浅谈温度对长度尺寸的影响

浅谈温度对长度尺寸的影响

在人们的广泛社会活动中，每时每刻都在进行着大量的各种不同的测量，科学实验、工农业生产、商品流通、人民生活都离不开测量，而且在测量过程中都在追求测量的准确。今天，我们就来浅谈温度对长度尺寸测量的影响。

一、 影响温度误差的因素

在测量条件中，温度、湿度、震动、灰尘及腐蚀性气体等因素都可以直接或间接影响测量精确度。在这些因素中，温度的变化对测量精确度的影响尤为显著。由于不同物体的膨胀系数差异较大，因此计量时采用被测物体温度与计量标准仪器的温度等同的原则，各类计量专业在进行测量时，都应按照检定规程要求的温度条件进行工作，以确保检测数据的准确，目前我国规定计量室的标准温度为20℃。

通过查手册得知线膨胀系数α与温度变化及尺寸变化的关系有如下关系，可用式（1）表示：

()T L L ∆∙∆=α （1） 式中：α—线膨胀系数；L ∆—尺寸变化量；L —物体尺寸；T ∆—温度变化量。

当一个工件由于其温度对20℃有偏差而产生的尺寸变化。可用式（2）表示： ()20-∙∙=∆t L L α （2） 式中：t 为物体温度。

当工件和量具的温度对标准温度均有偏差时，温度所引起的测量误差为二者尺寸变化之差，其计算公式可表示为式（3）：

()()[]20202211---=∆t t L L αα （3）

式中：L ∆—尺寸变化量；L —物体尺寸；1α2α—工件和量具材料的线膨胀系数；1t 2t —工件和量具的温度。

注：物体线膨胀系数定义：当温度变化1℃时，单位长度（1mm ）的尺寸变化大小，仅与物体材料有关。

例：假设用外径千分尺测量mm 100φ直径的铜轴，轴的温度为40℃，外径千分尺为15℃，铜轴和钢质外径千分尺的线膨胀系数各为6105.17-⨯和6105.11-⨯，

则尺寸变化量L ∆为：

L ∆=()()[]

2015105.112040105.1710100663-⨯--⨯⨯---=40.75μm 可见温度对工件尺寸影响甚大，此例差出好几十道去。所以在测量计量器具时，需要把工件与量具经过温度平衡后在进行测量，则温度误差会大大减小。每种量具的检定，需要平衡的温度时间在相应的检定规程和校准规范都有规定。

注：被检量具与标准量具在一定条件下（如在室温为（20±6）℃的条件下）温度趋向一致的过程，叫做温度的平衡。

二、减小温度误差的方法

1、在温度接近标准温度时间时进行测量。在实际工作中，我们同样严格按照相关规程，使客户送检的计量器具与计量室温度平衡后再去检定或校准，所以有时客户想立刻得到测量数据，那测量的数据一定有温度影响。

2、在现场测量时也不要把标准器拿出后就进行测量，而是把标准器与工件重叠放置一起，并放在大平板上等温后在进行测量。

3、避免人手的温度对工件和量具的影响。例如，使用时和检定千分尺时必须握住绝热垫，当发现人手热量已传递到千分尺时，应将其放置一定时间在使用和检定。

4、在室外测量大尺寸时，需要用测量仪器对于相应材料的温度补偿，把温度误差降到最小。

天津市检测技术研究所是一所具有60余年的计量检测实验所，其人员和设备也是与时俱进。我们既有稳定性依然相当好的老的进口设备，也具有与时代接轨的先进设备，TRIMOS 一米万能测长机很好的做到了温度误差补偿功能，使其测量精度达到0.07μm ；Leica 激光跟踪仪在大尺寸测量同样具有温度传感器及补偿功能，也很好的提高现场测量尺寸的准确性；计量室内像温泽三坐标测量机、IAC 螺纹综合测量仪都很好的解决了复杂几何及形位公差及其种类繁多的螺纹尺寸测量。

计量工作就是为测量的准确性提供可靠的保证，确保国家计量单位制度的统一和全国量值的准确可靠。习总书记在十九大报告中也强调要加快建设创新型国家。我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，必须坚持质量第一、效益优先，以供给侧结构性改革为主线，推动经济发展质量变革、效率变革、动力变

革，提高全要素生产率，在建设质量强国的道路上，计量发挥着不可替代的地位和作用。