Sistema di misurazione della lunghezza a scala elettronica Lo standard dell'industria grafica |
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L’uso della scala elettronica rende più semplici effettuare misurazioni di lunghezza. La guida in acciaio inox temprato dispone di una striscia induttiva. Essa fornisce la componente elettronica con le informazioni sulla posizione momentanea del carrello di misura che si muove senza gioco e senza usura su cuscinetti a sfera longitudinali. Il sistema ottico a quattro lenti, con rivestimento e un fattore d’ingrandimento di 10x permette di muoversi con precisione sul punto di misurazione. La lente di ingrandimento si focalizza con precisione in base alla vostra correzione specifica. La lente d'ingrandimento è dotata di una piastra reticolata che permette il corretto posizionamento del carrello di misurazione. Le graduazioni in cromo duro rivestito al vapore di questa piastra garantiscono una lettura precisa. Un controllo di parallasse ingegnoso assicura che l'angolo di visione sia perpendicolare alla lente. Questo display di facile lettura con caratteri di sei millimetri d’altezza presenta una risoluzione massima di 0,01 millimetri o 0,0005 pollici. Accanto al display c’è un dispositivo di regolazione di precisione. La vite di arresto verticale blocca una parte del carrello di misurazione. La vite di posizionamento orizzontale muove il carrello delicatamente verso il punto di misurazione. Il punto zero per la misura può quindi essere impostato premendo il tasto di reset. Dopo aver spostato il carrello sul secondo punto di misurazione è possibile leggere il risultato sul display. Il sistema ha un'interfaccia RS232. Questo permette il trasferimento seriale dei valori al computer. Per il trasferimento dati è disponibile un cavo d'interfaccia RS232 compatibile con accoppiamento ottico o, in alternativa, un sistema di trasferimento radio.
I dati possono essere visualizzati sul computer con Excel tramite un software opzionale. Le due slitte di posizionamento laterale facilitano l'allineamento rapido e parallelo della scala con l'elemento da misurare. Gamma di modelli: Sette lunghezze di misura disponibili, da 180 a 1500 millimetri. Tre tipi di piastre reticolate e vari sistemi ottici completano la gamma. Oltre alla piastra reticolata summenzionata, la scala PCB può essere utilizzata esclusivamente per la misurazione degli intervalli dei fori. La scala PCB richiede sempre l’uso di una lente d’ingrandimento standard 10x (versione ES). Se il microscopio serve anche per la determinazione particolarmente esatta del punto di misurazione, è possibile girare l'adattatore del microscopio in modo che il fascio di luce passa attraverso il punto libero della scala. Motivo: I microscopi 25x e 50x disponibili come accessori, hanno loro propria scala con graduazioni e reticolo, che intersecano la scala del PCB. Qualora fosse richiesto un posizionamento di estrema precisione, è opportuno usare fin da subito la versione ESM con microscopio da 25x o 50x. La scala elettronica può essere ordinata con un sistema video per effettuare misurazioni in serie. La versione ES può anche essere equipaggiata in un secondo tempo con la telecamera USB. Il processo di movimento sui punti di misurazione non richiede l’assunzione di una postura piegata sopra il microscopio, permettendo di alleggerire lo sforzo sulle spalle e sugli occhi. È quindi possibile spostare i punti di misurazione utilizzando la piastra reticolata o le funzioni di riferimento del software misura. Sono disponibili reticoli singoli o doppi, cerchi di tolleranza, maschere multi-forma e crocini di registro. Grazie alle normali funzioni di misura è possibile effettuare misurazioni singole nel campo visivo della telecamera. Per esempio, è possibile determinare raggi, angoli, diametri, superfici e distanze. Permette una compilazione della documentazione completa di misurazione in combinazione con i dati dall'interfaccia RS232. Su computer più vecchi, la scala elettronica può essere equipaggiata alternativamente con una telecamera analogica CCD e con framegrabber. Per l'utilizzo di una telecamera analogica con monitor video senza PC.
