standard ma la precisione della misura dei diametri del foro viene affidata (e garantita) ai punti di contatto.

Micrometri di profondità

Questi micrometri sono strumenti molto precisi, fatti in modo tale da misurare la profondità delle forme, come nei casi in cui gli oggetti hanno dei gradini o in presenza di cave. In alcuni modelli, per rilevare profondità diverse si possono usare aste con incrementi predeterminati, generalmente di 25 mm. Le aste sono intercambiabili in modo da adattarsi alle varie misure con flessibilità ma sempre garantendo un’alta precisione.

All’interno di queste categorie i micrometri si differenziano per le diverse applicazioni, a seconda della forma e delle dimensioni degli oggetti da misurare. Ad esempio troviamo i micrometri per la misura del diametro interno di un foro, i micrometri per filetti utilizzati per misurare le filettature delle viti, i micrometri per la misura delle pareti dei tubi. Esistono anche i micrometri per fogli che servono a misurare lo spessore di lastre di vario materiale, i micrometri con testa a leva studiati per oggetti particolarmente complessi da misurare, i micrometri lisci specifici per le misure di superfici lisce e regolari; si possono anche trovare i micrometri rezbomerny e wire per misure di parti molto sottili come i cavi ottici.

Dal punto di vista costruttivo, invece, i micrometri si possono suddividere in digitali e meccanici.

E’ difficile costruire strumenti di misura di precisione come i micrometri di grandi dimensioni perché la filettatura stessa di una vite più lunga perde precisione e diviene meno accurata. Anche il telaio stesso dello strumento perde stabilità e precisione quando le sue dimensioni sono eccessive.

I micrometri sono strumenti maneggevoli e pratici e devono la loro diffusione proprio grazie alla precisione delle misure da essi effettuate. Tuttavia, nel caso in cui sia necessario effettuare delle misure su oggetti di forma non regolare o con spessori diversi, sono disponibili dei micrometri ad aste componibili e intercambiabili per ottenere le misure desiderate. In questi strumenti la corsa della vite è sempre di 25 mm, in modo da non compromettere la precisione del rilievo effettuato, ma le aste consentono di misurare un range che va da zero sino ad oltre i 150 mm.

I calibri sono strumenti di misura di precisione costituiti da una scala fissa e una scala mobile (nonio). Le scale sono realizzate su aste opportunamente segmentate: l’asta fissa è suddivisa in mm mentre l’asta mobile (corsoio) segmenta un range di 100 mm in parti specifiche che dipendono dalla tipologia di strumento. Nel calibro centesimale il nonio sul corsoio è suddiviso in 99 parti; nel calibro cinquantesimale il nonio è suddiviso in 49 parti; nel calibro ventesimale la scala mobile è costituita da 19 parti; nel calibro decimale, infine, il nonio è suddiviso in 9 segmenti.

La suddivisione così concepita, permette di associare perfettamente un’unica tacchetta della scala fissa ad un’unica tacchetta del nonio. Le 2 tacchette risulteranno perfettamente allineate ed il valore letto sul nonio rappresenterà la frazione millimetrica della misura. La particolare forma del calibro permette di rilevare valori sia interni che esterni ed anche di profondità. Il calibro analogico a corsoio, detto anche calibro Vernier, per sua natura è molto preciso ma la misura può essere compromessa a causa di errori umani, in particolare da movimenti oscillatori o bruschi. Il micrometro manuale, da questo punto di vista, è più affidabile come strumento di precisione rispetto al calibro manuale.

I micrometri sono strumenti di misura molto sensibili e costosi. Una corretta manutenzione non solo assicurerà una misurazione costante, ma ne prolungherà l’efficienza.

La pulizia dello strumento deve essere effettuata su un piano di lavoro adatto. Può sembrare scontato, ma spesso è una di quelle cose a cui si viene meno. Evita che sul piano di appoggio vi siano altri strumenti, o materiale che possa danneggiare le parti delicate dello strumento.

Utilizzando un panno soffice, meglio se di cotone, pulire le parti visibili senza l'uso di solventi organici (acetone, alcol, triellina ecc.).

Se pensate di non utilizzare lo strumento per un lungo periodo, e il vostro micrometro dispone di un display digitale che utilizza le batterie, procedere alla rimozione di queste ultime.

Nel riporre lo strumento, non lasciare lo stesso sotto la luce diretta del sole o in ambienti troppo caldi o freddi. Parimenti riponetelo in un luogo dove urti o cadute accidentali possano compromettere la capacità di misurazione.

In merito alla calibrazione, invece, si può ricorrere all'utilizzo delle referenze. Le referenze di solito sono dei dischi o dei pezzi d’acciaio rettangolari che vengono usate per la manutenzione del micrometro prima della misurazione.

In commercio si trovano diversi modelli di micrometri: in generale si può dire che le varie tipologie di micrometri differiscono tra loro per la modalità con cui viene presa la misura del target in base alla forma stessa del target ed alla sua complessità costruttiva. La scelta dello strumento più adatto alle proprie esigenze va quindi fatta considerando il campo d’applicazione di interesse e la tipologia di target da misurare.

Quando si acquista un micrometro per misure di precisione, è bene verificare il rispetto delle normative che sono alla base delle corrette caratteristiche di funzionamento e di qualità della misura. Le normative sono diverse, come ad esempio UNI, ISO e DIN (DIN 863 T1, DIN 863 T3, DIN 863 T2, DIN 863 T4). Tali normative riportano anche gli errori ammissibili, le procedure per la taratura degli strumenti e come utilizzarli nel modo più corretto.