Trôi dạt nhiệt là một trong những nguồn lỗi quan trọng nhất tronghệ thống kỹ thuật chính xác. Nguyên nhân là do sự chênh lệch về độ giãn nở của vật liệu, biến động của môi trường và sự sinh nhiệt bên trong, dẫn đến sai lệch vị trí ở quy mô micro{1}} hoặc nanomet.
Trong các hệ thống đo lường và sản xuất có độ chính xác cực cao-, sự biến đổi nhiệt độ là một trong những yếu tố khó kiểm soát nhất. Ngay cả những biến động nhỏ về nhiệt độ môi trường cũng có thể dẫn đến sự dịch chuyển có thể đo lường được trong các kết cấu cơ khí.
Sự trôi dạt nhiệt xảy ra do các vật liệu khác nhau giãn nở hoặc co lại với tốc độ khác nhau. Khi một hệ thống chứa các vật liệu hỗn hợp như thép, nhôm, đá granit hoặc gốm, mỗi thành phần sẽ phản ứng khác nhau với sự thay đổi nhiệt độ. Sự không phù hợp này dẫn đến ứng suất bên trong và độ lệch hình học.
Trong thiết bị kiểm tra chất bán dẫn và-hệ thống quang học cao cấp, hiệu ứng này trở nên quan trọng. Chỉ cần thay đổi 0,1 độ cũng có thể gây ra lỗi đo lường có thể phát hiện được trong các hệ thống có độ phân giải cao.
Để giảm sự trôi dạt nhiệt, các kỹ sư thường sử dụng kết hợp các chiến lược:
- lựa chọn vật liệu giãn nở nhiệt thấp
- Kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm môi trường
- sử dụng cấu trúc đối xứng để cân bằng biến dạng
- áp dụng thuật toán bù đắp theo thời gian thực
Trong số các lựa chọn vật liệu, đá granit và gốm kỹ thuật được sử dụng rộng rãi do đặc tính giãn nở nhiệt tương đối thấp so với kim loại. Tuy nhiên, độ ổn định thụ động của vật liệu vẫn đáng tin cậy hơn so với việc chỉ bù phần mềm.
So sánh giãn nở nhiệt điển hình:
Đá granit: thấp
Gốm sứ: rất thấp
Thép:-cao trung bình
Nhôm: cao
Trong-hệ thống cao cấp, lựa chọn vật liệu thường là bước đầu tiên và quan trọng nhất trong việc kiểm soát lỗi nhiệt.
Các câu hỏi thường gặp:
Phần mềm có thể loại bỏ hoàn toàn hiện tượng trôi nhiệt không?
Không, nó chỉ có thể bù đắp được một phần.
Tại sao gốm được sử dụng trong-thiết bị quang học cao cấp?
Bởi vì nó có độ giãn nở nhiệt cực thấp.
Luồng khí có ảnh hưởng đến sự ổn định nhiệt không?
Có, sự lưu thông không khí có thể tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ.
Đá granit có đủ ổn định nhiệt cho các hệ thống chính xác không?
Có, cho nhiều ứng dụng kết cấu.
Nguồn chính của sự trôi dạt nhiệt là gì?
Sự biến đổi nhiệt độ môi trường.
Trôi dạt nhiệt có thể được loại bỏ hoàn toàn?
Không, chỉ giảm thiểu và kiểm soát.