溫度誤差對(duì)長度測(cè)量的影響分析

于廣學(xué)

摘 要：長度測(cè)量工作在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展中的應(yīng)用越來越廣泛，不管是在工業(yè)生產(chǎn)和施工建設(shè)領(lǐng)域，都廣泛使用。但是就實(shí)際長度測(cè)量工作開展現(xiàn)狀而言，由于各種因素的限制使得整個(gè)測(cè)量工作水平不高。溫度誤差作為長度測(cè)量準(zhǔn)確度的主要影響因素，這里我們有必要對(duì)其產(chǎn)生原因和相關(guān)預(yù)防措施進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：溫度誤差；長度測(cè)量；檢定；尺寸

我們通過一個(gè)小小的實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)溫度對(duì)長度測(cè)量的影響相當(dāng)大。在實(shí)驗(yàn)中通過把一個(gè)尺寸較大的物體置放在光學(xué)計(jì)量儀器下面，對(duì)好位置，然后用手或者其他高溫物體接觸測(cè)量物體，等到溫度傳遞給測(cè)量目標(biāo)的時(shí)候，我們從目鏡中可以明顯的觀察到標(biāo)尺上的刻度會(huì)迅速的增加，在一兩分鐘之內(nèi)甚至?xí)黾雍脦讉€(gè)微米。這一試驗(yàn)表明，在日常測(cè)量工作中溫度對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度的影響非常突出，因此我們有必要在長度測(cè)量工作中提前做好相關(guān)溫度處理工作，以保證測(cè)量準(zhǔn)確度。

1 溫度誤差的形成原因分析

溫度誤差是影響長度測(cè)量精確度的主要因素，在當(dāng)前工作中對(duì)其進(jìn)行研究和分析勢(shì)在必行。為了有效確保量值的統(tǒng)一，在工作中要盡可能的選擇溫度在20℃的時(shí)候進(jìn)行測(cè)量，以減少因?yàn)闇囟冗^高或者過低而造成的溫度測(cè)量誤差情況。為了更好的減少溫度誤差，我們有必要對(duì)溫度誤差的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析。在過去多年的工作實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)，溫度引起的長度誤差主要可以從下面幾個(gè)方面分析。

（1）當(dāng)測(cè)量工件環(huán)境溫度與測(cè)量設(shè)備的溫度大致相同且都是20℃的時(shí)候，由此引發(fā)的長度測(cè)量誤差幾乎為零，可以說是不存在的。這也說明這一溫度環(huán)境是長度測(cè)量的最佳溫度。

（2）在測(cè)量中，雖然測(cè)量工件表面溫度與設(shè)備的溫度大致相同，但是由于環(huán)境溫度低于或者高于20℃，這個(gè)時(shí)候的溫度誤差和測(cè)量工件的尺寸成正比關(guān)系。

（3）雖然被測(cè)量工件與設(shè)備表面的溫度相同，但是由于二者本身都受到溫差的影響而內(nèi)部發(fā)生了轉(zhuǎn)變，那么兩者之間的平衡狀態(tài)被打破，使其溫度差為零，這個(gè)時(shí)候的溫度誤差也極小，我們也可以將其忽略。

（4）當(dāng)被測(cè)量工件的溫度為20℃而測(cè)量工具的溫度部位20℃的時(shí)候，其誤差的存在與測(cè)量器具溫度、標(biāo)準(zhǔn)溫度以及線性系數(shù)等內(nèi)容相關(guān)，且這些環(huán)節(jié)之間都村子這正比關(guān)系。

2 長度測(cè)量工作中溫度誤差的消除方法

要想在目前的工作中更好的減少因?yàn)闇囟日`差而造成的長度測(cè)量故障問題，在目前工作中普遍選擇了一個(gè)合理的溫度環(huán)境和應(yīng)用流程。在測(cè)量工作中，整個(gè)工作的開展應(yīng)當(dāng)具備相應(yīng)的溫度條件，這一條件取決于額溫度測(cè)量精度、尺寸、材質(zhì)等方面的要求。由于我們目前工作中對(duì)于長度測(cè)量中溫度要求內(nèi)容包含以下幾個(gè)方面，因此在工作中需要我們認(rèn)真、系統(tǒng)的進(jìn)行分析。

