温度变化差异对长度计量检定的影响研究

摘要：新时期，科技在高速发展，促进国内计量检定技术越发精细，继而带动计量检定方式方法的良好个性，尤其是在长度计量层面。当前，社会各领域对长度计量工作的应用逐渐广泛，不管是建筑施工行业，还是在工业生产中，长度计量工作的开展都十分关键。但就现阶段的各项长度计量工作开展状况而言，还存在着需对对计量精确度造成影响的因素，而温度就是最主要的一个影响因素。基于此，文章聚焦长度计量检定工作，对温度变化差异对其检定精确性的影响进行研究，以供参考。

关键词：温度变化；长度计量；检定工作；影响因素

引言：长度计量技术是测绘行业中相对最成熟的一门学科，它为其它工程的顺利开展提供了保障。前提条件是，该系统能够以可视的方式展示物体的几何形状以及外形大小，以推动工业的良好发展。目前，随着工业发展进程的不断加快，温度变化差异对长度计量检测精度的影响越来越大，所以，如何有效地解决检测中存在的问题，已成为一项迫切需要解决的问题。以助力行业稳定发展的同时，还能够为符合规定提供了指南。要对温度进行有效的控制，就需要使周围的温度保持恒定，而为了得到精确的长度计量结果，在考虑了温度对测试结果的影响的情况下，需要对温度差进行检验。

1 长度计量检定概述

1.1计量工具与基准

1.1.1工具

目前，用于计量长度的仪器种类繁多，例如平尺、自准直仪；用来检测平面度平板或平面晶体等。也有游标类的计量工具，如数字显卡、高度卡尺等；以及外径千分尺等微分类量具；用来表示诸如千分表或是百分表之类的表类计量器具和各种矩形直角尺、刀口形直角尺角度计量工具等。

1.1.2基准

长度是物理量中最基础的一种，通常用“m”（S）作为长度的基本单位，许多衍生单位都含有长度单位。早期（主要为1983年），“米（m）”是指在真空条件下，光线在1/299792458秒中行进的长度，这就是长度计量的基础，而长度单位的精确与否，直接关系到计量基准的精度。

1.2计量误差分析

由特定的操作人员，利用某种方法，使用某种计量仪器，在一定的计量条件下，所测得的数据有两种，即真值和实测值。“真值”是指在一定的试验条件下经过测定而得到的结果，其大小并不随人的意愿而变化，是被测定物所具有的客观真实性；而计量值则是指在实际工作中，因各种因素，如检定人员的观察能力、操作、计量方式方法，以及温度湿度压力、仪器仪表的精确度等发生细微改变而计量出来的数值[1]。所以，在许多长度计量检定规程中都对温度提出了一定的要求，比如《钢卷尺》（JJG4-2015）中规定的等级钢卷尺、计量用钢卷尺的室温度计量设定在20℃，最大误差不超过5 C，而I级钢卷尺计量室内温度的基准设定在20℃范围，最大误差在8℃左右。

2 温差对长度计量检定的影响

在集体开展长度计量检定工作过程中，如果标样温度值出现了误差，将会直接影响到长度计量检测结果的准确性，使计量结果的精度大大降低，造成无法精准计量和获得被测物表面温度的具体值，从而出现难以正常开展长度计量检定工作的情况。如果计量工具的使用方法没有达到相关的规范标准，或者是检定部门忽略了温度控制，没有完全理解和掌握温度对长度计量检定结果精度的影响，如果周围的环境温度不稳定，很容易得到物体的表面温度，从而无法精确地计量出物体的长度[2]。而如果房间内的温度和计量的温度偏离了标准的范围，就会引起温度和计量上的误差，从而导致计量的结果出现错误。

由于环境温度很可能会对长度计量检验结果的准确性产生影响，从而导致长度计量检验的结果出现错误。因此，只要对周围环境的温度进行适当的控制，以及对计量仪器的正确使用，就无法确保长度计量检验结果的准确性。所以，不能忽略温度对长度计量检定工作的影响，要根据现有的温度误差，尽快地制订出一套科学的方法，对其进行科学的控制，不然将会导致长度计量检定的结果出现一些偏差。

