溫度對鋼卷尺檢定的影響探究

段麗穎

【關鍵詞】溫度；鋼卷尺；檢定

1 鋼卷尺概述

鋼卷尺是較為常用的長度計量器具，屬于線紋工作計量器具的一種，按用途可以分為三種：1）普通鋼卷尺，用于測量物體長度；2）測深鋼卷尺，用于測量液體深度；3）鋼圍尺，主要用于測量物體的直徑和周長。使用鋼卷尺進行測量時，操作人員應將鋼卷尺刻線對準目標區域，同時根據刻線之間的實際距離，確定長度基礎量值，并復現相關測量工作。在對較大體積的物體或較長距離進行測量時，鋼卷尺本身的精度會對測量結果的精確性產生影響，所以需要采取有效措施進行處理，以確保鋼卷尺精度符合實際要求，避免在測量過程中出現嚴重偏差。在實際測量過程中，可能造成鋼卷尺測量產生誤差的影響因素較多，如鋼卷尺本身存在的誤差、測量數據誤差、環境溫度引發的誤差等。為確保相關問題能夠得到科學處理，需要明確誤差產生的根源，并采取針對性的處理措施，消除產生誤差的各種因素，進一步提高測量的精確性。

2 鋼卷尺的檢定

2.1 檢定方法

對鋼卷尺進行檢定時，根據鋼卷尺類型選擇合適的檢定方法，以確保檢定結果的規范性、真實性，最大限度降低偏差情況出現的概率。在實際檢定中，檢定人員首先將被檢鋼卷尺進行固定，使其能在檢定墩表面保持穩定并處于懸空狀態。隨后，檢定人員根據鋼卷尺本身的長度，在兩側放置符合規定拉力數據的重錘，進一步提升鋼卷尺的穩定性。在鋼卷尺進入完全靜止狀態后，檢定人員即可記錄兩端實際讀數以及溫度，應進行三次重復測量，并取平均值作為最終記錄數據。完成首次檢定后，需要采用相同的操作方法再次重復檢定流程，其中每次基礎讀數都應保證移動鋼卷尺10 mm或以上，保證后續對準效果與讀數效果能夠達到要求，最大限度提高檢定的可靠性與真實性。除此之外，鋼卷尺進行三次檢定的實際讀數差應與檢定回數之差相符合，避免影響檢定結果的精確性。

2.2 檢定環境

在對鋼卷尺進行檢定的過程中，應采取有效措施使檢定環境符合檢定規范的要求，以確保檢定結果的精確度，降低出現不良問題的概率。在檢定工作開始前，首先拉開鋼卷尺，并放置在完全自然的條件下。在檢定過程時，環境溫度應處于20 ℃，上下浮動不超過10 ℃。同時，各次檢定時溫差不超過2 ℃，并保證周邊風速處于2 m/s 以下的狀態，確保檢定環境夠符合精確檢定的需求。

2.3 檢定測量點的設置

在設置檢定測量點時，需要根據鋼卷尺本身的長度差別，選擇適當的測量點間隔。鋼卷尺的長度一般分為20 m、30 m、50 m，在設置測量點時應保證每隔10 m存在1 個點位，同時總設置數量需要大于3。通過測量點位組成基礎段落，使鋼卷尺的長度能夠處于均等狀態，有效提高檢定測量精度，降低出現偏差的可能性。

3 溫度對鋼卷尺檢定的影響

3.1 鋼卷尺檢定受溫度影響的原因

通常情況下，鋼卷尺主要由具有一定彈性的鋼帶所構成，其通常為整條狀，因此相對于正常鋼帶鋼卷尺較為柔韌，受環境影響的可能性較高。鋼條本身存在熱脹冷縮的特征，因此若檢定過程中環境溫度存在差異，便有可能使鋼條出現熱脹冷縮現象，最終導致鋼卷尺檢定數據出現誤差。因此，在鋼卷尺檢定過程中，需要明確環境溫度對鋼卷尺本身造成的熱脹冷縮影響，確保相關問題能夠得到有效控制，提高檢定的精確性與可靠性。

