溫度誤差對長度測量的影響分析

臧洪濤

摘 要：長度測量工作在當(dāng)今社會發(fā)展中的應(yīng)用越來越廣泛，不管是在工業(yè)生產(chǎn)和施工建設(shè)領(lǐng)域，都廣泛使用。但是就實際長度測量工作開展現(xiàn)狀而言，由于各種因素的限制使得整個測量工作水平不高。溫度誤差作為長度測量準(zhǔn)確度的主要影響因素，這里我們有必要對其產(chǎn)生原因和相關(guān)預(yù)防措施進行分析。

關(guān)鍵詞：溫度誤差；長度測量；檢定；尺寸

中圖分類號： TH161 文獻標(biāo)識碼：A

我們通過一個小小的實驗可以發(fā)現(xiàn)溫度對長度測量的影響相當(dāng)大。在實驗中通過把一個尺寸較大的物體置放在光學(xué)計量儀器下面，對好位置，然后用手或者其他高溫物體接觸測量物體，等到溫度傳遞給測量目標(biāo)的時候，我們從目鏡中可以明顯的觀察到標(biāo)尺上的刻度會迅速的增加，在一兩分鐘之內(nèi)甚至?xí)黾雍脦讉€微米。這一試驗表明，在日常測量工作中溫度對測量準(zhǔn)確度的影響非常突出，因此我們有必要在長度測量工作中提前做好相關(guān)溫度處理工作，以保證測量準(zhǔn)確度。

1 溫度誤差的形成原因分析

溫度誤差是影響長度測量精確度的主要因素，在當(dāng)前工作中對其進行研究和分析勢在必行。為了有效確保量值的統(tǒng)一，在工作中要盡可能的選擇溫度在20℃的時候進行測量，以減少因為溫度過高或者過低而造成的溫度測量誤差情況。為了更好的減少溫度誤差，我們有必要對溫度誤差的產(chǎn)生原因進行分析。在過去多年的工作實踐中我們發(fā)現(xiàn)，溫度引起的長度誤差主要可以從下面幾個方面分析。

（1）當(dāng)測量工件環(huán)境溫度與測量設(shè)備的溫度大致相同且都是20℃的時候，由此引發(fā)的長度測量誤差幾乎為零，可以說是不存在的。這也說明這一溫度環(huán)境是長度測量的最佳溫度。

（2）在測量中，雖然測量工件表面溫度與設(shè)備的溫度大致相同，但是由于環(huán)境溫度低于或者高于20℃，這個時候的溫度誤差和測量工件的尺寸成正比關(guān)系。

（3）雖然被測量工件與設(shè)備表面的溫度相同，但是由于二者本身都受到溫差的影響而內(nèi)部發(fā)生了轉(zhuǎn)變，那么兩者之間的平衡狀態(tài)被打破，使其溫度差為零，這個時候的溫度誤差也極小，我們也可以將其忽略。

（4）當(dāng)被測量工件的溫度為20℃而測量工具的溫度部位20℃的時候，其誤差的存在與測量器具溫度、標(biāo)準(zhǔn)溫度以及線性系數(shù)等內(nèi)容相關(guān)，且這些環(huán)節(jié)之間都村子這正比關(guān)系。

2 長度測量工作中溫度誤差的消除方法

要想在目前的工作中更好的減少因為溫度誤差而造成的長度測量故障問題，在目前工作中普遍選擇了一個合理的溫度環(huán)境和應(yīng)用流程。在測量工作中，整個工作的開展應(yīng)當(dāng)具備相應(yīng)的溫度條件，這一條件取決于額溫度測量精度、尺寸、材質(zhì)等方面的要求。由于我們目前工作中對于長度測量中溫度要求內(nèi)容包含以下幾個方面，因此在工作中需要我們認(rèn)真、系統(tǒng)的進行分析。

