Как температура влияет на точность измерений в технике? В этой статье рассматривается, как колебания температуры влияют на измерения размеров, подчеркивается важность поддержания постоянной температуры между объектами и приборами. Читатели узнают о взаимосвязи между коэффициентами линейного расширения и изменениями температуры, а также о методах минимизации ошибок, таких как обеспечение теплового равновесия перед измерениями. Ожидайте практических выводов и формул для повышения точности измерений в различных инженерных контекстах.
В условиях измерений такие факторы, как температура, влажность, вибрация, пыль и агрессивные газы, могут прямо или косвенно влиять на точность измерений.
Среди этих факторов значительное влияние на точность оказывают изменения температуры.
Для обеспечения точности результатов используется принцип поддержания равных температур между измеряемым объектом и стандартным прибором, учитывая, что различные объекты имеют разные коэффициенты расширения.
Чтобы гарантировать точность данных испытаний, все специалисты по метрологии должны соблюдать температурные условия, предусмотренные правилами поверки.
В настоящее время стандартная температура в помещениях для измерений составляет 20℃.
Согласно руководству, зависимость между коэффициентом линейного расширения (a), изменением температуры и изменением размера может быть выражена формулой (1):
Где:
Изменение размера заготовки в результате отклонения температуры от 20℃ можно выразить формулой (2):
В этом уравнении "t" обозначает температуру объекта.
Если температура заготовки и измерительного инструмента отличается от стандартной, погрешность измерения, вызванная температурой, равна разнице между изменениями размеров. Ее можно рассчитать по формуле (3):
Где:
Коэффициент линейного расширения объекта определяется как изменение размера единицы длины (1 мм) в ответ на изменение температуры на 1℃ и зависит от материала объекта.
Например, рассмотрим медный вал диаметром 100 мм, температура которого составляет 40℃, и стальной микрометр с внешним диаметром 15℃. Если коэффициенты линейного расширения для медного вала и стального микрометра равны 17,5 x10-6 и 11,5 x10-6 соответственно, то изменение размеров (△L) можно рассчитать следующим образом:
Очевидно, что температура оказывает значительное влияние на размер заготовки и может привести к многочисленным ошибкам.
Поэтому при использовании измерительных приборов рекомендуется выровнять температуру заготовки и измерительного инструмента перед измерением, чтобы уменьшить погрешности, связанные с температурой.
Необходимое время поддержания температурного баланса для каждого средства измерений при поверке указано в соответствующих правилах поверки и спецификациях на калибровку.
Примечание: Процесс приведения температуры болтового измерительного инструмента и стандартного измерительного инструмента к соответствию при заданных условиях (например, комнатной температуре (20 ± 6)℃) называется температурным балансом.
(1) Измерьте температуру, когда она близка к стандартной.
В своей работе мы строго соблюдаем соответствующие правила, чтобы обеспечить точность. Перед проведением поверки или калибровки мы требуем от клиентов предоставить измерительные приборы и температуру в измерительной комнате.
Клиентам часто требуются данные немедленных измерений, и при их получении важно учитывать температуру.
(2) При проведении полевых измерений не снимайте эталон для измерения. Вместо этого поместите эталон и заготовку вместе на большую плоскую поверхность и измеряйте после достижения ими теплового равновесия.
(3) Для предотвращения влияния температуры рук на заготовку и измерительные инструментыПримите необходимые меры предосторожности. Например, при использовании микрометра держите его с помощью теплоизолирующей прокладки. Если вы подозреваете, что тепло вашей руки передалось микрометру, дайте ему посидеть некоторое время, прежде чем использовать или проверять его.
(4) При измерении больших объектов на открытом воздухе необходимо компенсировать температуру измеряемого материала, чтобы свести к минимуму температурные погрешности. Используйте измерительный прибор, специально предназначенный для этой цели.
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
KO