技術中心2025-11-13
春回大地，我們雖然已感受到了天氣回暖的春意，但驚蟄時節乍暖還寒，平時還需關注氣溫變化，保持健康的身體。與我們身處的“善變”的溫度環境不同，三坐標測量機通常需要設置在一定的溫度環境。今天我們就聊一聊測量室的溫度設置。
CMM設置環境里的溫度
問及到標準的測量室溫度，如果只回答說為”20℃±2℃”，是不全面的。溫度環境實際上不單只有溫度范圍這一個項目，還包括溫度變化量和溫度梯度變化量這兩個參數，如下圖：
01溫度范圍
首先，不探究三坐標測量機是否追加了溫度補償裝置*，以及在不同溫度情況下使用測量設備產生的精度變化。單從20℃±2℃這個溫度范圍來說，也會讓操作者產生一種是不是就在使用過程中測量室空調調整到這個溫度，那測量過程就是在標準環境下進行的測量，得到的數據就是標準溫度下測量出來的數據這樣的想法。
從用戶的角度來說，上述的解讀無疑是一種最簡單就能控制實驗室環境的方法。但是從實際操作上來說，這種方法是不可取的。
02溫度變化量
溫度變化量分為每小時溫度變化量以及24小時內的溫度變化量兩種參數。
這種溫度參數會影響在不同時間內設備本體的溫度。這種參數不僅對設備本體的測量精度會有影響，當在極端溫度變化的時候，甚至會對設備的使用造成影響，為了不產生溫度變化，最好的方法是使測量室恒溫。這里的恒溫，不單單是指工作的8小時，而應該是24小時的恒溫。
這種溫度參數會影響在不同時間內設備本體的溫度。這種參數不僅對設備本體的測量精度會有影響，當在極端溫度變化的時候，甚至會對設備的使用造成影響，為了不產生溫度變化，最好的方法是使測量室恒溫。這里的恒溫，不單單是指工作的8小時，而應該是24小時的恒溫。
03溫度梯度變化量
溫度的梯度變化量是另一個對于測量精度產生影響的參數，若是超過溫度的梯度變化量則會造成測量設備本體溫度分布不平均，會導致影響測量偏差隨測量長度變化產生偏差。對應這種溫度梯度變化量一般的解決方案是不讓空調直吹測量設備，因為空調風對機器的吹風角度不同，會導致設備各部位的溫度不一致，同時在設置設備時，設備頂端距離屋頂應該留有100mm以上的通風空間。
±2℃的溫度變化在測量過程中略顯苛刻，大多測量設備廠家會采用一些辦法進行溫度補償。三豐三坐標測量機通過搭載的溫度補償系統可實現在“16℃~26℃”溫度條件下的精度保證。
*溫度補償系統
溫度補償系統是通過使用永久安裝在光柵尺上的溫度傳感器以及搭載在工件上的溫度傳感器，同時監測光柵尺和工件的溫度，在輸出測量結果到控制器之前，通過計算工件材料膨脹系數以及CMM光柵尺的熱膨脹系數，將測量結果修正到在20oC 時的測量值。
這比起只對光柵尺進行溫度補償的方案來說，采用同時對光柵尺和工件進行溫度補償的系統，精度則更容易得到保證。
溫度補償系統示意圖
