段麗穎

【關(guān)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(zhǎng)度計(jì)量器具，屬于線紋工作計(jì)量器具的一種，按用途可以分為三種：1）普通鋼卷尺，用于測(cè)量物體長(zhǎng)度；2）測(cè)深鋼卷尺，用于測(cè)量液體深度；3）鋼圍尺，主要用于測(cè)量物體的直徑和周長(zhǎng)。使用鋼卷尺進(jìn)行測(cè)量時(shí)，操作人員應(yīng)將鋼卷尺刻線對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)區(qū)域，同時(shí)根據(jù)刻線之間的實(shí)際距離，確定長(zhǎng)度基礎(chǔ)量值，并復(fù)現(xiàn)相關(guān)測(cè)量工作。在對(duì)較大體積的物體或較長(zhǎng)距離進(jìn)行測(cè)量時(shí)，鋼卷尺本身的精度會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的精確性產(chǎn)生影響，所以需要采取有效措施進(jìn)行處理，以確保鋼卷尺精度符合實(shí)際要求，避免在測(cè)量過程中出現(xiàn)嚴(yán)重偏差。在實(shí)際測(cè)量過程中，可能造成鋼卷尺測(cè)量產(chǎn)生誤差的影響因素較多，如鋼卷尺本身存在的誤差、測(cè)量數(shù)據(jù)誤差、環(huán)境溫度引發(fā)的誤差等。為確保相關(guān)問題能夠得到科學(xué)處理，需要明確誤差產(chǎn)生的根源，并采取針對(duì)性的處理措施，消除產(chǎn)生誤差的各種因素，進(jìn)一步提高測(cè)量的精確性。

2 鋼卷尺的檢定

2.1 檢定方法

對(duì)鋼卷尺進(jìn)行檢定時(shí)，根據(jù)鋼卷尺類型選擇合適的檢定方法，以確保檢定結(jié)果的規(guī)范性、真實(shí)性，最大限度降低偏差情況出現(xiàn)的概率。在實(shí)際檢定中，檢定人員首先將被檢鋼卷尺進(jìn)行固定，使其能在檢定墩表面保持穩(wěn)定并處于懸空狀態(tài)。隨后，檢定人員根據(jù)鋼卷尺本身的長(zhǎng)度，在兩側(cè)放置符合規(guī)定拉力數(shù)據(jù)的重錘，進(jìn)一步提升鋼卷尺的穩(wěn)定性。在鋼卷尺進(jìn)入完全靜止?fàn)顟B(tài)后，檢定人員即可記錄兩端實(shí)際讀數(shù)以及溫度，應(yīng)進(jìn)行三次重復(fù)測(cè)量，并取平均值作為最終記錄數(shù)據(jù)。完成首次檢定后，需要采用相同的操作方法再次重復(fù)檢定流程，其中每次基礎(chǔ)讀數(shù)都應(yīng)保證移動(dòng)鋼卷尺10 mm或以上，保證后續(xù)對(duì)準(zhǔn)效果與讀數(shù)效果能夠達(dá)到要求，最大限度提高檢定的可靠性與真實(shí)性。除此之外，鋼卷尺進(jìn)行三次檢定的實(shí)際讀數(shù)差應(yīng)與檢定回?cái)?shù)之差相符合，避免影響檢定結(jié)果的精確性。

2.2 檢定環(huán)境

在對(duì)鋼卷尺進(jìn)行檢定的過程中，應(yīng)采取有效措施使檢定環(huán)境符合檢定規(guī)范的要求，以確保檢定結(jié)果的精確度，降低出現(xiàn)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(shí)，環(huán)境溫度應(yīng)處于20 ℃，上下浮動(dòng)不超過10 ℃。同時(shí)，各次檢定時(shí)溫差不超過2 ℃，并保證周邊風(fēng)速處于2 m/s 以下的狀態(tài)，確保檢定環(huán)境夠符合精確檢定的需求。

2.3 檢定測(cè)量點(diǎn)的設(shè)置

在設(shè)置檢定測(cè)量點(diǎn)時(shí)，需要根據(jù)鋼卷尺本身的長(zhǎng)度差別，選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量點(diǎn)間隔。鋼卷尺的長(zhǎng)度一般分為20 m、30 m、50 m，在設(shè)置測(cè)量點(diǎn)時(shí)應(yīng)保證每隔10 m存在1 個(gè)點(diǎn)位，同時(shí)總設(shè)置數(shù)量需要大于3。通過測(cè)量點(diǎn)位組成基礎(chǔ)段落，使鋼卷尺的長(zhǎng)度能夠處于均等狀態(tài)，有效提高檢定測(cè)量精度，降低出現(xiàn)偏差的可能性。

3 溫度對(duì)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(gòu)成，其通常為整條狀，因此相對(duì)于正常鋼帶鋼卷尺較為柔韌，受環(huán)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(huán)境溫度存在差異，便有可能使鋼條出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象，最終導(dǎo)致鋼卷尺檢定數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差。因此，在鋼卷尺檢定過程中，需要明確環(huán)境溫度對(duì)鋼卷尺本身造成的熱脹冷縮影響，確保相關(guān)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(xì)分析

