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2010.01.13

校正のトピックスNo.３０
【長さ計：測定環境は２０℃にしないとダメなの？】

ＮＫＳ流「ためしてガッテン！」

温度が違う現場では長さの測定はどうしたら良いの？

  • ●長さ計の校正では、外気温により長さが伸び縮みしたブロックゲージを使って、いきなりマイクロメータを校正した場合、当たり前の事ですが、正しい校正値が得られません。
  • ●ご存じのように、長さ計を校正する環境は、２０℃で管理された場所が望ましいのですが、現実問題として、温度が高かったり、低かったりする現場では、どの程度測定値に影響するのでしょうか？

(実験：１)温度によって測定値がどの位変わる？

    • ●３５℃にしたブロックゲージを、約２０℃の温度に慣らしたマイクロメータを使って、室温が約２０℃で測定した時、時間の経過と共に測定値がどの様に変化するか実験しました。
    • ●実験１・実験２で使用した標準器と測定器

      標準器：１００ｍｍスチール製ブロックゲージ　Ｎｏ：０１０１２０　ミツトヨ製

      使用した測定器：外側マイクロメータ　ＭＤＣ－１２５ＭＪ　Ｎｏ：７５１５６９９０　ミツトヨ製

    • ●実験１

      最初、３５℃にした１００ｍｍスチール製のブロックゲージを、マイクロメータで測定した時の時間の経過と測定値の変化を実験

      測定場所の環境：２０．６℃　３１％

  • ●最初、３５℃のブロックゲージを２０℃のマイクロメータで測定した場合、１５℃の温度差の時は、ブロックゲージの公称値（１００mm）と１８μmズレていた測定値が、４０分経過後、ブロックゲージとマイクロメータがほぼ同じ温度に安定した時、公称値と同じ測定値になることが分かりました。
  • ●今回の実験からは、温度慣らしは４０分位必要ということが分かりましたが、お客様がどれくらいの正確さ（精度）で測定されるかによって、温度慣らしの時間を決められることをお勧めします。
  • ●メーカでも、マイクロメータやノギス等の測定工具を校正される場合は、約２時間以上、ブロックゲージや三次元測定器等の精度の高い標準器については、８時間以上を目安に温度慣らしを推奨しています。
  • ●さて、温度慣らしが必要なことは分かりましたが、実験１の様に、測定時の環境温度が２０℃でないと、正しく測定出来ないのでしょうか？

(実験：２)測定環境が、２０℃以外ではどうなるの？

    • ●測定器と被測定物の両方を２０℃以外の温度で慣らし、各々の環境温度で測った時の測定値はどうなるのか、実験をしてみました。
    • ●実験２

      測定する部屋の温度を変化させてマイクロメータで１００ｍｍスチール製ブロックゲージを測定した時の測定値

      （温度慣らし時間は、各温度とも９０分です）

    • ●実験から、環境が２０℃以外の場合は、温度慣らしを行うことで、ブロックゲージの公称値（１００mm）に近づきますが、温度が１０℃変わると約１μm程度、公称値とズレることが分かりました。
    • ●ちなみに、実験に使ったブロックゲージとマイクロメータの主要な部分の熱膨張係数（メーカー仕様）は、次の通りです。

 

　実験１・２の結果から見えたこと

  • ●今回の実験から、現場でマイクロメータを使って被測定物の長さを測る場合には、温度慣らしが正確さの一つの鍵になること。
  • ●また、測定器と被測定物の熱膨張係数が違うと、測定値にある程度、影響することから、どれくらいの正確さで測定するかによって、環境温度も考慮することが、もう一つの鍵になると分かりました。
  • ●従って、環境温度をぴったり２０℃で管理することは現実的に無理がありますので、どれくらいの正確さ（精度）で測定するかによって、許容できる範囲の環境温度で測定器と被測定物を慣らしてから、測定されることをお勧めします。
  • ●今回は、同じ様な材質（スチール）のブロックゲージとマイクロメータで実験しましたが、次回は、材質の違うセラミックのブロックゲージをマイクロメータで測定したらどうなるのかをお届けします。

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