V oblasti přesného měření se žulová přesná platforma díky své vynikající stabilitě, vysoké tvrdosti a dobré odolnosti proti opotřebení stala ideálním základem pro mnoho vysoce přesných měřicích prací. Avšak teplotní výkyvy a faktory prostředí, jako „zabiják přesnosti“ skrytý ve tmě, mají nezanedbatelný vliv na přesnost měření žulové přesné platformy. Pro zajištění přesnosti a spolehlivosti měření je velmi důležité důkladně prozkoumat prahovou hodnotu vlivu.
Přestože je žula známá svou stabilitou, není imunní vůči teplotním změnám. Jejími hlavními složkami jsou křemen, živec a další minerály, které při různých teplotách vyvolávají tepelnou roztažnost a smršťování. Když okolní teplota stoupá, přesná žulová plošina se zahřívá a roztahuje, a její velikost se mírně mění. Když teplota klesne, zmenší se zpět do původního stavu. Zdánlivě malé změny velikosti se mohou stát klíčovými faktory ovlivňujícími výsledky měření v přesných měřicích scénářích.
Vezměme si jako příklad běžné souřadnicové měřicí přístroje odpovídající žulové plošině. V úlohách vysoce přesného měření požadavky na přesnost měření často dosahují mikronové úrovně nebo i vyšší. Předpokládá se, že při standardní teplotě 20 °C jsou různé rozměrové parametry plošiny v ideálním stavu a měřením obrobku lze získat přesná data. Při kolísání okolní teploty je situace velmi odlišná. Po velkém množství experimentálních dat, statistických dat a teoretických analýz je za normálních okolností, při kolísání okolní teploty o 1 °C, lineární roztažnost nebo smrštění přesné žulové plošiny přibližně 5-7 × 10⁻⁶/℃. To znamená, že u žulové plošiny s délkou strany 1 metr se délka strany může změnit o 5-7 mikronů, pokud se teplota změní o 1 °C. Při přesných měřeních je taková změna velikosti dostatečná k tomu, aby způsobila chyby měření mimo přijatelný rozsah.
Pro měřicí práce vyžadované různými úrovněmi přesnosti se liší i prahová hodnota vlivu kolísání teploty. Při běžném přesném měření, jako je měření velikosti mechanických součástí, pokud je přípustná chyba měření v rozmezí ±20 mikronů, je nutné podle výše uvedeného výpočtu koeficientu roztažnosti kolísání teploty regulovat v rozmezí ±3-4 °C, aby se chyba měření způsobená změnou velikosti platformy udržela na přijatelné úrovni. V oblastech s vysokými požadavky na přesnost, jako je měření litografickým procesem při výrobě polovodičových čipů, je přípustná chyba v rozmezí ±1 mikron a kolísání teploty je nutné přísně regulovat v rozmezí ±0,1-0,2 °C. Jakmile kolísání teploty překročí tuto prahovou hodnotu, tepelná roztažnost a smrštění žulové platformy může způsobit odchylky ve výsledcích měření, což ovlivní výtěžnost výroby čipu.
Aby se vypořádalo s vlivem kolísání okolní teploty na přesnost měření přesné žulové platformy, v praxi se často používá mnoho opatření. Například v měřicím prostředí je instalováno vysoce přesné zařízení pro konstantní teplotu, které řídí kolísání teploty ve velmi malém rozsahu. Naměřená data jsou kompenzována teplotou a výsledky měření jsou korigovány softwarovým algoritmem podle koeficientu tepelné roztažnosti platformy a změn teploty v reálném čase. Bez ohledu na to, jaká opatření jsou přijata, je přesné pochopení vlivu kolísání okolní teploty na přesnost měření přesné žulové platformy předpokladem pro zajištění přesného a spolehlivého měření.
Čas zveřejnění: 3. dubna 2025