Plate - forme de mesure de marbre

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Plate - forme de mesure de marbreQuelles sont les erreurs de mesure courantes? La plate - forme en marbre est largement utilisée pour la mesure de précision en raison de sa haute précision et de sa stabilité, mais dans l'utilisation réelle, les erreurs de mesure peuvent encore être générées par des facteurs tels que l'environnement, l'opération, l'instrumentation, etc. Voici les types courants d'erreurs de mesure, les causes et les méthodes de contrôle:

I. erreurs dues aux facteurs environnementaux

Erreur de température

Origine: le coefficient de dilatation thermique du marbre est d'environ 2,5 × 10?? / ℃, chaque augmentation de la température de 1 ℃, la plate - forme de 1 mètre de long se dilate de 2,5 μm. Si la température ambiante ne coïncide pas avec la température d'étalonnage (généralement 20 °C) au moment de la mesure, cela peut entraîner une erreur de planéité.

Exemple: un bloc de 1000 mm de palier de classe 0 avec une dilatation théorique de 12,5 µm peut être mesuré à 25°C en dehors de la marge d'erreur admissible (palier de classe 0 avec erreur admissible ≤ 6 µm).

Méthode de contrôle:

Laissez la plate - forme et la pièce à usiner dans une chambre thermostatique pendant plus de 48 heures avant la mesure.

Les données ont été corrigées en utilisant la formule de compensation de température: Δl = l × α × Δt (L étant la longueur de la plate - forme, α le coefficient de dilatation et Δt la différence de température).

Erreur d'humidité

Origine: le marbre est hygroscopique d'environ 1%, les changements d'humidité peuvent entraîner une Microvariabilité dimensionnelle. Dans un environnement humide, la surface de la plate - forme peut condenser des billes d'eau, affectant la mesure par contact.

Exemple: lorsque l'humidité passe de 40% à 70%, le bord de la plate - forme peut produire une bosse locale de 1 ~ 3 μm en raison de l'expansion hygroscopique.

Méthode de contrôle:

Maintenez l'humidité ambiante à 40% ~ 60%, Ajustez - la à l'aide d'un déshumidificateur ou d'un humidificateur.

Couvrir la plate - forme avec un capot anti - humidité avant la mesure pour éviter le contact direct de la vapeur d'eau.

Erreur de vibration

Causes: les vibrations externes (p. ex., les presses à estampe, les ascenseurs) peuvent être transmises à la plate - forme par l’air ou le sol, ce qui entraîne des fluctuations des données de mesure.

Exemple: avec une fréquence de vibration de 10 Hz, les lectures du kilomètre peuvent fluctuer de ± 2 μm au - delà de la plage permise pour des mesures de haute précision.

Méthode de contrôle:

Placez la plate - forme sur une table d'amortissement indépendante ou une table d'isolation flottante.

Éteignez les appareils de ventilation à proximité pendant la mesure, ce qui réduit les micro - vibrations causées par le flux d'air.

II. Erreurs d'instruments et d'outils

Précision insuffisante des instruments de mesure

Causes: les instruments tels que les niveaux électroniques, les compteurs de kilomètres et autres présentent eux - mêmes des erreurs systématiques (p. ex. biais de zéro, limites de résolution) qui, si elles ne sont pas calibrées ou mal sélectionnées, sont transmises directement aux résultats de mesure.

Exemple: la mesure d'une plate - forme de classe 000 (erreur admissible ≤ 1,5 μm) à l'aide d'un kilomètre avec une résolution de seulement 1 μm peut ne pas capturer de petites déformations.

Méthode de contrôle:

Choisissez un instrument correspondant à la classe de précision de la plate - forme (par exemple, la mesure d'une plate - forme de classe 000 nécessite l'utilisation d'un interféromètre laser avec une résolution allant jusqu'à 0,01 μm).

L'étalonnage à zéro et la vérification de linéarité de l'instrument sont effectués avant la mesure.

Mesure de l'usure de la tête

Causes: les têtes de mesure par contact, telles que les sondes de compteur kilométrique, peuvent s'user après une utilisation prolongée, ce qui entraîne une augmentation de la surface de contact ou un changement de forme qui affecte la précision de la lecture.

Exemple: après l'usure de la tête de la sonde, la lecture peut être de 0,5 ~ 1 μm plus grande lors de la mesure de la même position.

Méthode de contrôle:

Vérifiez régulièrement l'usure de la tête de mesure et remplacez - la ou réparez - la rapidement.

Tête de mesure en utilisant des matériaux résistants à l'usure tels que le rubis ou la céramique.

Erreur de chemin optique de l'interféromètre laser

Causes: les interféromètres laser sont très exigeants sur le chemin optique, la turbulence de l'air, la poussière ou la réflectivité insuffisante de la surface de la plate - forme peuvent entraîner une atténuation du signal ou une augmentation du bruit.

Exemple: en présence de particules de poussière dans le trajet optique, les données de mesure peuvent contenir une erreur aléatoire de ± 0,5 µm.