（1）在工作中提前確定標(biāo)準(zhǔn)溫度的允許偏差值。尤其是在工廠長度側(cè)臉工工作中，對于計量時測量一般都是提前對室內(nèi)溫度進行測量，在確保室內(nèi)溫度在20℃左右的情況下進行長度測量。如果在測量工作中出現(xiàn)溫度差異較大，那么只能夠開展誤差在0.02mm以上的長度測量工作。這種測量工作還僅僅是工廠測量中的一般選擇，而對于那些特殊要求的工件進行測量的時候，應(yīng)當(dāng)盡可能的選擇溫度較為恒定的情況進行測量。這是因為在長度測量中，溫度誤差越大，被測工件的尺寸誤差也就越大，因此工作中必須要嚴(yán)格控制溫度誤差，提前對測量環(huán)境的溫度進行控制。當(dāng)測量工件的標(biāo)準(zhǔn)器具出現(xiàn)膨脹系數(shù)較大的時候，這個時候?qū)τ跍囟日`差的控制力也較低，因此在工作中為了更好的減少溫度誤差，應(yīng)當(dāng)選擇與工件膨脹系數(shù)相同的標(biāo)準(zhǔn)器具。

（2）保證溫度環(huán)境的穩(wěn)定性是目前工作的關(guān)鍵，它通過對測量環(huán)境每小時溫度變化規(guī)律來進行分析的，這種情況下對環(huán)境溫度的穩(wěn)定性要求非常嚴(yán)格，一旦溫度穩(wěn)定性出現(xiàn)不允許范圍之外，那么整個允許誤差必然會發(fā)生一定的變化，這種變化不單單表現(xiàn)在工廠尺寸設(shè)計上，而且還在整個精度上有著密切的關(guān)系。因此，在測量的時候整個測量溫度變化不得超過0.5℃。同時，這個時候我們要高度重視室內(nèi)溫度的保持情況，要將室內(nèi)溫度測量同現(xiàn)場測量結(jié)合起來，從根本上控制室內(nèi)溫度，提高設(shè)備測量精度和測量準(zhǔn)確性的工作目的。

（3）在測量的時候，工件表面的溫度必須要與標(biāo)準(zhǔn)間溫度相一致，這種測量背景下整個工件長度才能夠達到預(yù)計工作標(biāo)準(zhǔn)的要求，并且能充分的發(fā)揮測量設(shè)備與測量件本身的性能。這種測量條件下，等溫過程也就是我們常說的將被測量工件與測量設(shè)備置放在同一溫度條件下，以便達到提高測量精度的目的。但需要注意的是，在測量的時候?qū)y量標(biāo)準(zhǔn)器件必須要只放在同一個環(huán)境當(dāng)中，且要及時的控制環(huán)境的溫度。比如在大鑄鐵平板上進行等溫時時間要長一些，以保證等溫一致，在空氣中等溫時，要減少空氣流動，保證溫度的恒定。

3 在現(xiàn)場長度測量中如何減少溫度誤差的影響

在現(xiàn)場測量中不要把標(biāo)準(zhǔn)器如卡尺從工具室拿出后就進行測量，而是把標(biāo)準(zhǔn)器與工件重疊放置在一起，并放在大平板上進行等溫后再進行測量。一般精度測量中，平板恒溫時間可參考下列數(shù)據(jù)長度在一米以下時進行1.5h，長度在1m～3m時進行2h，長度在三米以上時進行3小時。對于體積比較大的工件或標(biāo)準(zhǔn)器的等溫一般要求24h恒溫，這是因為工件內(nèi)部的溫度總要滯后于表面和室內(nèi)的溫度，這是應(yīng)特別注意的。在工廠的生產(chǎn)安排中要給檢測部門留出足夠的恒溫時間以免影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確度特別是精密測量及需要檢測部門仲裁時，更要注意溫度的影響因素，給檢測部門留出足夠的時間進行恒溫，保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確度。

結(jié)語

近些年來，隨著我國科技進步力度的不斷加大和加工行業(yè)的進一步發(fā)展，如何才能在工件生產(chǎn)中保證工件表面精度已成為業(yè)界關(guān)心的重點，也是當(dāng)今測量行業(yè)面臨的首要難題。在這種背景下，為了檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，我們要共同努力把環(huán)境溫度誤差控制在合理的范圍內(nèi)，這是我們長度檢定人員在日常檢定工作中要長期堅持的一項重要工作，讓我們共同努力，不斷提高檢測水平。

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