Estudio sobre el umbral de influencia de la fluctuación de la temperatura ambiente en la precisión de las mediciones de plataformas de precisión de granito.

En el campo de la medición de precisión, la plataforma de precisión de granito, gracias a su excelente estabilidad, alta dureza y buena resistencia al desgaste, se ha convertido en la base ideal para numerosos trabajos de medición de alta precisión. Sin embargo, las fluctuaciones de temperatura en los factores ambientales, como el "asesino de la precisión" oculto en la oscuridad, tienen un impacto significativo en la precisión de la medición de la plataforma de precisión de granito. Es fundamental investigar a fondo el umbral de influencia para garantizar la precisión y la fiabilidad de las mediciones.

Aunque el granito es conocido por su estabilidad, no es inmune a los cambios de temperatura. Sus componentes principales son cuarzo, feldespato y otros minerales, que producen fenómenos de expansión y contracción térmica a diferentes temperaturas. Cuando la temperatura ambiente aumenta, la plataforma de precisión de granito se calienta y se expande, y su tamaño varía ligeramente. Cuando la temperatura baja, se contrae a su estado original. Cambios de tamaño aparentemente pequeños pueden magnificarse y convertirse en factores clave que afectan los resultados de las mediciones de precisión.

Tomando como ejemplo el instrumento de medición de coordenadas común que coincide con la plataforma de granito, en la tarea de medición de alta precisión, los requisitos de precisión de la medición a menudo alcanzan el nivel de micras o incluso más. Se supone que a la temperatura estándar de 20 ℃, los diversos parámetros dimensionales de la plataforma están en un estado ideal y se pueden obtener datos precisos midiendo la pieza de trabajo. Cuando la temperatura ambiente fluctúa, la situación es muy diferente. Después de una gran cantidad de estadísticas de datos experimentales y análisis teóricos, en circunstancias normales, la fluctuación de la temperatura ambiental de 1 ℃, la expansión o contracción lineal de la plataforma de precisión de granito es de aproximadamente 5-7 × 10⁻⁶/℃. Esto significa que para una plataforma de granito con una longitud de lado de 1 metro, la longitud del lado puede variar en 5-7 micras si la temperatura cambia en 1 °C. En mediciones de precisión, tal cambio en el tamaño es suficiente para causar errores de medición más allá del rango aceptable.
Para las mediciones con diferentes niveles de precisión, el umbral de influencia de la fluctuación de temperatura también varía. En mediciones de precisión comunes, como la medición del tamaño de piezas mecánicas, si el error de medición admisible es de ±20 micras, según el cálculo del coeficiente de expansión mencionado, la fluctuación de temperatura debe controlarse dentro de un rango de ±3-4 ℃ para mantener el error de medición causado por el cambio de tamaño de la plataforma a un nivel aceptable. En áreas con altos requisitos de precisión, como la medición mediante procesos litográficos en la fabricación de chips semiconductores, el error permitido es de ±1 micrón, y la fluctuación de temperatura debe controlarse estrictamente dentro de ±0,1-0,2 °C. Una vez que la fluctuación de temperatura supera este umbral, la expansión y contracción térmica de la plataforma de granito puede causar desviaciones en los resultados de la medición, lo que afectará el rendimiento de la fabricación de chips.
Para abordar la influencia de las fluctuaciones de la temperatura ambiente en la precisión de medición de las plataformas de precisión de granito, se suelen adoptar diversas medidas en la práctica. Por ejemplo, se instala un equipo de temperatura constante de alta precisión en el entorno de medición para controlar las fluctuaciones de temperatura en un rango muy pequeño. Se realiza una compensación de temperatura sobre los datos de medición, y los resultados se corrigen mediante un algoritmo de software según el coeficiente de expansión térmica de la plataforma y las variaciones de temperatura en tiempo real. Sin embargo, independientemente de las medidas adoptadas, comprender con precisión el impacto de las fluctuaciones de la temperatura ambiente en la precisión de medición de las plataformas de precisión de granito es fundamental para garantizar una medición precisa y fiable.