Influencia de la temperatura en la dimensión de medición (análisis básico)

1. Factores que influyen en el error de temperatura

En las condiciones de medición, factores como la temperatura, la humedad, las vibraciones, el polvo y los gases corrosivos pueden afectar directa o indirectamente a la precisión de la medición.

Entre estos factores, los cambios de temperatura tienen un efecto significativo en la precisión.

Para garantizar resultados precisos, se utiliza el principio de mantener temperaturas iguales entre el objeto medido y el instrumento patrón, teniendo en cuenta que los distintos objetos tienen coeficientes de dilatación variables.

Para garantizar la precisión de los datos de las pruebas, todos los especialistas en metrología deben respetar las condiciones de temperatura especificadas por la normativa de verificación.

Actualmente, la temperatura estándar de las salas de medición es de 20℃.

Según el manual, la relación entre el coeficiente de dilatación lineal (a), el cambio de temperatura y el cambio de tamaño puede expresarse mediante la fórmula (1):

Dónde:

• a -coeficiente de dilatación;
• ΔL - cambio de tamaño;
• L - tamaño del objeto;
• ΔT - variación de la temperatura.

El cambio de tamaño de una pieza resultante de una desviación de la temperatura de 20℃ puede expresarse mediante la fórmula (2):

En esta ecuación, "t" representa la temperatura del objeto.

Cuando la temperatura de la pieza y de la herramienta de medición difieren de la temperatura estándar, el error de medición causado por la temperatura es la diferencia entre los cambios de tamaño. Puede calcularse mediante la fórmula (3):

Dónde:

• ΔL es el cambio de tamaño;
• L - tamaño del objeto;
• a1, a2 - coeficiente de dilatación lineal de la pieza y de medición material de la herramienta;
• t1 t2 - la temperatura de la pieza y de la herramienta de medición.

El coeficiente de dilatación lineal de un objeto se define como el cambio de tamaño de una unidad de longitud (1 mm) en respuesta a un cambio de temperatura de 1℃, y es específico del material del objeto.

Por ejemplo, consideremos un eje de cobre con un diámetro de 100 mm cuya temperatura es de 40℃, y un micrómetro de acero con un diámetro exterior de 15℃. Si los coeficientes de dilatación lineal para el eje de cobre y el micrómetro de acero son 17,5 x10-6 y 11,5 x10-6 respectivamente, entonces el cambio de dimensión (△L) puede calcularse como sigue:

Es evidente que la temperatura influye considerablemente en el tamaño de la pieza y puede dar lugar a numerosos errores.

Por lo tanto, cuando se utilizan instrumentos de medición, es aconsejable equilibrar la temperatura de la pieza y de la herramienta de medición antes de la medición para reducir los errores relacionados con la temperatura.

El tiempo de equilibrado de temperatura requerido para cada instrumento de medida durante la verificación se especifica en las correspondientes normas de verificación y especificaciones de calibración.

Nota: El proceso de hacer coincidir la temperatura del útil de medición atornillado y del útil de medición patrón en condiciones especificadas (como una temperatura ambiente de (20 ± 6)℃) se denomina equilibrio de temperatura.

2. Método para reducir el error de temperatura

(1) Mida la temperatura cuando esté próxima a la temperatura estándar.

En nuestro trabajo, cumplimos estrictamente la normativa pertinente para garantizar la precisión. Antes de la verificación o calibración, exigimos a los clientes que nos faciliten los instrumentos de medición y la temperatura de la sala de medición.

A menudo, los clientes requieren datos de medición inmediatos, y es importante tener en cuenta la temperatura a la hora de obtener estos datos.

(2) Cuando realice mediciones de campo, no retire el patrón para la medición. En su lugar, coloque el patrón y la pieza de trabajo juntos en una superficie grande y plana y mida después de que hayan alcanzado el equilibrio térmico.

(3) Para evitar la influencia de la temperatura de la mano en la pieza de trabajo y herramientas de mediciónTome las precauciones necesarias. Por ejemplo, cuando utilice un micrómetro, sujételo con una almohadilla aislante del calor. Si sospecha que el calor de su mano se ha transferido al micrómetro, déjelo reposar durante un tiempo antes de utilizarlo o verificarlo.

(4) Cuando se miden objetos grandes al aire libre, es necesario compensar la temperatura del material que se está midiendo para minimizar los errores de temperatura. Utilice un instrumento de medición diseñado específicamente para este fin.