Wie wirkt sich die Temperatur auf die Messgenauigkeit in der Technik aus? In diesem Artikel wird untersucht, wie sich Temperaturschwankungen auf Dimensionsmessungen auswirken, und es wird betont, wie wichtig es ist, die Temperaturen von Objekten und Messgeräten konstant zu halten. Die Leser erfahren etwas über die Beziehung zwischen linearen Ausdehnungskoeffizienten und Temperaturänderungen sowie über Methoden zur Minimierung von Fehlern, z. B. die Sicherstellung des thermischen Gleichgewichts vor den Messungen. Erwarten Sie praktische Einsichten und Formeln zur Verbesserung der Messgenauigkeit in verschiedenen technischen Kontexten.
Unter Messbedingungen können Faktoren wie Temperatur, Feuchtigkeit, Vibration, Staub und korrosive Gase die Messgenauigkeit direkt oder indirekt beeinflussen.
Unter diesen Faktoren haben Temperaturschwankungen einen erheblichen Einfluss auf die Genauigkeit.
Um genaue Ergebnisse zu gewährleisten, wird das Prinzip der Aufrechterhaltung gleicher Temperaturen zwischen dem Messobjekt und dem Standardinstrument angewandt, wobei berücksichtigt wird, dass verschiedene Objekte unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten haben.
Um die Genauigkeit der Prüfdaten zu gewährleisten, müssen alle Messtechniker die in den Eichvorschriften festgelegten Temperaturbedingungen einhalten.
Derzeit beträgt die Standardtemperatur für Messräume 20℃.
Gemäß dem Handbuch kann die Beziehung zwischen dem linearen Ausdehnungskoeffizienten (a), der Temperaturänderung und der Größenänderung durch die Formel (1) ausgedrückt werden:
Wo:
Die Größenänderung eines Werkstücks, die sich aus einer Temperaturabweichung von 20℃ ergibt, kann durch Formel (2) ausgedrückt werden:
In dieser Gleichung steht "t" für die Temperatur des Objekts.
Wenn die Temperatur des Werkstücks und des Messwerkzeugs von der Standardtemperatur abweicht, ist der temperaturbedingte Messfehler die Differenz zwischen den Größenänderungen. Diese kann mit der Formel (3) berechnet werden:
Wo:
Der lineare Ausdehnungskoeffizient eines Objekts ist definiert als die Änderung der Größe einer Längeneinheit (1 mm) als Reaktion auf eine Temperaturänderung von 1℃ und ist spezifisch für das Material des Objekts.
Nehmen wir zum Beispiel eine Kupferwelle mit einem Durchmesser von 100 mm, deren Temperatur 40℃ beträgt, und eine Stahlmessschraube mit einem Außendurchmesser von 15℃. Wenn die linearen Ausdehnungskoeffizienten für die Kupferwelle und die Stahlmessschraube 17,5 x10-6 bzw. 11,5 x10-6 betragen, kann die Änderung der Abmessungen (△L) wie folgt berechnet werden:
Es ist offensichtlich, dass die Temperatur einen erheblichen Einfluss auf die Größe des Werkstücks hat und zu zahlreichen Fehlern führen kann.
Bei der Verwendung von Messgeräten ist es daher ratsam, die Temperatur des Werkstücks und des Messwerkzeugs vor der Messung auszugleichen, um temperaturbedingte Fehler zu reduzieren.
Die erforderliche Temperaturausgleichszeit für jedes Messgerät während der Eichung ist in den entsprechenden Eichvorschriften und Kalibrierspezifikationen festgelegt.
Anmerkung: Der Vorgang, bei dem die Temperatur des verschraubten Messwerkzeugs und des Standardmesswerkzeugs unter festgelegten Bedingungen (z. B. einer Raumtemperatur von (20 ± 6)℃) zur Übereinstimmung gebracht wird, wird als Temperaturausgleich bezeichnet.
(1) Messen Sie die Temperatur, wenn sie in der Nähe der Standardtemperatur liegt.
Bei unserer Arbeit halten wir uns streng an die einschlägigen Vorschriften, um die Genauigkeit zu gewährleisten. Vor der Überprüfung oder Kalibrierung verlangen wir von unseren Kunden die Bereitstellung der Messgeräte und der Temperatur des Messraums.
Die Kunden benötigen oft sofortige Messdaten, und es ist wichtig, dass die Temperatur bei der Gewinnung dieser Daten berücksichtigt wird.
(2) Wenn Sie Feldmessungen durchführen, nehmen Sie den Standard für die Messung nicht heraus. Legen Sie stattdessen das Normal und das Werkstück zusammen auf eine große, ebene Fläche und messen Sie, nachdem sie das thermische Gleichgewicht erreicht haben.
(3) Um den Einfluss der Handtemperatur auf das Werkstück zu verhindern und Messwerkzeugetreffen Sie die notwendigen Vorsichtsmaßnahmen. Wenn Sie beispielsweise eine Messschraube verwenden, halten Sie sie mit einer wärmeisolierenden Unterlage. Wenn Sie den Verdacht haben, dass sich Ihre Handwärme auf die Messschraube übertragen hat, lassen Sie sie eine Zeit lang ruhen, bevor Sie sie verwenden oder überprüfen.
(4) Bei der Messung großer Objekte im Freien ist es notwendig, die Temperatur des zu messenden Materials zu kompensieren, um Temperaturfehler zu minimieren. Verwenden Sie ein speziell für diesen Zweck konzipiertes Messgerät.
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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