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Misurzione con Electronic scale (abbr: ES) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
I risultati delle misurazioni possono essere influenzati dai più svariati influssi. Quindi, per poter effettuare una misurazione accurata, occorre soddisfare da un lato alcuni requisiti tecnici e, dall’altro, è richiesto un certo grado di competenza in tutti i contesti in modo tale da poter interpretare correttamente i risultati ottenuti. |
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Fattori d'influenza: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
— | precisione e proprietà fisiche del regolo/dispositivo di misura | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
— | area di misurazione (l’imprecisione aumenta con le dimensioni dell'area, di norma non linearmente ma (abbastanza) esponenzialmente) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
— | impostazioni della misurazione (planarità del supporto di misurazione, errori di parallasse, principio del comparatore di Abbe, ecc.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
— | ambiente termico: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
• | temperatura (temperatura ambiente, calore radiante dall'illuminazione, temperatura corporea dell’operatore quando manipola, ...) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
• | umidità (per es. in carta o in pellicola di plastica) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
• | periodo/grado di acclimatazione | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
— | proprietà fisiche della parte da testare (coefficienti di contrazione e di espansione, ecc.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
— | nitidezza dei margini dell'oggetto da misurare | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
— | tester/utente (competenze, esperienza e sensibilità (visiva)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. Precisione degli strumenti di misura con display digitale Di norma, il valore della misurazione effettuata con strumenti di misura con display digitale non corrisponde al risultato di misurazione reale. Ciò è dovuto da un lato al fatto che i valori obiettivo (che hanno significato oltre l'ultima cifra visualizzata) vengono arrotondati e dall’altro che il display non considera né l’imprecisione dello strumento e neppure le eventuali influenze causate dal personale operativo. |
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valore visualizzato sul display = 347,12 mm la misurazione effettiva può essere un valore qualsiasi compreso fra 347,07 mm e 347,17 mm. |
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"L’accuratezza di ripetizione" e la "risoluzione" sono spesso confusi con la reale "precisione" di misurazione di uno strumento. Tuttavia, i tre termini hanno significati completamente diversi. "Accuratezza di ripetizione" indica il grado di variazione quando la stessa misurazione viene effettuata più volte. "Risoluzione" d'altra parte è la precisione del display e indica lo step più piccolo visualizzato sul display (ad es. 0,01 mm sulla ES; i valori obiettivo sono arrotondati). |
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2. Precisione della ELECTRONIC SCALE Di norma, i fattori che influenzano la precisione degli strumenti (per esempio la ES) sono: |
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• | fattore costruttivo (geometria della barra, coordinamento delle parti, campo di misura, considerazione dei principi fondamentali metrologici, quali il principio del comparatore di Abbe, il parallasse, ecc.) |
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• | Sistema ottico | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
• | fattore elettronico (come elemento tracciante) (nel ES: ± 0,01 mm) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
• | Precisione della scala del condensatore (elemento di impulso) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Non esistono dispositivi di misurazione assolutamente precisi. Anche la SCALA ELETTRONICA presenta delle carenze. Secondo il produttore, i margini di errore di queste imprecisioni sono:
3. Impostazioni della misurazione Le imprecisioni di misura si presentano qualora il campione da testare e/o il dispositivo di misura si incurvano. Una buona base è necessaria per ottenere risultati di misurazione precisi. Né la tavola di allestimento o la piastra di misurazione devono incurvarsi! La planarità influisce direttamente sul risultato. 4. Temperatura L'effetto esercitato dalla temperatura (oltre a quello esercitato dall’umidità" affrontato al paragrafo 5) in pratica non viene mai considerato, o solo in casi rari. La prerogativa di diversi materiali di dilatarsi considerevolmente a vari gradi col variare della temperatura comporta errori di interpretazione dei risultati di misurazione. L'esempio seguente illustrerà questo problema:
Si applica la seguente formula della dilatazione termica:
Il coefficiente di dilatazione termica α del poliestere è: 27 x 10-6 / °C. Pertanto ne risulterà il seguente allungamento della pellicola (a 1000 mm con differenza di temperatura di 10 °C): |
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ΔL = L x AKT x ΔT = 1000 mm x 27 x 10-6 / °C x 10°C = 0.27 mm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
L'errore è ridotto se il regolo ha la stessa temperatura della pellicola (dilatazione termica dell'acciaio Cr/Ni: 11.5 x 10-6 / °C). L'aumento della lunghezza della ES nel nostro esempio è: |
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ΔL = L x AKT x ΔT = 1000 mm x 11.5 x 10-6 / °C x 10°C = 0.115 mm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Poiché un regolo troppo lungo rileva misure troppo corte, il valore della pellicola in poliestere determinato precedentemente è corretto di 0.115 mm. L'errore di misura che ne risulta è quindi: 0.27 mm – 0.115 mm = 0.155 mm. Questo esempio dimostra chiaramente l'effetto esercitato dalla temperatura e quanto sia importante conoscere le temperature effettive, ma anche le proprietà fisiche del campione in esame e delle apparecchiature di misura. Se il campione e il regolo sono disposti su una tavola di allestimento calda, la pellicola (campione in esame) assorbe rapidamente il calore, mentre il regolo in acciaio (l’apparecchiatura di misurazione) ci metterà più tempo ad assorbirlo. Durante questo periodo di adattamento è normale non conoscere le temperature e non sapere con che velocità il campione e la strumentazione di misura si siano già adattati. Non è assolutamente possibile effettuare misurazioni di precisione in questo lasso di tempo! (vedere anche ➠ acclimatazione). Esempi numerici di espansione in relazione al materiale, alla temperatura e alla lunghezza:
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5. Umidità L’umidità non comporta alcuna alterazione di lunghezza nella SCALA ELETTRONICA. Essa, tuttavia, può avere effetto sull'oggetto da misurare come, per esempio, sul campione dell'esempio precedente (pellicola in poliestere).