3.2 溫度影響鋼卷尺檢定的詳細分析

對鋼卷尺進行檢定時，要明確溫差的影響需要從測量模型入手，分析影響的實質。國際上規定的鋼卷尺檢定溫度為20 ℃，溫度誤差通常指偏離20 ℃條件下引發的尺寸誤差。由于工件本身所導致的誤差與尺寸、工件實際長度、工件應用材料膨脹系數、工件實際溫度存在緊密聯系。在對鋼卷尺進行檢定的過程中，通常情況下可將I 級鋼卷尺作為標準鋼卷尺，在5 m長的鋼卷尺檢定臺上，用分度值為0.01 mm的顯微鏡對比被測鋼卷尺和標準鋼卷尺的誤差。通常情況下，檢定誤差的影響因素包括：標準鋼卷尺實際應用長度、被檢鋼卷尺實際應用長度、被檢鋼卷尺的基礎膨脹系數、被檢鋼卷尺的基礎溫度情況、標準鋼卷尺的基礎膨脹系數、標準鋼卷尺的溫度狀態。在檢定過程中，由于I 級別鋼卷尺本身長度為5 m，若大于5 m，則需要采取分段檢定措施，將誤差進行累加處理，并按照每段5 m的條件進行計算。在這種情況下，標準鋼卷尺與被檢定鋼卷尺的實際長度具有相等特征，可以進一步簡化實際分析流程。

根據產生溫度誤差的實際情況，能夠明確相關影響因素存在以下五種情況：第一，在標準鋼卷尺與被檢鋼卷尺實際溫度均為正常20 ℃的情況下，溫度所導致的尺寸誤差可以視為0。第二，若標準鋼卷尺與被檢鋼卷尺的制造材料一致，同時溫度也一致的情況下，環境溫度引發的尺寸誤差與熱膨脹系數、溫度條件成正比關系。第三，在標準鋼卷尺、被檢鋼卷尺材質以及溫度條件不一致的情況下，溫度所導致的尺寸誤差、熱膨脹系數與鋼卷尺之間的溫度差成正比關系。第四，在標準鋼卷尺與被檢鋼卷尺應用材質存在差異，但溫度條件一致的情況下，環境溫度所導致的尺寸誤差與鋼卷尺的熱膨脹系數、溫度條件成正比關系。第五，在標準鋼卷尺與被檢鋼卷尺材質存在差異、溫度條件同樣存在差異的情況下，環境溫度所導致的尺寸誤差與鋼卷尺之間的熱膨脹系數以及鋼卷尺的溫度差成正比關系。通過分析相關情況能夠明確，環境溫度對鋼卷尺檢定具有不可忽視的影響。因此，需要進一步探究降低鋼卷尺受環境溫度影響的方法，盡可能降低鋼卷尺檢定結果出現偏差的可能性，通過采取相應措施有效強化鋼卷尺檢定質量。

4 降低溫度對鋼卷尺檢定影響的措施

4.1 確保檢定環境溫度處于正常范圍內

JJG 4—2015《鋼卷尺》檢定規程對鋼卷尺檢定溫度以及平衡溫度均提出了明確的要求。通常情況下，I 級鋼卷尺在檢定時應保證環境溫度處于20 ℃，上下浮動不超過5 ℃。II 級鋼卷尺在檢定時需要保證環境溫度處于20 ℃，上下浮動不超過8 ℃。常規鋼卷尺的熱膨脹系數相對較低，環境溫度可能對檢定有較為顯著的影響，繼而造成測量結果產生嚴重偏差。因此，需要采取有效措施，確保實驗室環境內的溫度能夠維持在規定范圍內，盡可能降低其產生的負面影響。

4.2 采取恒溫放置平衡措施

由于鋼卷尺以及檢定時所用的檢定臺所處區域通常較為復雜，因此周邊空氣的熱傳導、比熱、熱容量等參數均會對實際測量結果造成影響。為提高鋼卷尺檢定工作的精確性，在開展鋼卷尺檢定工作前，需要保證工具處于規定溫度條件下，通過恒溫放置方式進行處理。處理時間需要大于4 小時，盡可能削減標準化鋼卷尺與被檢定鋼卷尺溫度差造成的主要影響，從根源層面提高檢定工作的可靠性。

4.3 避免人體影響

人體的溫度對檢定也會帶來一定影響。由于規程要求檢定過程中需要保證溫度處于20 ℃，而人體本身溫度為37 ℃，所以，人體產生的熱輻射最終對檢定結果的準確性造成影響。因此，需要盡可能減小人體溫度的影響，采取有效保障措施。例如，在檢定過程中要求檢定人員配套手套，并禁止直接接觸鋼卷尺。通過采取此類措施，可以顯著提高檢定的精確性，避免人體溫度對檢定結果造成顯著偏差。

4.4 防范溫差產生

檢定環境內存在的冷熱源也會對檢定結果造成影響，由于檢定消耗時間相對較長，因此需要避免陽光直射檢定臺。同時，也應避免將檢定臺放置在出風口位置，防止局部溫度差異的產生。

5 結語

綜上所述，鋼卷尺檢定工作容易受到環境溫度影響。依據JJG 4—2015《鋼卷尺》檢定規程，通過對檢定流程進行詳細分析，明確需要采取的應對措施。通過科學部署，從根源上提高檢定精確性，對后續工作展開具有正面影響意義，有利于鋼卷尺測量的科學應用。