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干货分享 | 如何应对测量过程中的温度补偿问题

国际金属加工网 2024年06月03日

众所周知,温度一直是测量的敌人,因为几乎所有的物质都会随着温度的升高而膨胀。无论是铝、钢还是硬质合金,它们都有已知的热膨胀率,表明温度每升高一度,材料会增长多少。因此,为了得到准确而一致的测量结果时,必须对测量温度明确定义,这几乎是所有几何计量的基础:

GB/T19765-2005/ISO 1:2002 产品几何量技术规范和检验的标准参考温度为20℃。    

这就意味着,所有的几何计量都需要在受控的环境下进行,而对于车间和生产现场,想要实现这个标准温度几乎是不可能的,因此这成为了精密测量需要解决的头等大事。我们通常建议用户:当环境温度导致的预期误差*超过零件公差的10%时,就需要进行干预

*(通过查询相关材料特性手册,计算出被测零件在某个车间里的预期膨胀值。)

目前常用的干预方法主要有三大类

1

等温处理

这是最直接也是最不具效率的方式。但我们不得不承认在计量/检定的时候,这是最可靠的,将被测产品和测量设备放在同一个20℃的房间内一段时间,这样我们可以几乎忽略因温度带来的影响。
对于生产现场而言,即使无法实现20℃的标准等温,给与充分的时间使测量系统和被测产品达到相同的温度,它们就都会产生大致相同的温度变化量。无论温度变化到30℃还是40℃,你都会得到一个相对接近的读数。但是,您需要注意,如果测量系统组件的材料与被测组件不相同时。可能无法达到预期的效果

2

温度补偿

现代的技术手段已经在很大程度上可以改善温度对测量的影响,比如在许多精密测量设备中都会加入电子温度补偿系统,这已经成为在恶劣的制造环境中提高测量精度和GR&R的常用手段。例如,Mahr新款的817CLT 测高仪,全系列均标配了温度补偿系统,可以根据当前车间的实际温度来修正测量系统的结果,另外用户还可以输入零部件的材质和当前温度,系统会自动根据对应材质的热膨胀系数计算实际零件尺寸。这很好的弥补了因现场测量温度过高/过低而导致的测量偏差。

Mahr 新款测高仪

3

改变测量方式

我们通常会推荐我们的用户使用比较测量设备,以此来弥补环境的影响。将测量的结果回归到正确的方向上来。
比较量仪是指那些并不直接测量某物的量具,而是通过测量某个基准件与被测产品的差异。这个基准件通常具有与被测产品相同的材质、轮廓形状以及尺寸(通常是名义值或公差带中值)。
开始测量前,量具需要在标准器上校零,这一过程可以大大提高测量的精度水平,尤其当标准器和被测零件材料形状都非常相近的状态下,所有环境对零件产生的影响也会同样的作用于标准器上,因此测量设备在比较两者差异的时候可以很容易的过滤到这些因素,反馈出实际零件与标准件的差异。因此测量精度就会得到提高。
而比较量仪实际只用来告诉用户被测工件相对于标准值(名义值)偏大/偏小了多少:因此有了 “比较仪” 这个术语。
如Mahr的卡规840F、万用量仪844T、带表量仪844K等。这些类型的量具通常设计为可快速测量一个特定的零件尺寸, 易于使用,并且比大多数直接测量的手持测量设备具有更高的重复性和回程误差。

如果您正在寻找从测量中获得最大收益的方法,并且正在关心温度对您的过程的影响时,请花时间分析您当前所面临的情况,相信以上三种方法可以给您一些启发,帮助您改善现场的测量状况。

(Mahr马尔精密量仪)

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