تأثير درجة الحرارة على أبعاد القياس (التحليل الأساسي)

1. العوامل المؤثرة في الخطأ في درجة الحرارة

في ظروف القياس، يمكن أن تؤثر عوامل مثل درجة الحرارة والرطوبة والاهتزاز والغبار والغازات المسببة للتآكل بشكل مباشر أو غير مباشر على دقة القياس.

ومن بين هذه العوامل، تؤثر التغيرات في درجات الحرارة تأثيرًا كبيرًا على الدقة.

لضمان الحصول على نتائج دقيقة، يتم استخدام مبدأ الحفاظ على درجات حرارة متساوية بين الجسم المقيس والأداة القياسية، مع الأخذ في الاعتبار أن الأجسام المختلفة لها معاملات تمدد متفاوتة.

لضمان دقة بيانات الاختبار، يجب على جميع أخصائيي القياس الالتزام بشروط درجة الحرارة المحددة في لوائح التحقق.

حاليًا، درجة الحرارة القياسية لغرف القياس هي 20 درجة مئوية.

وفقًا للدليل، يمكن التعبير عن العلاقة بين معامل التمدد الخطي (أ) وتغير درجة الحرارة وتغير الحجم بالصيغة (1):

أين:

• أ -معامل التمدد;
• Δل - تغيير الحجم;
• L - حجم الجسم;
• ΔT - التباين في درجة الحرارة.

يمكن التعبير عن التغير في حجم قطعة العمل الناتج عن الانحراف في درجة الحرارة عن 20 ℃ بالصيغة (2):

في هذه المعادلة، يمثل "t" درجة حرارة الجسم.

عندما تختلف درجة حرارة قطعة العمل وأداة القياس عن درجة الحرارة القياسية، فإن الخطأ في القياس الناجم عن درجة الحرارة هو الفرق بين التغيرات في الحجم. يمكن حساب ذلك باستخدام الصيغة (3):

أين:

• Δل هو التغير في الحجم;
• L - حجم الجسم;
• أ 1، أ 2 - معامل التمدد الخطي لقطعة العمل والقياس مادة الأداة;
• t1 t2 - درجة حرارة قطعة العمل وأداة القياس.

يُعرَّف معامل التمدد الخطي لجسم ما بأنه التغير في حجم وحدة الطول (1 مم) استجابةً لتغير درجة الحرارة بمقدار 1 ℃، وهو خاص بمادة الجسم.

على سبيل المثال، ضع في اعتبارك عمود نحاسي قطره 100 مم ودرجة حرارته 40 ℃، وميكرومتر فولاذي قطره الخارجي 15 ℃. إذا كانت معاملات التمدد الخطي للعمود النحاسي والميكرومتر الفولاذي 17.5 × 10-6 و11.5 × 10-6 على التوالي، فيمكن حساب التغير في البعد (△L) على النحو التالي:

من الواضح أن درجة الحرارة لها تأثير كبير على حجم قطعة العمل ويمكن أن تؤدي إلى العديد من الأخطاء.

لذلك، عند استخدام أدوات القياس، يُنصح بموازنة درجة حرارة قطعة العمل وأداة القياس قبل القياس لتقليل الأخطاء المتعلقة بدرجة الحرارة.

يتم تحديد الوقت المطلوب لتوازن درجة الحرارة لكل أداة قياس أثناء التحقق في لوائح التحقق ومواصفات المعايرة المقابلة.

ملاحظة: يُشار إلى عملية جعل درجة حرارة أداة القياس المثبتة بمسامير وأداة القياس القياسية متناسقة في ظل ظروف محددة (مثل درجة حرارة الغرفة (20 ± 6) ℃) باسم توازن درجة الحرارة.

2. طريقة تقليل الخطأ في درجة الحرارة

(1) قياس درجة الحرارة عندما تكون قريبة من درجة الحرارة القياسية.

نلتزم في عملنا التزامًا صارمًا باللوائح ذات الصلة لضمان الدقة. قبل التحقق أو المعايرة، نطلب من العملاء توفير أدوات القياس ودرجة حرارة غرفة القياس قبل التحقق أو المعايرة.

غالبًا ما يطلب العملاء بيانات قياس فورية، ومن المهم أن تؤخذ درجة الحرارة في الاعتبار عند الحصول على هذه البيانات.

(2) عند إجراء القياسات الميدانية، لا تقم بإزالة المعيار للقياس. وبدلاً من ذلك، ضع المعيار وقطعة العمل معًا على سطح مستوٍ كبير وقم بالقياس بعد وصولهما إلى التوازن الحراري.

(3) لمنع تأثير درجة حرارة اليد على قطعة العمل و أدوات القياساتخذ الاحتياطات اللازمة. على سبيل المثال، عند استخدام ميكرومتر، أمسكه باستخدام وسادة عازلة للحرارة. إذا كنت تشك في انتقال حرارة يدك إلى الميكرومتر، اتركه لفترة من الوقت قبل استخدامه أو التحقق منه.

(4) عند قياس الأجسام الكبيرة في الهواء الطلق، من الضروري تعويض درجة حرارة المادة التي يتم قياسها لتقليل الأخطاء في درجة الحرارة. استخدم أداة قياس مصممة خصيصًا لهذا الغرض.