Micròmetre (instrument de mesura)

De Viquipèdia
(S'ha redirigit des de: Micròmetre (aparell))
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Micròmetre d'exteriors 0-25, típic.

El micròmetre, que també s'anomena cargol o calibre de Palmer o simplement palmer, és un aparell que serveix per a mesurar amb precisió dimensions de l'ordre de mil·lèsimes de mil·límetre. el nom deriva etimològicament de les paraules gregues μικρο (micros, petit) i μετρoν (metron, mesura); el seu funcionament es basa en un cargol micromètric que serveix per a valorar la mida d'un objecte amb gran precisió, en un rang de l'ordre de centèsimes o de mil·lèsimes de mil·límetre, 0,01 mm ó 0,001 mm (micra) respectivament.

L'instrument, d'aspecte similar al d'una falç, es basa en un cargol de pas constant roscat interiorment que en anar girant desplaça un tambor graduat on indica la distància recorreguda linealment pel cargol.

Per procedir amb la mesura posseeix dos extrems que són aproximats mútuament gràcies a un cargol de rosca fina que disposa en el seu contorn d'una escala gravada, la qual pot incorporar un nònius. La longitud màxima mesurable amb el micròmetre d'exteriors és de 25 mm normalment, tot i que també n'hi ha de 0 a 30, sent per tant necessari disposar d'un aparell per a cada rang de mides a mesurar: 0-25 mm, 25-50 mm, 50-75 mm...

A més, sol tenir un sistema per limitar la torsió màxima del cargol, necessari ja que en ser molt fina la rosca no resulta fàcil detectar un excés de força que pogués ser causant d'una disminució en la precisió.

Història[modifica | modifica el codi]

Durant el Renaixement i la Revolució Industrial hi havia un gran interès a poder mesurar les coses amb gran precisió, cap dels instruments emprats en aquesta època semblen metres, calibres o micròmetres emprats en l'actualitat, segurament per aquest interès s'anomenà micròmetre.

Els primers experiments per a crear una eina que permetia la mesura de distàncies amb precisió en un telescopi astronòmic és de principis del segle XVII, com el desenvolupat per Galileo Galilei per mesurar la distància dels satèl·lits de Júpiter.

La invenció en 1640 per William Gascoigne del cargol micromètric suposava una millora del vernier o nònius utilitzat en el calibre i s'utilitzaria en astronomia per mesurar amb un telescopi distàncies angulars entre estrelles.

Micròmetre de Gascoigne elaborat per Robert Hooke.

Henry Maudslay va construir un micròmetre de banc el 1829, basat en el dispositiu de cargol de banc, compost d'una base i dues mandíbules d'acer, de les quals una es podia moure amb un cargol al llarg de la superfície de la guia. Aquest dispositiu estava dissenyat basat en el sistema mètric anglès, presentava una escala dividida en dècimes de polzada i un tambor, solidari al cargol, dividit en centèsimes i mil·lèsimes de polzada.

Una millora d'aquest instrument va ser inventada pel mecànic francès Jean Laurent Palmer en 1848 i que es va constituir en el primer desenvolupament de què es tingui notícia del cargol micromètric de mà. A l'Exposició de París d'aquest any, aquest dispositiu va cridar l'atenció de Joseph Brown i del seu ajudant Lucius Sharpe, qui van començar a fabricar de forma massiva a partir de 1868 en la seva empresa conjunta Brown & Sharpe . [1] L'àmplia difusió del cargol fabricat per aquesta empresa va permetre el seu ús en els tallers mecànics de mida mitjana.

El 1888 Edward Williams Morley va demostrar la precisió de les mesures, amb el micròmetre, en una sèrie complexa d'experiments. El 1890, l'empresari i inventor nord-americà Laroy Sunderland Starrett (1836-1922), va patentar un micròmetre que va transformar l'antiga versió d'aquest instrument en una similar a la usada en l'actualitat. Starrett va fundar l'empresa Starrett en l'actualitat un dels majors fabricants d'eines i instruments de mesura en el món.

La cultura de la precisió i l'exactitud de les mesures, en els tallers, es va fer fonamental durant l'era del desenvolupament industrial, per esdevenir una part important de les ciències aplicades i de la tecnologia. A principis del segle XX, la precisió de les mesures era fonamental en la indústria de matriceria i motlles, en la fabricació d'eines i en l'enginyeria, el que va donar origen a les ciències de la metrologia i metrotècnia, i l'estudi dels diferents instruments de mesura.