對(duì)鋼卷尺進(jìn)行檢定時(shí)，要明確溫差的影響需要從測(cè)量模型入手，分析影響的實(shí)質(zhì)。國(guó)際上規(guī)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(fā)的尺寸誤差。由于工件本身所導(dǎo)致的誤差與尺寸、工件實(shí)際長(zhǎng)度、工件應(yīng)用材料膨脹系數(shù)、工件實(shí)際溫度存在緊密聯(lián)系。在對(duì)鋼卷尺進(jìn)行檢定的過程中，通常情況下可將I 級(jí)鋼卷尺作為標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺，在5 m長(zhǎng)的鋼卷尺檢定臺(tái)上，用分度值為0.01 mm的顯微鏡對(duì)比被測(cè)鋼卷尺和標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的誤差。通常情況下，檢定誤差的影響因素包括：標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺實(shí)際應(yīng)用長(zhǎng)度、被檢鋼卷尺實(shí)際應(yīng)用長(zhǎng)度、被檢鋼卷尺的基礎(chǔ)膨脹系數(shù)、被檢鋼卷尺的基礎(chǔ)溫度情況、標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的基礎(chǔ)膨脹系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的溫度狀態(tài)。在檢定過程中，由于I 級(jí)別鋼卷尺本身長(zhǎng)度為5 m，若大于5 m，則需要采取分段檢定措施，將誤差進(jìn)行累加處理，并按照每段5 m的條件進(jìn)行計(jì)算。在這種情況下，標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺與被檢定鋼卷尺的實(shí)際長(zhǎng)度具有相等特征，可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化實(shí)際分析流程。

根據(jù)產(chǎn)生溫度誤差的實(shí)際情況，能夠明確相關(guān)影響因素存在以下五種情況：第一，在標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺與被檢鋼卷尺實(shí)際溫度均為正常20 ℃的情況下，溫度所導(dǎo)致的尺寸誤差可以視為0。第二，若標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺與被檢鋼卷尺的制造材料一致，同時(shí)溫度也一致的情況下，環(huán)境溫度引發(fā)的尺寸誤差與熱膨脹系數(shù)、溫度條件成正比關(guān)系。第三，在標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺、被檢鋼卷尺材質(zhì)以及溫度條件不一致的情況下，溫度所導(dǎo)致的尺寸誤差、熱膨脹系數(shù)與鋼卷尺之間的溫度差成正比關(guān)系。第四，在標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺與被檢鋼卷尺應(yīng)用材質(zhì)存在差異，但溫度條件一致的情況下，環(huán)境溫度所導(dǎo)致的尺寸誤差與鋼卷尺的熱膨脹系數(shù)、溫度條件成正比關(guān)系。第五，在標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺與被檢鋼卷尺材質(zhì)存在差異、溫度條件同樣存在差異的情況下，環(huán)境溫度所導(dǎo)致的尺寸誤差與鋼卷尺之間的熱膨脹系數(shù)以及鋼卷尺的溫度差成正比關(guān)系。通過分析相關(guān)情況能夠明確，環(huán)境溫度對(duì)鋼卷尺檢定具有不可忽視的影響。因此，需要進(jìn)一步探究降低鋼卷尺受環(huán)境溫度影響的方法，盡可能降低鋼卷尺檢定結(jié)果出現(xiàn)偏差的可能性，通過采取相應(yīng)措施有效強(qiáng)化鋼卷尺檢定質(zhì)量。

4 降低溫度對(duì)鋼卷尺檢定影響的措施

4.1 確保檢定環(huán)境溫度處于正常范圍內(nèi)

JJG 4—2015《鋼卷尺》檢定規(guī)程對(duì)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(jí)鋼卷尺在檢定時(shí)應(yīng)保證環(huán)境溫度處于20 ℃，上下浮動(dòng)不超過5 ℃。II 級(jí)鋼卷尺在檢定時(shí)需要保證環(huán)境溫度處于20 ℃，上下浮動(dòng)不超過8 ℃。常規(guī)鋼卷尺的熱膨脹系數(shù)相對(duì)較低，環(huán)境溫度可能對(duì)檢定有較為顯著的影響，繼而造成測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重偏差。因此，需要采取有效措施，確保實(shí)驗(yàn)室環(huán)境內(nèi)的溫度能夠維持在規(guī)定范圍內(nèi)，盡可能降低其產(chǎn)生的負(fù)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(shí)所用的檢定臺(tái)所處區(qū)域通常較為復(fù)雜，因此周邊空氣的熱傳導(dǎo)、比熱、熱容量等參數(shù)均會(huì)對(duì)實(shí)際測(cè)量結(jié)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(guī)定溫度條件下，通過恒溫放置方式進(jìn)行處理。處理時(shí)間需要大于4 小時(shí)，盡可能削減標(biāo)準(zhǔn)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(duì)檢定也會(huì)帶來(lái)一定影響。由于規(guī)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(chǎn)生的熱輻射最終對(duì)檢定結(jié)果的準(zhǔn)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(duì)檢定結(jié)果造成顯著偏差。

4.4 防范溫差產(chǎn)生

檢定環(huán)境內(nèi)存在的冷熱源也會(huì)對(duì)檢定結(jié)果造成影響，由于檢定消耗時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，因此需要避免陽(yáng)光直射檢定臺(tái)。同時(shí)，也應(yīng)避免將檢定臺(tái)放置在出風(fēng)口位置，防止局部溫度差異的產(chǎn)生。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鋼卷尺檢定工作容易受到環(huán)境溫度影響。依據(jù)JJG 4—2015《鋼卷尺》檢定規(guī)程，通過對(duì)檢定流程進(jìn)行詳細(xì)分析，明確需要采取的應(yīng)對(duì)措施。通過科學(xué)部署，從根源上提高檢定精確性，對(duì)后續(xù)工作展開具有正面影響意義，有利于鋼卷尺測(cè)量的科學(xué)應(yīng)用。