No campo da medição de precisão, a plataforma de granito, com sua excelente estabilidade, alta dureza e boa resistência ao desgaste, tornou-se o suporte ideal para muitos trabalhos de medição de alta precisão. No entanto, as flutuações de temperatura e os fatores ambientais, como o "assassino da precisão" oculto na escuridão, têm um impacto considerável na exatidão da medição realizada com a plataforma de granito. É de grande importância investigar a fundo o limiar de influência para garantir a precisão e a confiabilidade dos trabalhos de medição.
Embora o granito seja conhecido por sua estabilidade, ele não é imune a variações de temperatura. Seus principais componentes são quartzo, feldspato e outros minerais, que sofrem expansão e contração térmica em diferentes temperaturas. Quando a temperatura ambiente aumenta, a plataforma de precisão de granito aquece e se expande, alterando ligeiramente seu tamanho. Quando a temperatura cai, ela retorna ao seu tamanho original. Essas pequenas variações de tamanho podem se tornar fatores críticos que afetam os resultados das medições em cenários de medição de precisão.
Tomando como exemplo uma plataforma de granito para medição por coordenadas, em tarefas de medição de alta precisão, os requisitos de exatidão frequentemente atingem o nível de mícron ou até mesmo superior. Assume-se que, à temperatura padrão de 20 °C, os diversos parâmetros dimensionais da plataforma estejam em estado ideal e que seja possível obter dados precisos medindo a peça. Quando a temperatura ambiente flutua, a situação é bem diferente. Após uma extensa análise estatística de dados experimentais e teórica, constatou-se que, em circunstâncias normais, uma variação de 1 °C na temperatura ambiente causa uma expansão ou contração linear da plataforma de granito de precisão de aproximadamente 5-7 × 10⁻⁶/°C. Isso significa que, para uma plataforma de granito com 1 metro de lado, uma variação de 1 °C na temperatura pode alterar seu comprimento em 5-7 mícrons. Em medições de precisão, essa pequena variação dimensional é suficiente para causar erros de medição que ultrapassam a faixa aceitável.
Para trabalhos de medição que exigem diferentes níveis de precisão, o limite de influência da flutuação de temperatura também varia. Em medições de precisão comuns, como a medição dimensional de peças mecânicas, se o erro de medição admissível for de ±20 micrômetros, de acordo com o cálculo do coeficiente de expansão mencionado anteriormente, a flutuação de temperatura precisa ser controlada dentro da faixa de ±3-4 °C, a fim de manter o erro de medição causado pela variação dimensional da plataforma em um nível aceitável. Em áreas com requisitos de alta precisão, como a medição do processo de litografia na fabricação de chips semicondutores, o erro permitido é de ±1 micrômetro, e a flutuação de temperatura precisa ser rigorosamente controlada dentro de ±0,1-0,2 °C. Quando a flutuação de temperatura ultrapassa esse limite, a expansão e a contração térmica da plataforma de granito podem causar desvios nos resultados da medição, o que afetará o rendimento da fabricação de chips.
Para lidar com a influência da flutuação da temperatura ambiente na precisão de medição de plataformas de granito, diversas medidas são frequentemente adotadas na prática. Por exemplo, equipamentos de temperatura constante de alta precisão são instalados no ambiente de medição para controlar a flutuação da temperatura em uma faixa muito pequena; a compensação de temperatura é realizada nos dados de medição e os resultados são corrigidos por algoritmos de software de acordo com o coeficiente de expansão térmica da plataforma e as mudanças de temperatura em tempo real. No entanto, independentemente das medidas tomadas, a compreensão precisa do impacto das flutuações da temperatura ambiente na precisão de medição de plataformas de granito é fundamental para garantir medições precisas e confiáveis.
Data da publicação: 03/04/2025