Parts[modifica | modifica el codi]

Partint d'un micròmetre normalitzat de 0 a 25 mm, de mesura d'exteriors, hi ha les següents parts:

Micròmetre


Cos
constitueix la carcassa del micròmetre; sol tenir unes plaquetes d'aïllant tèrmic per evitar la variació de mesura per dilatació.
Topall
determina el punt zero de la mesura, sol ser d'algun material dur (com "metall dur") per evitar el desgast així com optimitzar la mesura.
Espiga
Element mòbil que determina la lectura del micròmetre, la punta sol també tenir la superfície en metall dur per evitar desgast.
Femella de fixació
Permet bloquejar el desplaçament de l'espiga.
Tambor fix
Solidari al cos, on hi ha gravada l'escala fixa de 0 a 25 mm.
Tambor mòbil
Solidari a l'espiga, en la qual està gravada l'escala mòbil de 50 divisions.
Trinquet
limita la força exercida en realitzar el mesurament.

Si seccionem el micròmetre podrem veure el seu mecanisme intern: On podem veure l'espiga llisa en la part que sobresurt del cos i roscada a la part dreta interior, el pas de rosca és de 0,5 mm, el tambor mòbil solidari a l'espiga que gira amb ell, el trinquet a la part dreta de l'espiga, amb el mecanisme d'embragatge, que llisca quan la força exercida supera un límit.

L'extrem dret del cos és la femella on aquesta roscada l'espiga, aquesta rosca aquesta ranurada longitudinalment i té una rosca cònica en la seva part exterior, amb la seva corresponent rosca cònica d'ajust, aquest sistema permet compensar els possibles desgasts de la rosca, limitant, d'aquesta manera, el joc màxim entre l'espiga i la femella roscada en el cos del micròmetre.

Sobre el cos aquesta encaixat el tambor fix, que es pot desplaçar longitudinalment o girar si cal, per ajustar la correcta lectura del micròmetre, i que romandrà solidari al cos en les altres condicions.

La part del tambor fix, que deixa veure el tambor mòbil, és el nombre enter de voltes que ha donat l'espiga, ja que el pas de rosca de l'espiga és de 0,5 mm, l'escala fixa, gravada en el tambor fix, té una escala de mil·límetres sencers a la part superior i de mitjans mil·límetres en la inferior, és a dir l'escala és de mig mil·límetre.

El tambor mòbil, que gira solidari amb l'espiga, té gravada l'escala mòbil, de 50 divisions, numerada cada cinc divisions, i que permet determinar la fracció de tornada que ha girat el tambor, la qual cosa permet fer una lectura de 0,01 mm en la mesura.

Amb aquestes dues escales podem realitzar el mesurament amb el micròmetre.

Funcionament[modifica | modifica el codi]

El principi de funcionament o d'operació d'un micròmetre es basa en el fet que, si un cargol muntat en una femella fixa es fa girar, el desplaçament d'aquest en el sentit longitudinal, és proporcional al gir donat.

Animació del funcionament d'un micròmetre

El micròmetre utilitza el principi d'un cargol per transformar petites distàncies que són massa petites per ser mesurades directament, en grans rotacions que són prou grans com per llegir-les en una escala. La precisió d'un micròmetre es deriva de l'exactitud del cargol roscat que està al seu interior. Els principis bàsics de funcionament d'un micròmetre són els següents:

  1. La quantitat de rotació d'un cargol de precisió pot ser directa i precisament relacionada amb una certa quantitat de moviment axial (i viceversa), a través de la constant coneguda com el pas del cargol. El pas és la distància que avança axialment el cargol amb una volta completa de (360 °).
  2. Amb un cargol de pas adequat i de diàmetre major, una determinada quantitat de moviment axial es transformarà en el moviment circular resultant.

Per exemple, si el pas del cargol és d'1 mm i el seu diàmetre exterior és de 10 mm, aleshores la circumferència del cargol és de 10π o 31,4 mm aproximadament. Per tant, un moviment axial d'1 mm s'amplia amb un moviment circular de 31,4 mm. Aquesta ampliació permet detectar una petita diferència en la mida de dos objectes de mides similars segons la posició del tambor graduat del micròmetre.

En els antics micròmetres la posició del tambor graduat es llegeix directament a partir de les marques d'escala en el tambor i l'eix. Generalment s'inclou un nònius, el que permet que la mesura a ser llegida amb una fracció de la marca de l'escala més petita. En els recents micròmetres digitals, la mesura es mostra en format digital a la pantalla LCD de l'instrument. També existeixen versions mecàniques amb dígits en una escala graduada, en l'estil dels odòmetre s dels vehicles en els quals els números van "rodant".

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. Albert Esteves. «La medición dimensional: del codo a la micra» (en español), 14 de junio de 2007. [Consulta: 10 de noviembre de 2011].

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Micròmetre (instrument de mesura)