线膨胀系数测定方法和测定装置制造方法及图纸

提供一种线膨胀系数测定方法和测定装置，其中，在恒温槽(30)的内部将步距规(10)与基准块规(20)平行地支承，利用测定对象物温度变更元件(50)和恒温槽(30)将步距规(10)的温度设为第一温度和第二温度，将基准块规(20)的从第一基准表面(21)至第二基准表面(22)的长度作为基准来对各个温度下的步距规(10)的从第一表面(11)至第二表面(12)的长度进行比较测定，根据第一温度下的测定对象物的长度和第二温度下的测定对象物的长度来计算测定对象物的线膨胀系数。

【技术实现步骤摘要】
线膨胀系数测定方法和测定装置
本专利技术涉及一种线膨胀系数测定方法和测定装置。
技术介绍
在三维测定机等测定装置中，为了进行检查而使用尺寸基准器。作为尺寸基准器，使用端面尺寸被高精度地校准后的各种块规，并且使用与多个长度对应的步距规(Stepgauge)。步距规呈凸部与凹部交替配置的梳齿状，在凸部的端面间获得多个基准尺寸。关于这样的步距规，除了通过将作为凸部的测定块与作为凹部的间隔块以交替排列的方式固定于保持件来制造以外，还通过从单个构件切削成梳齿状来制造。步距规的端面间的距离的校准值被提供为特定的温度下的长度，大多情况下为工业标准温度20℃下的长度。在三维测定机的检查中，需要将测定出的长度以校准时的温度进行换算后来使用。一般称之为长度的温度校正。此时，需要准确地获知步距规的线膨胀系数。包括步距规在内的很多尺寸基准器在校准证书或者检查报告中记载有使用于温度校正的线膨胀系数。这样的线膨胀系数分别伴有公差地显示。在使用步距规来检查三维测定机的情况下，在研究检查的不确定性时，将该公差作为不确定性的主要原因来进行处理。因而，为了降低检查中的不确定性，要求高精度地评价步距规的线膨胀系数。包括尺寸基准器在内，物体的线膨胀系数通过如下方式求出：使物体的温度发生变化，测定由该温度变化引起的物体的长度的变化量。具体地说，设基准温度To下的物体的长度为Lo、设当前的温度T下的物体的长度为L、设温度变化量ΔT＝T-To、设长度的变化量(热膨胀量)ΔL＝L-Lo，通过α＝(ΔL/L)×(1/ΔT)给出线膨胀系数α。在步距规等尺寸基准器中，物体的长度L的大小比长度的变化量ΔL的10的5次方倍还大。因此，一般来说，长度L的数值的准确性对线膨胀系数α的数值的影响小。因而，为了高精度地求出线膨胀系数α，需要高精度地测定温度变化量ΔT和长度的变化量ΔL。为了进行这样的物体的线膨胀系数α的测定，提出了一种使用光波干涉仪的测定方法(参照文献1：日本专利第3897655号公报)。在文献1中，能够使用测定轴线相同的相向的两组光波干涉仪来高精度地测定块规等被测定物的两端面间的长度。而且，使均热板与被测定物抵接，通过对被测定物直接进行加热来使其温度发生变化，在不同的温度下测定长度，由此获取由于温度变化引起的热膨胀量来计算线膨胀系数。但是，在这样的线膨胀系数的测定中，利用均热板对被测定物进行加热，因此只有与均热板抵接的面被局部地加热，被测定物的温度不均匀而产生温度分布。这样一来，存在被测定物内的热膨胀量不一致、线膨胀系数的测定产生误差的问题。针对这样的问题，提出一种在步距规的温度控制中使用恒温槽的方法(参照文献2：日本特开2004-226369号公报)。在文献2的方法中，将作为被测定物的步距规配置在恒温槽内，将外部的三维测定机的探头从恒温槽的开口部导入，利用该探头来测定步距规的长度。而且，变更恒温槽内的温度设定来在不同的温度下测定长度，由此获取由于温度变化引起的热膨胀量来计算线膨胀系数。在这样的测定中，将恒温槽内部的气体温度调整为固定的值，利用该恒温槽内部的气体来间接地变更步距规的温度，因此能够使步距规内的温度均匀，能够高精度地测定线膨胀系数。但是，在如文献2的方法那样经由气体间接地变更步距规的温度的方法中，步距规的温度变化是缓慢的，因此直到步距规稳定在所设定的温度为止需要很长时间，存在难以使测定高效化的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够高精度且短时间地进行线膨胀系数的测定的线膨胀系数测定方法和测定装置。