温度が異なる現場では長さの測定はどうしたら良いの？
長さ計の校正では温度管理が重要となります。
- ●例えば、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？
(実験その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 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
- ●実験その1・実験その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 ミツトヨ製
使用した測定器：外側マイクロメータ MDC-125MJ ミツトヨ製
- ●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。
- ●今回の実験条件であれば、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？
(実験その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）
熱膨張係数から計算した値
ブロックゲージ：100mm
ブロックゲージの熱膨張係数：10.8×10-6 /K マイクロメータの熱膨張係数：12.2×10-6 /K
20℃から30℃に変化した時の影響を熱膨張係数より算出 ((12.2×10-6)ー(10.8×10-6))×(30℃ー20℃)×100mm=1.4μm
- ●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。
実験その1その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。
最後に主に長さ計の校正は、より良い環境の元、精度が求められる測定に於いては、一年を通して20℃±0.5で温度管理されています甲府校正センターがございます。
