誤差の要因
実際に測定の現場で想定される誤差の要因としては、主に次の点が考えられます。
(1)温度による誤差
物体は温度の変化によって体積が変わることから、長さもまた変化します。これは測定の対象物と測定機器の両方にいえることです。温度と物体の長さの変化は「熱膨張係数」で表すことができます。材質の種類によって熱膨張係数は異なります。なお、JISは長さを測定する際の標準温度を20°Cと決めています。
- 主な熱膨張係数
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単位:x10-6/K ダイヤモンド 1.0 ガラス 8~10 鉄 11.8 金 14.2 アルミニウム 23.1 PET樹脂 70.0 熱膨張による変化量の計算式
ΔL=L(材料の長さ)×α(熱膨張係数)×ΔT(温度差)
補足
293K(20°C):この温度条件での値です。
(2)物質の変形による誤差
物体は力を加えることで一定の割合で変化します。また、力を加えるのを止めると元の状態に戻ります。物体のこうした変化を「弾性変形」といいます。物体に作用する力を「応力」といい、物体のひずみとは一般的に比例関係にあることから、両者の関係を「縦弾性係数(ヤング率)」で表すことができます。
応力が強くなる分、ひずみも大きくなることから、たとえば外側マイクロメータで計る時は、スピンドルを締めすぎないように注意する必要があります。
このページのまとめQ&A
Q. 温度による誤差はなぜ起こるのですか?
A. 温度変化で物体や測定機器が膨張・収縮し、長さが変化するためです。
Q. 長さ測定の標準温度は何度ですか?
A. JISでは長さ測定の標準温度を20°Cと定めています。
Q. 熱膨張による長さ変化の計算式は?
A. ΔL=L×α×ΔTで、長さ・熱膨張係数・温度差を掛けて求めます。
Q. 物質の変形による誤差とは?
A. 力を加えると物体が変形し、応力とひずみが比例するため誤差が生じます。
Q. マイクロメータ使用時の注意点は?
A. スピンドルを締めすぎると弾性変形で誤差が増えるので注意が必要です。
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