环境测量

环境测量

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2023年3月3日发(作者：大学恋爱的利与弊)

测量时需要注意哪些环境因素？看完这篇你就知道了

温度变化导致的物质变形、空⽓中的灰尘可能会在测量仪器可动部位形成摩擦等，因此环境差异会对测量造成较⼤的影响。下⾯就来说说测量时需

要注意的环境因素。

☞室温条件

要实现⾼可靠性的测量，必须考虑到实施测量地点的环境。对于测量地点⽽⾔，温度与清洁度是最为关键的因素。关于温度及湿度，ISO规定标准

环境应满⾜“温度20℃”的条件。加⼯材料会因温度变化⽽发⽣热膨胀，因此必须在需要进⾏精密测量的房间，对室温进⾏严格管理。某些机械

加⼯制造商甚⾄会以0.1°C为单位，对室温进⾏严密的管控。

温度管理在精密测量中必不可少

☞环境清洁度

测量环境的清洁度也是实现精密测量的重要条件。如果空⽓中的尘埃进⼊测量仪器内部，可能会导致可动部位磨损。⼀旦灰尘被夹⼊测量⽬标物与

测量仪器之间，或许会妨碍准确测量的开展。会出现在⽣产现场的灰尘种类，包括加⼯产⽣的砂粒、⾦属粉、作业服上脱落的纤维、⽑发等。这些

灰尘可能会导致次微⽶等级以上的误差，因此必须在⽇常作业中尽量保持环境的清洁。

☞温度与测量

物体的体积会因为热膨胀⽽发⽣改变，温度波动还会导致长度的变化。因此，即使是同样规格的物体，其长度也会因测量时的温度变化⽽产⽣差

异。如下表所⽰，热膨胀的⽐例因材质⽽异。

材质与热膨胀系数⽰例材质与热膨胀系数⽰例：：

在测量物体的长度时，必须考虑温度条件。根据国际标准化组织的规定，测量时的“标准温度”为20°C。测量对象来⾃室温不同的房间时，温

度不会迅速发⽣变化，因此通常需要静置1⼩时以上，使温度达到平衡。此外，当测量时的温度并⾮20°C时，必须计算误差，进⾏校正。热膨胀

不仅会影响测量⽬标物，还会发⽣在测量仪器上，因此⽆论如何都必须维持标准温度。

必须使温度达到平衡

☞物体的刚性

在对物体施加外⼒时，物体抵抗变形的性质被称为“刚性”。⽽当外⼒消失后，物体恢复原状的变形则被称为“弹性变形”。外⼒与弹性变形之

⽐，就被称为“杨⽒模量”。

材质与杨⽒模量的⽰例：

杨⽒模量越⼩，刚性越低，越容易发⽣变形。例如，⽤千分尺测量杨⽒模量较⼩的物体时，过度紧固螺丝会导致变形，可能⽆法进⾏准确测量。

杨⽒模量较⼩的物体在过度紧固时会发⽣变形

☞测量值的评估

评估测得的值，并不是⼀件简单的事情。测量值并不等同于真值，必定会包含误差，因此在评估其可靠性时存在⼀定的难度。过去，在评估可靠性

时都会以真值为基准，结合测量值的偏差（系统误差）与波动（偶然误差），实施综合评估。但是，由于计算真值的难度很⾼，测量值的评估也千

差万别，从统计学⾓度判断测量结果可靠性的⽅法应运⽽⽣。这就是“不确定度”的概念。通过统计处理推测误差，明确真值所处的范围。例如，

对于加⼯⾦属棒长度的测量值，将尺⼨表⽰为200mm、不确定度±0.01mm、可靠度95％。代表真值具备95％的可靠度，处于199.99⾄

200.01mm之间。

⽬前这种表述⽅式，已经被⼴泛⽤于以国际标准化组织（ISO）为代表的国际规范中。

☞测量仪器的校正

所谓校正，就是利⽤标准器，求出测量仪器⽰数值与真值之间的关系。通过接受标准机的校正，可以确保测量仪器的可靠性。实施校正的时机，基

本分为测量仪器使⽤前和使⽤后2次。若需经常使⽤测量仪器，实施定期校正，应当提前决定周期，并根据周期进⾏校正。上述周期就是“校正周

期”。决定周期时，应基于制造商的推荐值，再结合测量仪器的使⽤频率进⾏综合判断。

可靠测量的基础

☞实施校正的⽅法

实施校正的⽅法分为许多种。实际操作中可根据公司内部情况，选择最合适的⽅法。

☞仪器检查与仪器误差

和其他设备⼀样，随着使⽤时间的增加，测量仪器也会发⽣齿轮等部件磨损、测量⾯损耗的问题。这可能会导致原本能够发挥的精度⽆法得到维

持。测量仪器所具备的精度被称为“仪器误差”。由于仪器误差会对测量值的偏差造成影响，必须通过定期检查（定期校正）确认是否存在异常。

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关键词：关键词：测量、环境、仪器、温度、测量仪