La pellicola risulta aver subito un’alterazione della lunghezza (a 1000 mm con una modifica del 10% RF): |
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ΔL = L x AKF x ΔT = 1000 mm x 12 x 10-6 / %RF x 10 %RF = 0.12 mm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Attenzione: l’assorbimento e il rilascio di acqua sono processi che si protraggono nel tempo, a seconda delle proprietà dell’oggetto, e che possono impiegare anche diversi giorni! ➠ Acclimatazione: Dal momento che la temperatura e l’umidità esercitano un’influenza decisiva sulla precisione, è estremamente importante concedere il tempo di adattamento necessario alle condizioni prevalenti sia al materiale da testare che all’equipaggiamento di misurazione. Se l'acclimatazione è completata, gli effetti esercitati dalla temperatura e dall’umidità (purché i corrispondenti coefficienti siano noti) possono essere aritmeticamente compensati o calcolati in modo relativamente semplice con le formule riportate in precedenza. Tuttavia, se l'acclimatazione è ancora in corso (ad es. con pellicola in plastica dopo solo 24 - 48 ore), non si sa con certezza quanto questo processo sia progredito e neppure fino a che punto si modificherà ancora il campione da testare. Per cui non è possibile provvedere ad una compensazione aritmetica o a una misurazione precisa e sicura. Esempi numerici di deviazione della misurazione di una pellicola in poliestere in relazione a temperatura e lunghezza e anche a umidità relativa e lunghezza:
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Lente di ingrandimento o microscopio? La ELECTRONIC SCALE mette a disposizione diversi sussidi ottici per localizzare le linee di misura. Da un lato una lente con un ingrandimento 10x e dall’altro un microscopio specificamente studiato per questo scopo e con un ingrandimento pari a 25x o 50x. Se c'è un divario tra le linee sulla piastra reticolata delle apparecchiature di misura e le righe dell'oggetto da misurare, potrà insorgere un errore di misurazione qualora la visione nella lente d'ingrandimento non è perfettamente verticale. Il "controllo del parallasse" della ELECTRONIC SCALE dà all'utente la possibilità di controllare l'angolo di visione. In sistemi ottici con molte lenti, quali i microscopi, l'asse ottico è determinato dal sistema di lenti. Quindi il sistema ottico non può essere osservato di traverso come con una lente di ingrandimento e non si verifica nessun errore di parallasse. Insieme al maggior grado di ingrandimento, questo è il principale vantaggio di un microscopio. Gli svantaggi di un microscopio sono il campo visivo ridotto e l'inversione dell'immagine visualizzata. Ciò che appare nella parte superiore si trova in basso e ciò che si vede a sinistra si trova a destra. Quando si lavora con un microscopio all'inizio questa condizione provoca un po’ di confusione. Tuttavia l'utente, di norma, ci si abitua rapidamente. 7. Sensibilità visiva del tester La pratica rende perfetti! - Continuando a lavorare regolarmente, l’occhio diventa più addestrato la sensibilità visiva di colui che conduce i test migliora. L'utente impara a leggere l'immagine meglio e più velocemente e a interpretare con maggior sicurezza. Fattori che influenzano i risultati della misurazione Fattori d'influenza generici: |
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— | precisione e proprietà fisiche del regolo/dispositivo di misura | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
— | area di misurazione (l’imprecisione aumenta con l’aumentare delle dimensioni dell'area, di norma non linearmente ma (abbastanza) esponenzialmente). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
— | impostazioni della misurazione (planarità del supporto di misurazione, errori di parallasse, principio del comparatore di Abbe, ecc.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
— | Caratteristiche termiche dell’ambiente: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
• | temperatura (temperatura ambiente, calore radiante dall'illuminazione, temperatura corporea dell’operatore quando manipola, ...) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
• | umidità (per es. in carta o in pellicola di plastica) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
• | periodo/grado di acclimatazione | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
— | proprietà fisiche della parte da testare (coefficienti di contrazione e di espansione, ecc.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
— | nitidezza dei margini dell'oggetto da misurare | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
— | tester/utente (competenze, esperienza e sensibilità (visiva)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fattori che influenzano la precisione di una ELECTRONIC SCALE o di un regolo similare: |
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• | fattore di costruzione (geometria dell’asta, precisione di produzione, coordinamento delle parti, proprietà fisiche dei materiali utilizzati, gamma di misura, considerazione dei principi metrologici di base, ad esempio il principio del comparatore di Abbe, il parallasse, ecc.) |
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• | sistema ottico | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
• | fattore elettronico (come elemento tracciante) (nella ES: ± 0,01 mm) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
• | Precisione della scala del condensatore (elemento di impulso) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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