（1）在工作中提前確定標(biāo)準(zhǔn)溫度的允許偏差值。尤其是在工廠長度側(cè)臉工工作中，對(duì)于計(jì)量時(shí)測(cè)量一般都是提前對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行測(cè)量，在確保室內(nèi)溫度在20℃左右的情況下進(jìn)行長度測(cè)量。如果在測(cè)量工作中出現(xiàn)溫度差異較大，那么只能夠開展誤差在0.02mm以上的長度測(cè)量工作。這種測(cè)量工作還僅僅是工廠測(cè)量中的一般選擇，而對(duì)于那些特殊要求的工件進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)盡可能的選擇溫度較為恒定的情況進(jìn)行測(cè)量。這是因?yàn)樵陂L度測(cè)量中，溫度誤差越大，被測(cè)工件的尺寸誤差也就越大，因此工作中必須要嚴(yán)格控制溫度誤差，提前對(duì)測(cè)量環(huán)境的溫度進(jìn)行控制。當(dāng)測(cè)量工件的標(biāo)準(zhǔn)器具出現(xiàn)膨脹系數(shù)較大的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候?qū)τ跍囟日`差的控制力也較低，因此在工作中為了更好的減少溫度誤差，應(yīng)當(dāng)選擇與工件膨脹系數(shù)相同的標(biāo)準(zhǔn)器具。

（2）保證溫度環(huán)境的穩(wěn)定性是目前工作的關(guān)鍵，它通過對(duì)測(cè)量環(huán)境每小時(shí)溫度變化規(guī)律來進(jìn)行分析的，這種情況下對(duì)環(huán)境溫度的穩(wěn)定性要求非常嚴(yán)格，一旦溫度穩(wěn)定性出現(xiàn)不允許范圍之外，那么整個(gè)允許誤差必然會(huì)發(fā)生一定的變化，這種變化不單單表現(xiàn)在工廠尺寸設(shè)計(jì)上，而且還在整個(gè)精度上有著密切的關(guān)系。因此，在測(cè)量的時(shí)候整個(gè)測(cè)量溫度變化不得超過0.5℃。同時(shí)，這個(gè)時(shí)候我們要高度重視室內(nèi)溫度的保持情況，要將室內(nèi)溫度測(cè)量同現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)合起來，從根本上控制室內(nèi)溫度，提高設(shè)備測(cè)量精度和測(cè)量準(zhǔn)確性的工作目的。

3 在現(xiàn)場(chǎng)長度測(cè)量中如何減少溫度誤差的影響

在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中不要把標(biāo)準(zhǔn)器如卡尺從工具室拿出后就進(jìn)行測(cè)量，而是把標(biāo)準(zhǔn)器與工件重疊放置在一起，并放在大平板上進(jìn)行等溫后再進(jìn)行測(cè)量。一般精度測(cè)量中，平板恒溫時(shí)間可參考下列數(shù)據(jù)長度在一米以下時(shí)進(jìn)行1.5h，長度在1m～3m時(shí)進(jìn)行2h，長度在三米以上時(shí)進(jìn)行3小時(shí)。對(duì)于體積比較大的工件或標(biāo)準(zhǔn)器的等溫一般要求24h恒溫，這是因?yàn)楣ぜ?nèi)部的溫度總要滯后于表面和室內(nèi)的溫度，這是應(yīng)特別注意的。在工廠的生產(chǎn)安排中要給檢測(cè)部門留出足夠的恒溫時(shí)間以免影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度特別是精密測(cè)量及需要檢測(cè)部門仲裁時(shí)，更要注意溫度的影響因素，給檢測(cè)部門留出足夠的時(shí)間進(jìn)行恒溫，保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。

結(jié)語

近些年來，隨著我國科技進(jìn)步力度的不斷加大和加工行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，如何才能在工件生產(chǎn)中保證工件表面精度已成為業(yè)界關(guān)心的重點(diǎn)，也是當(dāng)今測(cè)量行業(yè)面臨的首要難題。在這種背景下，為了檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，我們要共同努力把環(huán)境溫度誤差控制在合理的范圍內(nèi)，這是我們長度檢定人員在日常檢定工作中要長期堅(jiān)持的一項(xiàng)重要工作，讓我們共同努力，不斷提高檢測(cè)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧耀宗.長度計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)講座（四十二）第四十二講方箱[J].上海計(jì)量測(cè)試，2013（05）.

[2]王順利，李曉宇.關(guān)于影響立式金屬罐油品靜態(tài)計(jì)量準(zhǔn)確性因素的分析[J].計(jì)測(cè)技術(shù)，2013（05）.

[3]申曉玲.關(guān)于長治市長度計(jì)量工作現(xiàn)狀剖析及對(duì)策研究[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014（18）.