온도변화 오차 계산

1. 측정온도의 영향

 물체의 온도가 증가하면 그 물체는 보통 팽창한다(단 한 가지 예외는 0℃와 4℃사이의 물의 경우).
고체의 경우 온도 차이에 대한 평균 선팽창 계수는 압력이 일정할 때 길이의 변화율을 온도의
변화량으로 나눈 것으로 정의한다.
즉, 길이가 온도에 따라 변화하는 것을 말한다. 선팽창계수가 크다는 것은 온도가 변할 경우
재료의 크기가 심하게 변한다는 의미이므로 측정용 재료에서는 매우 중요한 항목이다.

2. 온도변화에 따른 길이 변화량

 측정실의 표준상태 즉, 온도 : 20 ℃, 상대습도 : 58%, 기압 : 760 mmHg일 때 온도의 변화에 따른 길이의
변화량(측정값의 보정)은 다음과 같다.

1. 온도 변화량 계산 식
   ① δ l=L∙α∙Δt (mm)
     δ l : 변화된 길이, L : 원래 길이, α : 선팽창계수 , Δt : 변화된 온도
   ② Ls = L ( 1+ α 1Δt 1- α 2Δt 2 )
     = L + (L ∙ α1∙Δt 1-L∙α 2∙Δt 2 )
     = L + L∙( α1- α 2 )∙Δt
     L S : 표준온도에서의 길이, L : 측정길이
     α 1 : 표준자의 선팽창계수 , α 2 : 피측정물의 열팽창계수
     Δt 1 : 표준자 온도과 표준온도와의 온도차
     Δt 2 : 피측정물의 온도와 표준실 온도와의 온도차
   
   
2. 온도 변화량 계산
   [문제] 강철 표준자로 황동부품의 치수를 측정한 결과 100.000mm, 표준자의 온도는 22℃,
   황동부품의 온도는 26℃일 때, 표준온도에서의 부품의 치수는 얼마인가?
   단, 표준자의 선팽창계수 = 1.15 x 10-5/℃, 황동부품=1.75 x 10-5/℃
   
   [풀이] 표준온도에서 부품의 치수
   L S =L ( 1+ α 1Δt 1- α 2Δt 2 )=99.9953 mm
   참고 : ☞ 금속의 열팽창 계수 (Coefficient of linear expansion)