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溫度誤差對(duì)長(zhǎng)度測(cè)量的影響
溫度誤差對(duì)長(zhǎng)度測(cè)量的影響
【摘要】長(zhǎng)度測(cè)量工作在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在長(zhǎng)度測(cè)量的過(guò)程中，因?yàn)楦鱾�(gè)特性與參數(shù)的不同，會(huì)出現(xiàn)不同的測(cè)量結(jié)果，有些接近真值，而有些則相差大些。
但是就實(shí)際長(zhǎng)度測(cè)量工作開(kāi)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。
溫度誤差是影響長(zhǎng)度測(cè)量精度的一個(gè)主要因素。
【關(guān)鍵詞】長(zhǎng)度測(cè)量 ;溫度誤差; 影響因素
引言
測(cè)量時(shí)，造成長(zhǎng)度測(cè)量誤差的主要因素：溫度誤差、刻度誤差、磨耗誤差、接觸力誤差、撓曲誤差、余弦誤差、阿貝 (Abbe) 誤差、熱變形誤差以及誤讀、誤算、視差、等。
有些是可以預(yù)測(cè)和修正或調(diào)整減少的。
其中誤讀常發(fā)生在游標(biāo)尺、分厘卡等量具。
誤算常在計(jì)算錯(cuò)誤或輸入錯(cuò)誤數(shù)據(jù)時(shí)所發(fā)生。
視差常在讀取測(cè)量值的方向不同或刻度面不在同一平面時(shí)所發(fā)生，兩刻度面相差約在0.3～0.4 mm之間，若讀取尺寸在非垂直于刻度面時(shí)，即會(huì)產(chǎn)生誤差量。
將游尺的刻劃設(shè)計(jì)成與本尺的刻劃等高或接近等高，(游尺刻劃有圓弧形形成與本尺刻劃幾近等高，游尺為凹V形且本尺為凸V形，形成兩刻劃等高等方法，可在一定程度上有效減少此類誤差，并在一定程度上提高了長(zhǎng)度測(cè)量的準(zhǔn)確度，
而溫度誤差也是影響長(zhǎng)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^(guò)高或者過(guò)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。
一 溫度誤差的形成原因分析
通過(guò)一個(gè)小小的實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)溫度對(duì)長(zhǎng)度測(cè)量的影響相當(dāng)大。
在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)把一個(gè)尺寸較大的物體置放在光學(xué)計(jì)量?jī)x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(zhǎng)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。
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^(guò)高或者過(guò)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。
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。
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。
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(zhǎng)度測(cè)量誤差幾乎為零，可以說(shuō)是不存在的。
這也說(shuō)明這一溫度環(huán)境是長(zhǎng)度測(cè)量的最佳溫度。
二 長(zhǎng)度測(cè)量工作中溫度誤差的消除方法
為了更好的減少因?yàn)闇囟日`差而造成的長(zhǎng)度測(cè)量故障問(wèn)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(kāi)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。
所以在工作中需要我們認(rèn)真、系統(tǒng)的進(jìn)行分析。
(1)在長(zhǎng)度測(cè)量工作中為了避免溫度誤差的影響，我們對(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(zhǎng)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，所以在工作中必須要嚴(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。
我們?cè)诠ぷ髦幸残枰崆按_定標(biāo)準(zhǔn)溫度的允許偏差值。
尤其是在工廠長(zhǎng)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(zhǎng)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(kāi)展誤差在0.02mm以上的長(zhǎng)度測(cè)量工作。
而這種測(cè)量工作還僅僅是工廠測(cè)量中的一般選擇。
(2)在測(cè)量的時(shí)候，工件表面的溫度必須要與標(biāo)準(zhǔn)間溫度相一致，這種測(cè)量背景下整個(gè)工件長(zhǎng)度才能夠達(dá)到預(yù)計(jì)工作標(biāo)準(zhǔn)的要求，并且能充分的發(fā)揮測(cè)量設(shè)備與測(cè)量件本身的性能。
這種測(cè)量條件下，等溫過(guò)程也就是我們常說(shuō)的將被測(cè)量工件與測(cè)量設(shè)備置放在同一溫度條件下，以便達(dá)到提高測(cè)量精度的目的。
但需要注意的是，在測(cè)量的時(shí)候?qū)y(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器件必須要只放在同一個(gè)環(huán)境當(dāng)中，且要及時(shí)的控制環(huán)境的溫度。
比如在大鑄鐵平板上進(jìn)行等溫時(shí)時(shí)間要長(zhǎng)一些，以保證等溫一致，在空氣中等溫時(shí)，要減少空氣流動(dòng)，保證溫度的恒定。
(3)保證溫度環(huán)境的穩(wěn)定性是目前工作的關(guān)鍵，它通過(guò)對(duì)測(cè)量環(huán)境每小時(shí)溫度變化規(guī)律來(lái)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(guò)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(lái)，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。
三 在現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)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(zhǎng)度在一米以下時(shí)進(jìn)行1.5h，長(zhǎng)度在1m～3m時(shí)進(jìn)行2h，長(zhǎng)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)楣ぜ䞍?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。
四 減少環(huán)境溫度產(chǎn)生的誤差
盡量在溫度接近標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃時(shí)進(jìn)行測(cè)量。
在實(shí)際工作中，量具的檢定和工件的精密測(cè)量最好在具備標(biāo)準(zhǔn)溫度的計(jì)量檢定室中進(jìn)行。
為了使被檢量具和被測(cè)工件盡快地達(dá)到室內(nèi)溫度，將它們放在鑄鐵平板上。
為使工件與量具溫度相等，測(cè)量前應(yīng)將工件和量具在一起放一段時(shí)間。
盡量保持1小時(shí)以上。
避免人手溫度對(duì)工件和量具的影響。
這種影響所產(chǎn)生的誤差是無(wú)法預(yù)測(cè)的，只有通過(guò)正確地使用量具和在工作中加以注意才能有效的避免和減小溫度誤差的影響。
五 結(jié)語(yǔ)
隨著我國(guó)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，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)，提高其長(zhǎng)度測(cè)量準(zhǔn)確度。
因此，從事長(zhǎng)度計(jì)量核對(duì)工作的同仁們，有必要的結(jié)合自己的工作內(nèi)容，有針對(duì)性的總結(jié)影響長(zhǎng)度準(zhǔn)確度的主要因素，可為我國(guó)的長(zhǎng)度計(jì)量工作進(jìn)一步添磚加瓦，為工程的應(yīng)用提供的有力的后勤保障。
參考文獻(xiàn)：
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