V oblasti presného merania sa žulová presná platforma s vynikajúcou stabilitou, vysokou tvrdosťou a dobrou odolnosťou proti opotrebovaniu stala ideálnym základom pre mnohé vysoko presné meracie práce. Avšak teplotné výkyvy a environmentálne faktory, ako „zabijak presnosti“ skrytý v tme, majú nezanedbateľný vplyv na presnosť merania žulovej presnej platformy. Pre zabezpečenie presnosti a spoľahlivosti meracích prác je veľmi dôležité dôkladne preskúmať prahovú hodnotu vplyvu.
Hoci je žula známa svojou stabilitou, nie je imúnna voči teplotným zmenám. Jej hlavnými zložkami sú kremeň, živec a ďalšie minerály, ktoré pri rôznych teplotách spôsobujú tepelnú rozťažnosť a sťahovanie. Keď teplota okolia stúpne, presná žulová plošina sa zahreje a roztiahne, čo mierne zmení jej veľkosť. Keď teplota klesne, zmenší sa späť do pôvodného stavu. Zdanlivo malé zmeny veľkosti sa môžu v scenároch presného merania premeniť na kľúčové faktory ovplyvňujúce výsledky merania.
Ak vezmeme ako príklad bežný súradnicový merací prístroj zodpovedajúci žulovej plošine, pri úlohe vysoko presného merania požiadavky na presnosť merania často dosahujú mikrónovú úroveň alebo aj vyššiu. Predpokladá sa, že pri štandardnej teplote 20 ℃ sú rôzne rozmerové parametre plošiny v ideálnom stave a meraním obrobku je možné získať presné údaje. Pri kolísaní teploty okolia je situácia veľmi odlišná. Po veľkom počte experimentálnych údajov, štatistických údajov a teoretických analýz je za normálnych okolností pri kolísaní teploty okolia o 1 ℃ lineárna rozťažnosť alebo sťahovanie presnej žulovej plošiny približne 5 – 7 × 10⁻⁶/℃. To znamená, že pri žulovej plošine s dĺžkou strany 1 meter sa dĺžka strany môže zmeniť o 5 – 7 mikrónov, ak sa teplota zmení o 1 °C. Pri presných meraniach je takáto zmena veľkosti dostatočná na to, aby spôsobila chyby merania mimo prijateľného rozsahu.
Pre meracie práce požadované rôznymi úrovňami presnosti je tiež rozdielna prahová hodnota vplyvu kolísania teploty. Pri bežnom presnom meraní, ako je meranie veľkosti mechanických súčiastok, ak je povolená chyba merania v rozmedzí ±20 mikrónov, podľa vyššie uvedeného výpočtu koeficientu rozťažnosti je potrebné kontrolovať kolísanie teploty v rozmedzí ±3-4 ℃, aby sa chyba merania spôsobená zmenou veľkosti plošiny udržala na prijateľnej úrovni. V oblastiach s vysokými požiadavkami na presnosť, ako je meranie litografickým procesom pri výrobe polovodičových čipov, je povolená chyba v rozmedzí ±1 mikrónu a kolísanie teploty je potrebné prísne kontrolovať v rozmedzí ±0,1-0,2 °C. Akonáhle kolísanie teploty prekročí túto prahovú hodnotu, tepelná rozťažnosť a sťahovanie žulovej plošiny môže spôsobiť odchýlky vo výsledkoch merania, čo ovplyvní výťažnosť výroby čipu.
Aby sa zvládol vplyv kolísania teploty okolia na presnosť merania presnej žulovej plošiny, v praxi sa často prijíma mnoho opatrení. Napríklad v meracom prostredí sa inštaluje vysoko presné zariadenie na udržiavanie konštantnej teploty, ktoré riadi kolísanie teploty vo veľmi malom rozsahu. Namerané údaje sa kompenzujú teplotou a výsledky merania sa korigujú softvérovým algoritmom podľa koeficientu tepelnej rozťažnosti plošiny a zmien teploty v reálnom čase. Bez ohľadu na to, aké opatrenia sa prijmú, presné pochopenie vplyvu kolísania teploty okolia na presnosť merania presnej žulovej plošiny je predpokladom zabezpečenia presnej a spoľahlivej meracej práce.
Čas uverejnenia: 3. apríla 2025