Influência da temperatura na dimensão da medição (análise básica)

1. Fatores que afetam o erro de temperatura

Nas condições de medição, fatores como temperatura, umidade, vibração, poeira e gases corrosivos podem afetar direta ou indiretamente a precisão da medição.

Entre esses fatores, as mudanças de temperatura têm um efeito significativo na precisão.

Para garantir resultados precisos, é usado o princípio de manter temperaturas iguais entre o objeto medido e o instrumento padrão, levando em consideração que objetos diferentes têm coeficientes de expansão variáveis.

Para garantir a precisão dos dados de teste, todos os especialistas em metrologia devem aderir às condições de temperatura especificadas pelas normas de verificação.

Atualmente, a temperatura padrão para salas de medição é de 20 ℃.

De acordo com o manual, a relação entre o coeficiente de expansão linear (a), a mudança de temperatura e a mudança de tamanho pode ser expressa pela fórmula (1):

Onde:

• a -coeficiente de expansão;
• ΔL - mudança de tamanho;
• L - tamanho do objeto;
• ΔT - variação de temperatura.

A alteração no tamanho de uma peça de trabalho resultante de um desvio de temperatura de 20 ℃ pode ser expressa pela fórmula (2):

Nessa equação, "t" representa a temperatura do objeto.

Quando a temperatura da peça de trabalho e da ferramenta de medição diferem da temperatura padrão, o erro de medição causado pela temperatura é a diferença entre as mudanças de tamanho. Isso pode ser calculado por meio da fórmula (3):

Onde:

• ΔL é a mudança de tamanho;
• L - tamanho do objeto;
• a1, a2 - coeficiente de expansão linear da peça de trabalho e de medição material da ferramenta;
• t1 t2 - a temperatura da peça de trabalho e da ferramenta de medição.

O coeficiente de expansão linear de um objeto é definido como a mudança no tamanho de uma unidade de comprimento (1 mm) em resposta a uma mudança de temperatura de 1℃ e é específico para o material do objeto.

Por exemplo, considere um eixo de cobre com diâmetro de 100 mm cuja temperatura é de 40 ℃ e um micrômetro de aço com diâmetro externo de 15 ℃. Se os coeficientes de expansão linear para o eixo de cobre e o micrômetro de aço forem 17,5 x10-6 e 11,5 x10-6, respectivamente, a alteração na dimensão (△L) poderá ser calculada da seguinte forma:

É evidente que a temperatura tem um impacto significativo no tamanho da peça de trabalho e pode resultar em vários erros.

Portanto, ao usar instrumentos de medição, é aconselhável equilibrar a temperatura da peça de trabalho e da ferramenta de medição antes da medição para reduzir os erros relacionados à temperatura.

O tempo de equilíbrio de temperatura necessário para cada ferramenta de medição durante a verificação é especificado nos regulamentos de verificação e nas especificações de calibração correspondentes.

Observação: O processo de uniformizar a temperatura da ferramenta de medição aparafusada e da ferramenta de medição padrão sob condições específicas (como uma temperatura ambiente de (20 ± 6)℃) é chamado de equilíbrio de temperatura.

2. Método para reduzir o erro de temperatura

(1) Meça a temperatura quando ela estiver próxima da temperatura padrão.

Em nosso trabalho, cumprimos rigorosamente os regulamentos relevantes para garantir a precisão. Antes da verificação ou calibração, solicitamos que os clientes forneçam os instrumentos de medição e a temperatura da sala de medição.

Os clientes geralmente exigem dados de medição imediatos, e é importante que a temperatura seja levada em consideração ao obter esses dados.

(2) Ao realizar medições de campo, não remova o padrão para medição. Em vez disso, coloque o padrão e a peça de trabalho juntos em uma superfície grande e plana e faça a medição depois que eles atingirem o equilíbrio térmico.

(3) Para evitar a influência da temperatura da mão sobre a peça de trabalho e Ferramentas de mediçãoTome as precauções necessárias. Por exemplo, ao usar um micrômetro, segure-o com uma almofada isolante de calor. Se suspeitar que o calor da sua mão foi transferido para o micrômetro, deixe-o descansar por um período de tempo antes de usá-lo ou verificá-lo.

(4) Ao medir objetos grandes ao ar livre, é necessário compensar a temperatura do material que está sendo medido para minimizar os erros de temperatura. Use um instrumento de medição projetado especificamente para essa finalidade.