Os desvios de temperatura são um dos principais factores que contribuem para a incerteza da medição em máquinas de medição por coordenadas. A temperatura da máquina e da peça de trabalho têm uma influência direta no resultado da medição. Para além dos gradientes de temperatura temporais e espaciais, o calor residual da peça (por exemplo, da maquinação e manuseamento) e as fontes de calor no dispositivo de medição (por exemplo, motores, fontes de luz) são também factores de influência. motores, fontes de luz).
As principais fontes de incerteza de medição induzidas termicamente são a expansão linear da peça de trabalho e os sistemas de medição instalados no dispositivo de medição com o aumento da temperatura. Outros desvios de medição induzidos termicamente são causados pela deformação do dispositivo de medição e pela alteração do comprimento da caneta durante as medições tácteis. Estes efeitos não são corrigidos na maioria dos dispositivos. A dimensão do desvio de medição varia consoante o coeficiente de expansão térmica do material da peça. A correção da temperatura dos resultados de medição só é desnecessária se a temperatura de referência for mantida durante toda a medição. Isto significa uma temperatura constante de 20 °C para toda a máquina de medição por coordenadas (CMM) e para a peça de trabalho.
Alteração do comprimento induzida termicamente
Quanto maior for o coeficiente de expansão térmica α do material, o comprimento L0 da peça e o desvio de temperatura ΔT em relação à temperatura de referência, maior será o desvio de comprimento induzido termicamente ΔL:
ΔL = α - L₀ - ΔT
Sem compensação de temperatura, por exemplo, a medição do comprimento de uma peça de trabalho PVDC com 100 mm de comprimento a 25 °C e sistemas de medição montados em barras de aço resulta num desvio de medição de aproximadamente 70 µm.
Com o aumento da temperatura, a peça de trabalho expande-se e o desvio de medição aumenta. Como os sistemas de medição também se expandem, o desvio de medição é parcialmente compensado (Fig. 1). Por isso, no exemplo acima, a alteração do comprimento dos sistemas de medição foi subtraída à da peça de trabalho.
Se as peças forem medidas com sistemas de medição feitos de materiais idênticos, os efeitos de expansão são compensados desde que prevaleçam as mesmas condições de temperatura no sistema de medição e na peça. No entanto, este método tem duas desvantagens: Em primeiro lugar, é bastante raro na prática que as temperaturas dos sistemas de medição e da peça coincidam exatamente e, em segundo lugar, apenas as peças que têm o mesmo coeficiente de expansão térmica α que os sistemas de medição podem ser medidas desta forma.
Existem sistemas de medição feitos de cerâmica especial que têm um coeficiente de expansão térmica próximo de zero, de modo que apenas a expansão da peça de trabalho precisa de ser tida em conta. No entanto, esta não é, por si só, uma solução óptima para compensar os desvios de medição induzidos termicamente.
Isto porque, sem uma correção matemática da temperatura, o erro devido à dilatação da peça aumentará se os sistemas de medição não se dilatarem também. A correção matemática da influência térmica é absolutamente necessária neste caso, se não for possível garantir que as peças são medidas exatamente a 20 °C.
Especificação para condições ambientais reais
O fabricante especifica para cada máquina de medição por coordenadas um desvio máximo admissível para a medição de comprimentos em condições ambientais definidas. Estas condições incluem também o intervalo de temperatura em que o aparelho funciona dentro das especificações indicadas. As especificações aplicam-se normalmente a desvios de temperatura de ± 2 K em relação à temperatura de referência de 20 °C na sala de medição. Alguns fabricantes garantem um desempenho superior do dispositivo de medição para condições de temperatura mais estáveis, especificando um desvio de medição de comprimento máximo admissível inferior de apenas ± 1 K para flutuações de temperatura, por exemplo.
As especificações para o funcionamento do aparelho num ambiente sem ar condicionado, por exemplo, para medições durante a produção, só são oferecidas por alguns fabricantes. Neste caso, o desvio máximo admissível especificado para a medição do comprimento deve ser válido para uma gama de temperaturas entre 16 °C e 30 °C, no mínimo. É de notar que esta especificação não é limitada pelo fabricante a materiais normalizados com um coeficiente de dilatação = 0. Uma tal especificação teria pouca utilidade prática, uma vez que quase ninguém mede peças de trabalho com esta propriedade.
Os sensores de temperatura nos sistemas de medição são equipamento de série para todas as máquinas de medição por coordenadas da Werth. A expansão linear é corrigida matematicamente através do coeficiente de expansão térmica dos sistemas de medição.
