Le deviazioni di temperatura sono uno dei principali fattori che contribuiscono all'incertezza di misura nelle macchine di misura a coordinate. La temperatura dei dispositivi e dei pezzi influisce direttamente su risultato della misurazione. Oltre ai gradienti di temperatura temporali e spaziali, anche il calore residuo del pezzo (ad esempio, dalla lavorazione e dalla manipolazione) e le sorgenti di calore nel sito dispositivo di misurazione (ad esempio, motori, sorgenti luminose) sono fattori di influenza.
Le principali fonti di incertezza di misura indotte da fattori termici sono l'espansione lineare del pezzo e dei sistemi di misura installati dispositivo di misurazione con l'aumento della temperatura. Altre deviazioni di misura indotte termicamente sono causate, tra l'altro, da deformazione del dispositivo di misura e dalla variazione di lunghezza dello stilo durante le misure tattili. Questi effetti non vengono corretti nella maggior parte dei dispositivi. La dimensione di deviazione di misura varia a seconda del coefficiente di espansione termica del materiale del pezzo. Non è necessario correzione della temperatura i risultati della misurazione solo se la temperatura di riferimento viene mantenuta per tutta la durata della misurazione misurazione. Ciò significa una temperatura costante di 20 °C sia per l'intera macchina di misura a coordinate (CMM) che per il pezzo.
Variazione di lunghezza indotta termicamente
Maggiore è il coefficiente di espansione termica α del materiale, la lunghezza L0 del pezzo e la deviazione di temperatura ΔT dalla temperatura di riferimento, maggiore è la deviazione di lunghezza termicamente indotta ΔL:
ΔL = α - L₀ - ΔT
Senza compensazione della temperatura, ad esempio, la misura della lunghezza su un pezzo in PVDC lungo 100 mm a 25 °C e con sistemi di misura montati su barre d'acciaio risulta in deviazione di misura di circa 70 µm.
Con l'aumento della temperatura, il pezzo si espande e deviazione di misura aumenta. Poiché anche i sistemi di misura si espandono, deviazione di misura viene parzialmente compensato (Fig. 1). Pertanto, nell'esempio precedente, la variazione di lunghezza dei sistemi di misura è stata sottratta da quella del pezzo.
Se i pezzi vengono misurati con sistemi di misura realizzati con materiali identici, gli effetti di espansione vengono compensati a condizione che le condizioni di temperatura siano le stesse sia su sistema di misurazione che sul pezzo. Tuttavia, questo metodo presenta due svantaggi: In primo luogo, nella pratica è piuttosto raro che le temperature dei sistemi di misura e del pezzo corrispondano esattamente e, in secondo luogo, solo i pezzi che hanno lo stesso coefficiente di espansione termica α dei sistemi di misura possono essere misurati in questo modo.
Esistono sistemi di misura realizzati con ceramiche speciali che hanno un coefficiente di espansione termica prossimo allo zero, in modo da tenere conto solo dell'espansione del pezzo. Tuttavia, questa da sola non è una soluzione ottimale per compensare le deviazioni di misura indotte dalla temperatura.
Infatti, senza una correzione matematica correzione della temperatura, l'errore dovuto all'espansione del pezzo aumenterà se i sistemi di misura non si espandono anch'essi. La correzione matematica dell'influenza termica è assolutamente necessaria in questo caso se non si può garantire che i pezzi siano misurati esattamente a 20 °C.
specifiche per il reale condizioni ambientali
Per ogni macchina di misura a coordinate, il costruttore specifica un massimo ammissibile deviazione della misura della lunghezza in condizioni definite condizioni ambientali. Queste condizioni comprendono anche l'intervallo di temperatura in cui dispositivo funziona entro le specifiche indicate. Le specifiche si applicano di solito a deviazioni di temperatura di ± 2 K dalla temperatura di riferimento di 20 °C a camera di misura. Alcuni produttori garantiscono prestazioni più elevate del dispositivo di misura per condizioni di temperatura più stabili, specificando un deviazione della misura della lunghezza massimo ammissibile inferiore, ad esempio per fluttuazioni di temperatura di solo ± 1 K.
Le specifiche per il funzionamento del dispositivo in un ambiente non climatizzato, ad esempio per le misurazioni durante la produzione, sono offerte solo da alcuni produttori. In questo caso, il valore massimo consentito deviazione della misura della lunghezza dovrebbe essere valido per un intervallo di temperatura compreso tra 16 °C e 30 °C come minimo. Va notato che questo specifiche non è limitato dal produttore a materiali standard con un coefficiente di espansione = 0. Un tale non sarebbe molto utile se il produttore non fosse in grado di fornire un'analisi di questo tipo. Un tale specifiche sarebbe di scarsa utilità pratica, poiché quasi nessuno misura pezzi con questa proprietà.
I sensori di temperatura sui sistemi di misura sono una dotazione standard per tutte le macchine di misura a coordinate Werth. L'espansione lineare viene corretta matematicamente utilizzando il coefficiente di espansione termica dei sistemi di misura.
