In de precisie-meetkunde is het granieten precisieplatform, met zijn uitstekende stabiliteit, hoge hardheid en goede slijtvastheid, de ideale basis voor veel precisiemetingen. Temperatuurschommelingen in de omgeving, als een soort "precisievernietiger" die in het donker verborgen blijft, hebben echter een niet te verwaarlozen invloed op de meetnauwkeurigheid van het granieten precisieplatform. Het is daarom van groot belang om de invloeddrempel grondig te onderzoeken om de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van metingen te waarborgen.
Hoewel graniet bekendstaat om zijn stabiliteit, is het niet immuun voor temperatuurschommelingen. De belangrijkste bestanddelen zijn kwarts, veldspaat en andere mineralen, die bij verschillende temperaturen uitzetten en krimpen. Wanneer de omgevingstemperatuur stijgt, warmt het granieten meetplatform op en zet het uit, waardoor de afmetingen van het platform enigszins veranderen. Wanneer de temperatuur daalt, krimpt het platform weer terug naar zijn oorspronkelijke vorm. Ogenschijnlijk kleine veranderingen in afmetingen kunnen uitvergroot worden tot belangrijke factoren die de meetresultaten in precisiemetingen beïnvloeden.
Neem bijvoorbeeld een granieten platform voor coördinatenmetingen. Bij zeer nauwkeurige metingen moeten de meetnauwkeurigheidseisen vaak op micronniveau of zelfs hoger liggen. Er wordt aangenomen dat bij een standaardtemperatuur van 20 °C de verschillende dimensionale parameters van het platform in een ideale toestand verkeren en dat nauwkeurige gegevens kunnen worden verkregen door het werkstuk te meten. Bij schommelingen in de omgevingstemperatuur is de situatie echter heel anders. Na een uitgebreide analyse van experimentele gegevens en theoretische gegevens blijkt dat bij een temperatuurschommeling van 1 °C de lineaire uitzetting of krimp van het granieten precisieplatform onder normale omstandigheden ongeveer 5-7 × 10⁻⁶/ °C bedraagt. Dit betekent dat voor een granieten platform met een zijlengte van 1 meter de zijlengte met 5-7 micron kan veranderen als de temperatuur met 1 °C verandert. Bij precisiemetingen is een dergelijke verandering in afmeting voldoende om meetfouten te veroorzaken die buiten de acceptabele marge vallen.
Voor meetwerkzaamheden met verschillende nauwkeurigheidsniveaus is de drempelwaarde voor temperatuurschommelingen ook verschillend. Bij gewone precisiemetingen, zoals het opmeten van de afmetingen van mechanische onderdelen, moet de temperatuurschommeling, als de toegestane meetfout binnen ±20 micron ligt, volgens de bovenstaande berekening van de uitzettingscoëfficiënt, binnen een bereik van ±3-4 °C worden gehouden om de meetfout als gevolg van veranderingen in de platformafmetingen binnen acceptabele grenzen te houden. In gebieden met hoge precisie-eisen, zoals lithografiemetingen in de halfgeleiderchipindustrie, is een fout van ±1 micron toegestaan en moet de temperatuurschommeling strikt binnen ±0,1-0,2 °C worden gehouden. Zodra de temperatuurschommeling deze drempel overschrijdt, kunnen de thermische uitzetting en krimp van het granieten platform afwijkingen in de meetresultaten veroorzaken, wat de opbrengst van de chipfabricage kan beïnvloeden.
Om de invloed van omgevingstemperatuurschommelingen op de meetnauwkeurigheid van een granieten precisieplatform te beheersen, worden in de praktijk vaak diverse maatregelen genomen. Zo wordt bijvoorbeeld zeer nauwkeurige temperatuurregeling in de meetomgeving geïnstalleerd om de temperatuurschommelingen binnen een zeer klein bereik te houden. Daarnaast wordt temperatuurcompensatie toegepast op de meetgegevens en worden de meetresultaten door een softwarealgoritme gecorrigeerd op basis van de thermische uitzettingscoëfficiënt van het platform en de realtime temperatuurveranderingen. Ongeacht de genomen maatregelen blijft een nauwkeurig inzicht in de impact van omgevingstemperatuurschommelingen op de meetnauwkeurigheid van het granieten precisieplatform echter een voorwaarde voor nauwkeurige en betrouwbare metingen.
Geplaatst op: 3 april 2025