Metrologia dimensionale · Spessore
Spessimetro meccanico a comparatore: come funziona
Lo spessimetro meccanico a comparatore misura lo spessore di un materiale stringendolo tra un’incudine fissa e un tastatore mobile, e leggendo la distanza tra i due su un quadrante. È di fatto un comparatore montato su un telaio a C: l’incudine chiude il fondo della gola, il tastatore scende dall’alto e la lettura indica la distanza tra le due facce. A differenza dei metodi a ultrasuoni, che leggono da un solo lato, qui serve accedere a entrambe le facce; in cambio la misura è immediata e non richiede taratura sul materiale. È lo strumento d’elezione per lamiere, fogli e guarnizioni. Questa pagina spiega il principio a contatto, cosa determina il campo utile, perché la forza di misura è decisiva sui materiali comprimibili e come si evitano gli errori più comuni.
Lo spessimetro meccanico a comparatore misura lo spessore di un materiale stringendolo tra un’incudine fissa e un tastatore mobile, e leggendo la distanza tra i due su un quadrante. È lo strumento più diretto per controllare lo spessore di lamiere, fogli, pellicole, cuoio, gomma e guarnizioni, quando si può accedere a entrambe le facce del pezzo.
Questa pagina spiega il principio a contatto su cui si basa, che cosa determina il campo utile dello strumento, perché la forza di misura è decisiva sui materiali comprimibili e come si evitano gli errori più frequenti. Serve a chi controlla lo spessore in produzione o in accettazione senza ricorrere a metodi non a contatto.
Il principio a contatto
Lo spessimetro a comparatore è di fatto un comparatore montato su un telaio a C: l’incudine chiude il fondo della gola, il tastatore scende dall’alto e la lettura sul quadrante indica la distanza tra le due superfici, cioè lo spessore del pezzo interposto. Una leva permette di sollevare il tastatore per inserire e togliere il materiale senza rigarlo né comprimerlo bruscamente.
A differenza dei metodi non distruttivi a ultrasuoni, che leggono lo spessore da un solo lato, qui serve accedere a entrambe le facce. In cambio la misura è immediata, non richiede taratura sul materiale e non dipende dalle sue proprietà fisiche interne: conta solo la geometria.
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Campo, gola e forma dei contatti
Due grandezze definiscono il campo d’uso dello strumento. Lo spessore massimo misurabile dipende dalla corsa del tastatore; la profondità di gola, cioè la distanza tra i contatti e il telaio, stabilisce quanto in dentro dal bordo si può misurare. Una gola profonda consente di raggiungere il centro di un foglio ampio; una gola corta limita la misura alla zona vicino al bordo.
La forma dei piattelli
La forma dei contatti si sceglie in funzione del materiale. Piattelli piani e larghi distribuiscono la forza e sono adatti a materiali morbidi; contatti a sfera o a coltello servono per superfici curve, tubi o zone ristrette. Su un tubo, per esempio, un contatto piano leggerebbe una corda anziché lo spessore reale della parete, e va sostituito con uno sferico interno abbinato a uno piano esterno.
La forza di misura sui materiali comprimibili
Su gomma, schiume, tessuti e carta la forza di contatto comprime il materiale e la lettura risulta inferiore allo spessore a riposo. Per questo le versioni dedicate ai materiali soffici impiegano una forza di misura bassa e normalizzata, e talvolta un piattello di area definita, così che le misure siano confrontabili tra loro. Su metalli rigidi il problema non si pone e la forza serve solo a garantire un contatto stabile.
Procedura e taratura
Prima dell’uso si azzera lo strumento a contatti chiusi: incudine e tastatore devono combaciare e il quadrante indicare zero. Se lo strumento parte da un valore di riferimento, si verifica su un campione noto. Poi si solleva il tastatore con la leva, si inserisce il pezzo, si abbassa dolcemente il tastatore e si legge il valore quando la lancetta si è stabilizzata.
| Materiale | Contatti consigliati | Forza di misura |
|---|---|---|
| Lamiera metallica | Piattelli piani | Standard |
| Tubo o superficie curva | Sfera interna, piano esterno | Standard |
| Gomma, schiuma | Piattello di area definita | Bassa e normalizzata |
| Carta, film sottile | Piattelli piani ampi | Bassa |
La verifica dello zero e del campione va ripetuta a intervalli regolari e ogni volta che si cambiano i contatti. Il riferimento per la taratura sono i Blocchetti pianparalleli e campioni di riferimento.
Quando conviene un altro strumento
Lo spessimetro a comparatore è imbattibile per rapidità e semplicità, ma richiede l’accesso a entrambe le facce e una gola sufficiente. Quando si può accedere a un solo lato, come su un serbatoio chiuso, il metodo a contatto non è applicabile e si ricorre a strumenti a ultrasuoni, trattati in un altro ramo del catalogo. Quando invece serve la quota lineare di un pezzo massiccio, e non lo spessore di un foglio, tornano utili i Calibri e micrometri.
Il montaggio di un comparatore su telaio dedicato imparenta questo strumento con i Comparatori a quadrante e digitali, di cui condivide il cuore di misura. Entrambi appartengono alla Metrologia dimensionale.
Gli spessimetri a forcella Käfer
Nella nomenclatura Käfer la lettera indica la lettura — K vale 0,1 mm, J vale 0,01 mm, F vale 0,001 mm, e la D aggiunta indica la versione digitale — mentre il numero è la profondità di gola in millimetri, cioè quanto lo strumento entra dal bordo del pezzo. Le card sono raggruppate secondo questi due criteri: prima la finezza di lettura, poi quanto lontano dal bordo si arriva.
