Influenza della temperatura sulla dimensione di misura (analisi di base)

1. Fattori che influenzano l'errore di temperatura

Nelle condizioni di misura, fattori quali temperatura, umidità, vibrazioni, polvere e gas corrosivi possono influire direttamente o indirettamente sull'accuratezza della misura.

Tra questi fattori, le variazioni di temperatura hanno un effetto significativo sulla precisione.

Per garantire risultati accurati, si utilizza il principio di mantenere temperature uguali tra l'oggetto misurato e lo strumento standard, tenendo conto che oggetti diversi hanno coefficienti di espansione variabili.

Per garantire l'accuratezza dei dati di prova, tutti gli specialisti della metrologia devono attenersi alle condizioni di temperatura specificate dai regolamenti di verifica.

Attualmente, la temperatura standard per le sale di misurazione è di 20℃.

Secondo il manuale, la relazione tra il coefficiente di espansione lineare (a), la variazione di temperatura e la variazione di dimensione può essere espressa dalla formula (1):

Dove:

• a -coefficiente di espansione;
• ΔL - modifica delle dimensioni;
• L - dimensione dell'oggetto;
• ΔT - variazione di temperatura.

La variazione delle dimensioni di un pezzo risultante da una deviazione della temperatura da 20℃ può essere espressa dalla formula (2):

In questa equazione, "t" rappresenta la temperatura dell'oggetto.

Quando la temperatura del pezzo e dello strumento di misura differiscono dalla temperatura standard, l'errore di misura causato dalla temperatura è la differenza tra le variazioni di dimensione. Questo può essere calcolato con la formula (3):

Dove:

• ΔL è la variazione di dimensione;
• L - dimensione dell'oggetto;
• a1, a2 - Coefficiente di dilatazione lineare del pezzo e della misura materiale dell'utensile;
• t1 t2 - la temperatura del pezzo e dello strumento di misura.

Il coefficiente di espansione lineare di un oggetto è definito come la variazione delle dimensioni di un'unità di lunghezza (1 mm) in risposta a una variazione di temperatura di 1℃ ed è specifico del materiale dell'oggetto.

Ad esempio, si consideri un albero di rame con un diametro di 100 mm la cui temperatura è di 40℃ e un micrometro in acciaio con un diametro esterno di 15℃. Se i coefficienti di espansione lineare per l'albero in rame e il micrometro in acciaio sono rispettivamente 17,5 x10-6 e 11,5 x10-6, la variazione di dimensione (△L) può essere calcolata come segue:

È evidente che la temperatura ha un impatto significativo sulle dimensioni del pezzo e può causare numerosi errori.

Pertanto, quando si utilizzano gli strumenti di misura, è consigliabile bilanciare la temperatura del pezzo e dello strumento di misura prima della misurazione per ridurre gli errori legati alla temperatura.

Il tempo di bilanciamento della temperatura richiesto per ogni strumento di misura durante la verifica è specificato nei corrispondenti regolamenti di verifica e nelle specifiche di taratura.

Nota: il processo di uniformazione della temperatura dello strumento di misura imbullonato e dello strumento di misura standard in condizioni specifiche (ad esempio, una temperatura ambiente di (20 ± 6) ℃) viene definito bilanciamento della temperatura.

2. Metodo di riduzione dell'errore di temperatura

(1) Misurare la temperatura quando è vicina alla temperatura standard.

Nel nostro lavoro ci atteniamo rigorosamente alle normative vigenti per garantire l'accuratezza. Prima della verifica o della calibrazione, richiediamo ai clienti di fornire gli strumenti di misura e la temperatura della sala di misurazione.

I clienti spesso richiedono dati di misura immediati ed è importante che la temperatura sia presa in considerazione per ottenere questi dati.

(2) Quando si effettuano misure sul campo, non rimuovere lo standard per la misurazione. Posizionare invece lo standard e il pezzo in lavorazione su una superficie ampia e piana e misurare dopo che hanno raggiunto l'equilibrio termico.

(3) Per evitare l'influenza della temperatura della mano sul pezzo da lavorare e sulla strumenti di misuraprendere le necessarie precauzioni. Ad esempio, quando si usa un micrometro, tenerlo con un cuscinetto termoisolante. Se si sospetta che il calore della mano si sia trasferito al micrometro, lasciarlo riposare per un certo periodo di tempo prima di utilizzarlo o verificarlo.

(4) Quando si misurano oggetti di grandi dimensioni all'aperto, è necessario compensare la temperatura del materiale da misurare per ridurre al minimo gli errori di temperatura. Utilizzare uno strumento di misura appositamente progettato per questo scopo.