3 排除温度变化差异对长度计量检定结果影响的有效方法

3.1消减阳光与空气流通的影响力度

日照、空气流动是经常会对长度计量和测试产生影响的一个显著现象。在使用长度计量仪器进行长度计量时，应选用专用的试验罩，以保证室内空气流通。与此同时，在计量、检验过程中，一定要把窗帘拉上，或者选用上锁的门窗。当被测物体与气流直接接触时，测长结果将会受到一定的影响，从而说明了选用合适的环境是非常重要的。如果长度计量检定是在户外进行，要保证周围的温度满足需要是非常困难的了，此时，需保证仪器和被测物体的温度要达到平衡。同时，在进行长度计量前，可将计量仪表与被测对象置于相同的环境中；只有在进行了温度补偿之后，才能进行外部的测试，而为防止人体本身受到伤害，可使用隔热垫、手套及设备，以防止人体与器械或被测物体直接接触[3]。因温度引起的长度尺寸变量的理论计算公式如式（1）所示：（1）。在式（1）中，∆L为被测量零件尺寸的变化数值；L则表示在标准温度（20℃）下，被测零件的具体尺寸；a1与a2主要表示计量器具、被测零件的线膨胀系数，通常是为10-6/℃；t1与t2表示计量器具、被测零件的具体温度，即℃。

3.2将湿度差异控制在合理限度之内

为了有效地解决长度计量检定工作中存在的温度误差问题，首先要综合分析温度对长度计量检定工作产生的影响因素，及时地对温度误差的幅度进行控制，使其在规范的范围内，并根据被测量对象的特性对房间的温度进行控制，尽可能地减少开门和关闭的次数，从而保持房间的温度恒定。

与此同时，测量人员要定期测量房间内的温度，在进行长度计量检定工作时，也要尽可能地减少与被测量对象的直接接触，同时还要控制气流的数量[4]。在考虑到温度对长度计量检定结果准确性的影响后，在实际的长度计量检定工作中，为了保证房间的温度在规范的范围内，采用了各种温度控制的方式，将温度误差的数值尽可能地降低，保证测量环境的温度不超过20℃，从而更好地进行长度计量检定工作，促使长度计量检定的结果足够准确有效。

例如，若所测量零件温度在20摄氏度，而长度计量检定工具的温度并不为20℃，此时，由温度所造成的测量误差、被计量零件尺寸（L）、计量工具线膨胀系数（a1）、计量工具对标准温度偏差等各种因素表现为正相关关系。比如，若所计量零件为铝质，则a1= 24×10-6/℃，其L这一长度尺寸为200mm；而若所采用游标卡尺是为钢质，也即a2= 11.5×10-6/℃，若所检测零件的温度在20℃范围，t2（卡尺温度）=17℃，这时，由于温度影响所造成的计量误差∆L=200mm×11.5 10-6/℃×|（17℃-20℃）|，最终计量误差等于0.0069mm。

3.3正确应用长度计量仪器并加强养护

在测量周围环境的温度时，应选用具有较低误差和较高准确度的测量仪器。特别要指出，不管是测量周围温度前后，都要防止与人直接接触或其它人为因素对测量结果的影响。在使用长度计量器具进行测量时，要尽量降低温度对长度测量的影响，就需要根据使用说明及操作规程对其进行测量，降低温度对其准确度的影响。另外，对于长度计量器具的保管和维护也要给予足够的重视，避免由于保管维护不当而造成长度计量器具计量准确度较低的温度，在维护长度计量器具时，应采用柔软的布如长纤维脱脂棉、白绒或白细布来擦拭[5]。如果长度测量器具在使用后可能有一段时间没有使用，那么就必须在其表面涂上一层防锈油，防止锈蚀，同时尽量防止外部因素对测量器具造成的损伤。

结语

综上所述，随着国家科技的发展和进步，各个行业都对长度计量精度的要求越来越高，所以如何采取行之有效的方法来不断改善和提升长度计量检定的精度和有效性，已经成了社会各界及相关长度计量检测工作开展企业等关心的焦点。作为对长度计量检定准确性、有效性造成较大影响的一个重要因素，温度变化差异问题不可忽视，所以要使长度计量检定数据的准确性有所保障，就需要采用一种行之有效且更为科学合理的方法对长度计量环境中的温度变化误差加加以控制，使其在一个合理的范围之内，从而提高长度计量装置的计量精确性。

参考文献

[1]陈李河.关于温度对长度计量检定的影响分析[J].科技创新导报，2019，16（31）：242-242244.

[1]李盼，刘宗源，赵兴国.基于温度对长度计量检定的影响分析[J].中国科技期刊数据库 工业A，2022（4）：0167-0169.

[1]郭宪臣.浅谈温度对长度计量检定的影响[J].上海计量测试，2000（6）：25-25.

[1]倪建华，张广丽.试论温度对长度计量检定的影响以及消除措施[J].仪器仪表标准化与计量，2017（5）：40-42.

[1]刘龙婷，吴晓滨.探究温度对长度计量检定的影响[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术，2021（7）：0240-0240242.