本专利技术的线膨胀系数测定方法用于对测定对象物的从第一表面至第二表面的线膨胀系数进行测定，该线膨胀系数测定方法的特征在于，包括以下步骤：准备能够收纳所述测定对象物且内部温度能够调整的恒温槽、能够测定从所述第一表面至所述第二表面的长度的距离测定装置、设置在所述恒温槽的内部且能够对所述测定对象物进行加热或冷却的测定对象物温度变更元件、以及安装于所述测定对象物且能够测定所述测定对象物的温度的测定对象物温度计；将所述测定对象物设置到所述恒温槽的内部；将所述恒温槽和所述测定对象物温度变更元件的设定温度设定为第一温度，利用所述恒温槽和所述测定对象物温度变更元件对所述测定对象物进行加热或冷却；在确认出所述测定对象物温度计的测定温度稳定在所述第一温度之后，测定从所述第一表面至所述第二表面的长度；将所述恒温槽和所述测定对象物温度变更元件的设定温度变更为第二温度，利用所述恒温槽和所述测定对象物温度变更元件对所述测定对象物进行加热或冷却；在确认出所述测定对象物温度计的测定温度稳定在所述第二温度之后，测定从所述第一表面至所述第二表面的长度；以及根据所述第一温度下的从所述第一表面至所述第二表面的长度和所述第二温度下的从所述第一表面至所述第二表面的长度，来计算所述测定对象物的线膨胀系数。在这样的本专利技术中，利用测定对象物温度变更元件直接地变更测定对象物的温度，并且利用恒温槽间接地变更测定对象物的温度，因此能够缩短直到测定对象物的温度均匀地稳定在设定温度为止的时间，能够在短时间内高精度地对测定对象物的线膨胀系数进行测定。在本专利技术的线膨胀系数测定方法中，期望的是，所述测定对象物温度变更元件安装于所述测定对象物的至少一对面上的、相对于所述测定对象物的中心轴线呈对称的位置。在这样的本专利技术中，能够从相对于测定对象物的中心轴线呈对称的位置来变更测定对象物的温度。由此，能够均匀地变更测定对象物的温度，因此能够缩短直到测定对象物整体均匀地稳定在所设定的温度为止的时间，能够在短时间内对测定对象物的线膨胀系数进行测定。在本专利技术的线膨胀系数测定方法中，期望的是，根据所述测定对象物温度计的测定温度与对所述测定对象物温度变更元件设定的设定温度之差来调整所述测定对象物温度变更元件的输出。在这样的本专利技术中，在测定对象物的测定温度与设定温度之差大的情况下，使测定对象物温度变更元件的输出提高，随着差变小而使输出降低。由此，能够迅速地变更测定对象物的温度，并且能够防止过度变更，能够缩短直到测定对象物的温度稳定在设定温度为止的时间，能够在短时间内对测定对象物的线膨胀系数进行测定。在本专利技术的线膨胀系数测定方法中，期望的是，所述测定对象物温度变更元件在所述测定对象物温度计的测定温度与设定温度之差小于期望的阈值的时间点停止运转。在这样的本专利技术中，能够防止过度变更测定对象物的温度，因此能够缩短直到测定对象物的温度稳定在设定温度为止的时间，能够在短时间内对测定对象物的线膨胀系数进行测定。在本专利技术的线膨胀系数测定方法中，期望的是，所述测定对象物温度变更元件的热容量比所述测定对象物的热容量小。在这样的本专利技术中，能够减小在测定对象物温度变更元件停止运转后测定对象物温度变更元件对测定对象物的温度产生的影响，因此能够缩短直到测定对象物的温度稳定在设定温度为止的时间，能够在短时间内对测定对象物的线膨胀系数进行测定。