温度はエンジニアリングにおける測定精度にどのような影響を与えるのでしょうか?この記事では、温度変化が寸法測定にどのような影響を与えるかを掘り下げ、測定物と測定器の温度を一定に保つことの重要性を強調します。読者は、線膨張係数と温度変化の関係や、測定前の熱平衡の確保など、誤差を最小限に抑える方法について学ぶことができます。様々な工学的文脈における測定精度を高めるための実践的な洞察と公式を期待しています。
測定条件において、温度、湿度、振動、ほこり、腐食性ガスなどの要因は、直接または間接的に測定精度に影響を与えます。
その中でも温度変化は精度に大きな影響を与える。
正確な結果を保証するため、測定対象物によって膨張係数が異なることを考慮し、測定対象物と標準器の温度を等しく保つという原則が用いられている。
試験データの精度を保証するために、すべての計量士は検定規則で定められた温度条件を守らなければならない。
現在、測定室の標準温度は20℃である。
マニュアルの通り、線膨張係数(a)、温度変化、寸法変化の関係は式(1)で表される:
どこでだ:
20℃からの温度偏差によるワークの寸法変化は(2)式で表される:
この式において、"t "は物体の温度を表す。
ワークと測定具の温度が基準温度と異なる場合、温度による測定誤差は、寸法変化の差となる。これは(3)式で計算できる:
どこでだ:
物体の線膨張係数は、1℃の温度変化に対する単位長さ(1mm)の大きさの変化として定義され、物体の材料に固有である。
例えば、温度40℃の直径100mmの銅シャフトと外径15℃の鋼製マイクロメーターを考えます。銅シャフトの線膨張係数を17.5×10-6、鋼製マイクロメーターの線膨張係数を11.5×10-6とすると、寸法変化(△L)は次のように計算できます:
温度がワークピースのサイズに大きな影響を与え、多くのエラーを引き起こす可能性があることは明らかだ。
したがって、測定器を使用する場合は、温度による誤差を減らすために、測定前にワークと測定器の温度バランスをとることが望ましい。
検証中に各測定ツールに要求される温度平衡時間は、対応する検証規則および校正仕様書に規定されている。
注)ボルト締め測定器と標準測定器の温度を所定の条件(室温(20±6)℃など)で一致させることを温度平衡という。
(1) 基準温度に近い温度を測定する。
私たちの仕事では、精度を保証するために関連する規制を厳守しています。検証や校正の前に、お客様から測定器と測定室の温度をご提供いただきます。
顧客はしばしば即時の測定データを要求するが、このデータを取得する際には温度を考慮することが重要である。
(2) 現場測定を行う場合は、標準器を取り外して測定しないでください。その代わりに、標準器と被測定物を平らな広い面に一緒に置き、両者が熱平衡に達してから測定してください。
(3)手の温度によるワークへの影響を防ぐため。 計測器必要な予防措置を講じること。例えば、マイクロメータを使用するときは、保温パッドなどで保持する。手の熱がマイクロメーターに伝わったと思われる場合は、一定時間放置してから使用または確認する。
(4) 屋外で大きな測定物を測定する場合は、温度誤差を最小にするために測定物の温度を補正する必要があります。この目的のために特別に設計された測定器を使用してください。