Méthode de contrôle:

Utilisez un interféromètre laser dans une salle blanche (classe ISO 5 ci - dessus).

Utilisez un laser à hélium - néon et Combinez - le avec un dispositif de stabilisation de fréquence pour réduire les fluctuations d'intensité lumineuse.

Iii. Fonctionnement et erreur humaine

Câblage irrationnel

Causes: la distribution inégale ou le nombre insuffisant de points de mesure peut omettre des zones localement déformées, ce qui entraîne un calcul inexact des erreurs de planéité.

Exemple: la mise en place de seulement 4 points de mesure le long de la diagonale de la plate - forme peut ne pas détecter une bosse de 3 µm dans la zone de bord.

Méthode de contrôle:

Placez les points de mesure par la méthode de la grille avec un espacement ne dépassant pas 1 / 10 de la longueur de la diagonale de la plate - forme.

Augmenter la densité des points de mesure sur les zones localement déformées, comme celles qui ont été touchées.

Instabilité de la force de mesure

Origine: lors de la mesure par contact, si la force de mesure (par exemple, la pression de la sonde du kilomètre) varie, cela entraînera une déformation du contact différente et introduira une erreur.

Exemple: lorsque la force de mesure augmente de 0,5 n à 1 n, la déformation de la face de contact de la pièce métallique molle avec la plate - forme peut augmenter de 0,3 µm.

Méthode de contrôle:

Surveiller la force mesurée à l'aide d'un appareil de mesure de force constante (par exemple, une sonde à ressort) ou d'un dynamomètre électronique.

Pour les pièces molles, la mesure sans contact (par exemple, balayage laser) est disponible.

Déviation de lecture

Causes: les données peuvent être déformées par parallaxe, fatigue ou erreur d'enregistrement lors de la lecture manuelle.

Exemple: lors de la lecture d'une échelle de kilomètre, la ligne de visée n'est pas verticale, ce qui entraîne une lecture de 0,2 μm de plus.

Méthode de contrôle:

Enregistrez automatiquement les données à l'aide d'instruments de mesure numériques tels que les niveaux électroniques.

Pratiquez la lecture indépendante à deux et la vérification croisée.

Iv. Erreur de défaut de la plate - forme elle - même

Déformation locale

Causes: la plate - forme a été frappée, surchargée ou soumise à une pression locale prolongée, ce qui peut entraîner l'apparition de cratères ou de bosses sur la surface.

Exemple: le bord de la plate - forme crée une fosse de 5 µm de profondeur à la suite d'un choc avec un objet lourd qui affecte directement la mesure de planéité.

Méthode de contrôle:

Vérifiez la surface de la plate - forme avant de l'utiliser et scannez la vue complète avec un interféromètre laser ou un niveau électronique.

Les zones localement déformées sont marquées, évitées ou corrigées individuellement lors de la mesure.

Matériaux inégaux

Origine: la présence de fissures naturelles ou d'impuretés à l'intérieur du marbre peut entraîner des différences locales de dureté ou de coefficient de dilatation, provoquant des erreurs de mesure.

Exemple: lorsque l'intérieur de la plate - forme contient des impuretés ferreuses, l'influence du champ magnétique peut produire une petite déformation de 1 à 2 μm.

Méthode de contrôle:

Choisissez des matières premières de marbre de haute qualité (par exemple Jinan Qing, hanbai Jade) et évitez les pierres contenant des impuretés ou des fissures.

Pour la plate - forme de haute précision, la structure interne peut être détectée par rayons X.

Stress résiduel de traitement

Causes: le processus de traitement de la plate - forme en raison de la force de coupe, de la contrainte thermique, etc. génère une contrainte résiduelle, qui peut être libérée après un placement à long terme, entraînant des changements dimensionnels.

Exemple: une plate - forme fraîchement usinée peut présenter une erreur de planéité de 4 µm à 6 µm après 3 mois de repos.

Méthode de contrôle:

Traitement de recuit de décontrainte après le traitement de la plate - forme (par exemple, refroidissement lent après chauffage à 200 ° c).

La nouvelle plate - forme d'achat doit être laissée au repos pendant plus de 3 mois avant utilisation, à être stabilisée après la libération du stress.

V. Recommandations pour le contrôle intégré des erreurs

Construire un modèle d'erreur: développer un Protocole de correction ciblée en analysant expérimentalement les taux de contribution de chaque source d'erreur.

Utilisez des mesures redondantes: effectuez plusieurs mesures répétées sur les tailles clés, faites la moyenne pour réduire l'erreur aléatoire.

Traçabilité régulière: tous les 6 à 12 mois, la plate - forme est envoyée à l'étalonnage de l'organisme de métrologie, assurant une précision conforme à la norme (par exemple, jjg117 - 2013).

Former les opérateurs: normaliser les processus de mesure, en mettant l'accent sur les liens clés tels que le contrôle de l'environnement, l'étalonnage des instruments et le traitement des données.