在本专利技术的线膨胀系数测定方法中，期望的是，包括以下步骤：准备具有与所述第一表面对应的第一基准表面以及与所述第二表面对应的第二基准表面且从所述第一基准表面至所述第二基准表面的长度已知的基准规；将所述基准规与所述测定对象物一起设置到所述恒温槽的内部；以及将从所述第一基准表面至所述第二基准表面的长度作为基准来对从所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线膨胀系数测定方法，用于对测定对象物的从第一表面至第二表面的线膨胀系数进行测定，所述线膨胀系数测定方法的特征在于，包括以下步骤：准备：内部温度能够调整的恒温槽，其能够收纳所述测定对象物；距离测定装置，其能够测定从所述第一表面至所述第二表面的长度；测定对象物温度变更元件，其设置于所述恒温槽的内部，能够对所述测定对象物进行加热或冷却；以及测定对象物温度计，其安装于所述测定对象物，能够测定所述测定对象物的温度，将所述测定对象物设置到所述恒温槽的内部，将所述恒温槽和所述测定对象物温度变更元件的设定温度设定为第一温度，利用所述恒温槽和所述测定对象物温度变更元件来对所述测定对象物进行加热或冷却，在确认出所述测定对象物温度计的测定温度稳定在所述第一温度之后，测定从所述第一表面至所述第二表面的长度，将所述恒温槽和所述测定对象物温度变更元件的设定温度变更为第二温度，利用所述恒温槽和所述测定对象物温度变更元件对所述测定对象物进行加热或冷却，在确认出所述测定对象物温度计的测定温度稳定在所述第二温度之后，测定从所述第一表面至所述第二表面的长度，以及根据所述第一温度下的从所述第一表面至所述第二表面的长度和所述第二温度下的从所述第一表面至所述第二表面的长度，来计算所述测定对象物的线膨胀系数。...

【技术特征摘要】
2016.12.22 JP 2016-2498591.一种线膨胀系数测定方法，用于对测定对象物的从第一表面至第二表面的线膨胀系数进行测定，所述线膨胀系数测定方法的特征在于，包括以下步骤：准备：内部温度能够调整的恒温槽，其能够收纳所述测定对象物；距离测定装置，其能够测定从所述第一表面至所述第二表面的长度；测定对象物温度变更元件，其设置于所述恒温槽的内部，能够对所述测定对象物进行加热或冷却；以及测定对象物温度计，其安装于所述测定对象物，能够测定所述测定对象物的温度，将所述测定对象物设置到所述恒温槽的内部，将所述恒温槽和所述测定对象物温度变更元件的设定温度设定为第一温度，利用所述恒温槽和所述测定对象物温度变更元件来对所述测定对象物进行加热或冷却，在确认出所述测定对象物温度计的测定温度稳定在所述第一温度之后，测定从所述第一表面至所述第二表面的长度，将所述恒温槽和所述测定对象物温度变更元件的设定温度变更为第二温度，利用所述恒温槽和所述测定对象物温度变更元件对所述测定对象物进行加热或冷却，在确认出所述测定对象物温度计的测定温度稳定在所述第二温度之后，测定从所述第一表面至所述第二表面的长度，以及根据所述第一温度下的从所述第一表面至所述第二表面的长度和所述第二温度下的从所述第一表面至所述第二表面的长度，来计算所述测定对象物的线膨胀系数。2.根据权利要求1所述的线膨胀系数测定方法，其特征在于，所述测定对象物温度变更元件安装于所述测定对象物的至少一对面上的、相对于所述测定对象物的中心轴线呈对称的位置。3.根据权利要求1所述的线膨胀系数测定方法，其特征在于，根据所述测定对象物温度计的测定温度与对所述测定对象物温度变更元件设定的设定温度之差来调整所述测定对象物温度变更元件的输出。4.根据权利要求1所述的线膨胀系数测定方法，其特征在于，所述测定对象物温度变更元件在所述测定对象物温度计的测定温度与所述测定对象物温度变更元件的设定温度之差小于期望的阈值的时间点停止运转。5.根据权利要求1所述的线膨胀系数测定方法，其特征在于，所述测定对象物温度变更元件的热容量比所述测定对象物的热容量小。6.根据权利要求1至权利要求5中的任一项所述的线膨胀系数测定方法，其特征在于，包括以下步骤：准备基准规，该基准规具有与所述第一表面对应的第一基准表面以及与所述第二表面对应的第二基准表面，并且从所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：萩野健，横山雄一郎，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：日本,JP