Trong lĩnh vực đo lường chính xác, bệ đo chính xác bằng đá granit với độ ổn định tuyệt vời, độ cứng cao và khả năng chống mài mòn tốt, đã trở thành nền tảng hỗ trợ lý tưởng cho nhiều công việc đo lường chính xác cao. Tuy nhiên, sự biến động nhiệt độ trong các yếu tố môi trường, giống như "kẻ hủy diệt độ chính xác" ẩn mình trong bóng tối, có tác động không nhỏ đến độ chính xác đo lường của bệ đo chính xác bằng đá granit. Việc nghiên cứu sâu ngưỡng ảnh hưởng này có ý nghĩa rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy của công việc đo lường.
Mặc dù đá granit nổi tiếng về độ ổn định, nhưng nó không miễn nhiễm với sự thay đổi nhiệt độ. Thành phần chính của nó là thạch anh, fenspat và các khoáng chất khác, sẽ tạo ra hiện tượng giãn nở và co lại do nhiệt độ khác nhau. Khi nhiệt độ môi trường tăng lên, bệ đỡ bằng đá granit sẽ nóng lên và giãn nở, kích thước của bệ đỡ sẽ thay đổi một chút. Khi nhiệt độ giảm xuống, nó sẽ co lại về kích thước ban đầu. Những thay đổi kích thước tưởng chừng nhỏ này có thể được khuếch đại thành các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến kết quả đo trong các tình huống đo lường chính xác.
Lấy ví dụ về một dụng cụ đo tọa độ thông thường sử dụng bệ đá granit, trong các nhiệm vụ đo lường chính xác cao, yêu cầu về độ chính xác thường đạt đến mức micromet hoặc thậm chí cao hơn. Giả sử ở nhiệt độ tiêu chuẩn 20℃, các thông số kích thước khác nhau của bệ đá ở trạng thái lý tưởng, và có thể thu được dữ liệu chính xác bằng cách đo phôi. Khi nhiệt độ môi trường dao động, tình hình rất khác. Sau khi thống kê dữ liệu thực nghiệm và phân tích lý thuyết, trong điều kiện bình thường, khi nhiệt độ môi trường dao động 1℃, sự giãn nở hoặc co lại tuyến tính của bệ đá granit chính xác là khoảng 5-7 ×10⁻⁶/℃. Điều này có nghĩa là đối với một bệ đá granit có cạnh dài 1 mét, chiều dài cạnh có thể thay đổi 5-7 micromet nếu nhiệt độ thay đổi 1°C. Trong các phép đo chính xác, sự thay đổi kích thước như vậy đủ để gây ra sai số đo vượt quá phạm vi cho phép.
Đối với các công việc đo lường yêu cầu độ chính xác khác nhau, ngưỡng ảnh hưởng của biến động nhiệt độ cũng khác nhau. Trong các phép đo chính xác thông thường, chẳng hạn như đo kích thước các chi tiết cơ khí, nếu sai số đo cho phép nằm trong khoảng ±20 micromet, theo tính toán hệ số giãn nở ở trên, thì biến động nhiệt độ cần được kiểm soát trong phạm vi ±3-4°C để kiểm soát sai số đo do sự thay đổi kích thước bệ đỡ ở mức chấp nhận được. Trong các lĩnh vực yêu cầu độ chính xác cao, chẳng hạn như đo lường quy trình quang khắc trong sản xuất chip bán dẫn, sai số cho phép nằm trong khoảng ±1 micromet, và biến động nhiệt độ cần được kiểm soát nghiêm ngặt trong khoảng ±0,1-0,2°C. Một khi biến động nhiệt độ vượt quá ngưỡng này, sự giãn nở và co lại do nhiệt của bệ đỡ bằng đá granit có thể gây ra sai lệch trong kết quả đo, ảnh hưởng đến năng suất sản xuất chip.
Để khắc phục ảnh hưởng của sự dao động nhiệt độ môi trường đến độ chính xác đo của bệ đo chuẩn bằng đá granit, nhiều biện pháp thường được áp dụng trong thực tiễn. Ví dụ, thiết bị giữ nhiệt độ ổn định độ chính xác cao được lắp đặt trong môi trường đo để kiểm soát sự dao động nhiệt độ trong phạm vi rất nhỏ; việc bù nhiệt độ được thực hiện trên dữ liệu đo, và kết quả đo được hiệu chỉnh bằng thuật toán phần mềm dựa trên hệ số giãn nở nhiệt của bệ đo và sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian thực. Tuy nhiên, bất kể biện pháp nào được áp dụng, việc nắm bắt chính xác tác động của sự dao động nhiệt độ môi trường đến độ chính xác đo của bệ đo chuẩn bằng đá granit là tiền đề để đảm bảo công việc đo lường chính xác và đáng tin cậy.
Thời gian đăng bài: 03/04/2025