Tascabili — gola piccola, strumenti da tasca
Tascabile · 0,1 mm
Käfer K 15 e K 15/2
Quando lo strumento deve stare in tasca e andare sul pezzo: gola 15 mm, lettura 0,1 mm, campo 10 mm sul K 15 e 20 mm sul K 15/2.
Tascabile · 0,01 mm
Käfer serie J tascabile
Quando sul tascabile il decimo non basta: J 12, J 15 e J 45 leggono 0,01 mm su gole di 12, 18 e 45 mm, con dispositivo di sollevamento su tutti e tre.
Analogici a gola profonda, lettura 0,1 mm
0,1 mm · gola 50 mm
Käfer serie K 50
Quando serve scegliere il campo senza cambiare gola: cinque versioni con campo 10, 20, 30 o 50 mm sui medesimi 50 mm di gola. Previsto il montaggio su supporto a colonna.
0,1 mm · gola 100 mm
Käfer K 100
Quando il punto da controllare non è raggiungibile con una forcella corta: 100 mm dal bordo, lettura 0,1 mm, campo 30 mm.
0,1 mm · gola 200-400 mm
Käfer K 200, K 300 e K 400
Lo stesso strumento con tre forcelle: cambia solo la gola — 200, 300 o 400 mm. Lettura 0,1 mm, campo 30 mm e sollevamento su tutti e tre.
0,1 mm · gola 600 mm
Käfer K 600/50
Quando il punto da misurare è al centro di un pezzo largo oltre un metro: 600 mm di gola e campo 50 mm, con lettura 0,1 mm.
Analogici a gola profonda, lettura 0,01 mm
0,01 mm · gola 50 mm
Käfer serie J 50
Quando il decimo non basta ma la gola da 50 mm è sufficiente: lettura 0,01 mm, campo 10 mm o 30 mm sulle versioni /30, accuratezza secondo DIN 878.
0,01 mm · gola 100-300 mm
Käfer J 100, J 200 e J 300
Quando il punto da misurare è lontano dal bordo e serve comunque il centesimo: gola 100, 200 e 300 mm, lettura 0,01 mm, sollevamento su tutti.
Analogici di precisione, lettura 0,001 mm
0,001 mm · gola 50 mm
Käfer F 50
Quando serve il millesimo di millimetro sulla gola del J 50: campo 5 mm, forza di contatto 1,7 N ±20 % e sollevamento di serie.
0,001 mm · fogli
Käfer F 1000/30
Destinato dal costruttore allo spessore dei fogli: campo 1 mm, gola 30 mm e giro di lancetta da 0,2 mm, scelto per ridurre l’effetto delle differenze di temperatura.
0,001 mm · film sottili
Käfer F 1101/30 (e -0.1)
Uso dichiarato dal costruttore: spessore di film sottili. Giro di lancetta 0,1 mm e gola 30 mm; la versione -0.1 limita il campo a 0,1 mm con errore massimo 1,5 µm.
Digitali, risoluzione 0,01 mm
Digitale · 0,01 mm
Käfer JD 50 e JD 100
Quando il valore letto deve uscire verso un sistema esterno: risoluzione 0,01 mm, campo 12,5 mm, errore massimo 20 µm; gola 50 mm o 100 mm.
Digitale · campo 25 mm
Käfer serie JD /25
Quando il campo standard non basta: 25 mm di campo con risoluzione 0,01 mm, telaio ad altezza maggiorata e sollevamento, in gole da 50, 100 e 200 mm.
Digitale · gola 200-300 mm
Käfer JD 200 e JD 300
Il tastatore digitale portato a 200 e 300 mm dentro il pezzo: risoluzione 0,01 mm, campo 12,5 mm e sollevamento su entrambi.
Digitali, risoluzione 0,001 mm
Digitale · 0,001 mm
Käfer FD 50 (e FD 50 TOP)
Quando i 20 µm del JD non bastano: stessa gola 50 mm e campo 12,5 mm, ma risoluzione 0,001 mm ed errore massimo 5 µm.
Digitale · 0,001 mm su 25 mm
Käfer serie FD /25
Campo ampio e risoluzione fine insieme: 0,001 mm su 25 mm di campo, in gole da 50, 100 e 200 mm. Il FD 200/25 ha telaio rinforzato e supporto proprio.
Digitale · film sottili
Käfer FD 1000/30-3
Sui film sottili, dove il calore della mano conta: errore massimo 3 µm, il più basso della gamma digitale, campo 3 mm, gola 30 mm, impugnatura isolata.
Norma dedicata — veli e nontessuti
DIN EN ISO 9073/2
Käfer 9073-2
Uso esclusivo dichiarato: spessore del velo secondo DIN EN ISO 9073/2, parte 5.1. Contatti piani da 108 e 56,5 mm di diametro, lettura 0,01 mm, gola 200 mm.
Domande frequenti
Lo spessimetro a comparatore misura per contatto tra due facce e legge la geometria; quello a ultrasuoni misura da un solo lato leggendo il tempo di volo di un’onda. Il primo richiede accesso a entrambe le facce, il secondo serve dove si accede a un solo lato.
Perché la forza di contatto comprime il materiale e la lettura registra lo spessore compresso, non quello a riposo. Sui materiali soffici si usa una forza di misura bassa e normalizzata, e un piattello di area definita, per ottenere misure confrontabili.
È la distanza tra i contatti e il telaio a C dello strumento: stabilisce quanto in dentro dal bordo del pezzo si può misurare. Una gola profonda raggiunge il centro di un foglio ampio, una gola corta limita la misura alla zona vicino al bordo.
Con un contatto sferico all’interno e uno piano all’esterno, così da leggere lo spessore reale della parete e non una corda. Un contatto piano su superficie curva darebbe una lettura falsata.
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