Vì sao đo lường chuẩn ở 20 độ C? Ảnh hưởng của nhiệt độ tới phép đo

Khi đọc thông số của căn mẫu, panme hay giấy chứng nhận hiệu chuẩn, bạn thường thấy ghi chú "ở 20 độ C". Đây không phải con số ngẫu nhiên: 20 độ C là nhiệt độ chuẩn quốc tế cho đo lường độ dài. Bài viết này giải thích vì sao chọn 20 độ C, ảnh hưởng của nhiệt độ tới kết quả đo và cách kiểm soát sai số nhiệt trong thực tế.

Vì sao chọn 20 độ C?

Hầu hết kim loại giãn nở khi nóng và co lại khi lạnh, nên kích thước của chi tiết và của dụng cụ đo đều thay đổi theo nhiệt độ. Để các kết quả đo trên toàn thế giới so sánh được với nhau, cần một nhiệt độ tham chiếu chung. Theo tiêu chuẩn ISO 1, nhiệt độ chuẩn cho đo lường hình học của sản phẩm được quy định là 20 độ C.

Điều này có nghĩa: mọi kích thước danh nghĩa và dung sai trên bản vẽ đều được hiểu là đúng khi chi tiết ở 20 độ C. Căn mẫu và dụng cụ đo cũng được chế tạo và hiệu chuẩn để chính xác ở nhiệt độ này.

Nhiệt độ ảnh hưởng tới kết quả đo như thế nào?

Độ giãn nở được tính theo hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu. Với thép, hệ số khoảng 11,5 phần triệu trên mỗi độ C. Nghĩa là một chi tiết thép dài 1000 mm sẽ dài thêm khoảng 11,5 micromet khi nhiệt độ tăng 1 độ C.

Con số này nhỏ nhưng rất đáng kể trong đo lường chính xác. Có hai nguồn sai số nhiệt chính:

• Chi tiết không ở 20 độ C: kích thước thực khác với kích thước ở nhiệt độ chuẩn.
• Chênh lệch nhiệt giữa chi tiết và dụng cụ đo: nếu hai vật ở nhiệt độ khác nhau, sai số càng lớn, đặc biệt khi vật liệu có hệ số giãn nở khác nhau.

Cách kiểm soát sai số nhiệt trong thực tế

• Ổn định nhiệt trước khi đo: để chi tiết và dụng cụ đo cùng nằm trong phòng đo đủ lâu cho tới khi đạt cùng nhiệt độ. Chi tiết lớn cần nhiều giờ.
• Kiểm soát nhiệt độ phòng: phòng đo lường chính xác thường duy trì 20 độ C với dao động nhỏ. Yêu cầu càng khắt khe thì kiểm soát càng chặt.
• Tránh truyền nhiệt từ tay người: cầm panme hay căn mẫu lâu bằng tay trần sẽ làm nóng dụng cụ. Nên dùng giá cách nhiệt hoặc găng tay khi thao tác với chuẩn chính xác cao.
• Dùng cùng vật liệu khi có thể: đo chi tiết thép bằng dụng cụ thép giúp hai vật giãn nở cùng nhau, giảm sai số do chênh lệch hệ số giãn nở.
• Hiệu chỉnh nhiệt độ: với phép đo chính xác cao, có thể tính toán và bù sai số giãn nở dựa trên nhiệt độ đo được và hệ số giãn nở vật liệu.

Nhiệt độ và giấy chứng nhận hiệu chuẩn

Trên giấy chứng nhận hiệu chuẩn, nhiệt độ môi trường khi hiệu chuẩn luôn được ghi lại, vì nó ảnh hưởng tới độ không đảm bảo đo. Một phòng hiệu chuẩn đạt chuẩn như VILAS 1230 luôn kiểm soát và ghi nhận điều kiện nhiệt độ để kết quả có giá trị truy xuất và so sánh được.

Kết luận

20 độ C là ngôn ngữ chung của đo lường độ dài trên toàn thế giới. Hiểu ảnh hưởng của nhiệt độ và biết cách ổn định nhiệt trước khi đo sẽ giúp bạn tránh những sai số tưởng nhỏ nhưng có thể làm hỏng cả phép đo chính xác. MEB cung cấp thiết bị đo và chuẩn đo lường chính hãng, kèm dịch vụ hiệu chuẩn trong điều kiện kiểm soát đạt chuẩn VILAS 1230. Tham khảo thêm bài Kiểm soát độ không đảm bảo đo để hiểu các yếu tố ảnh hưởng tới độ tin cậy của kết quả.