Inhoudsopgave
Advertenties
XC-80
omgevingscompensator
Thermische uitzettingscoëfficiënten van materialen
De mate van uitzetting of krimp bij verandering van de temperatuur is bij de
meeste materialen zeer klein. Daarom wordt de thermische uitzettingscoëfficiënt
uitgedrukt in 'parts per million' per graad Celsius (ppm/°C). Deze coëfficiënten
geven aan hoeveel een materiaal uitzet of krimpt voor elke graad dat de
materiaaltemperatuur stijgt of daalt. Stel bijvoorbeeld dat de thermische
uitzettingscoëfficiënt +11 ppm/°C is. Dit betekent dat het materiaal voor elke
1 °C stijging van de materiaaltemperatuur 11 ppm uitzet, wat gelijk is aan 11
micrometer per meter materiaal.
Onjuiste compensatie voor thermische uitzetting van materiaal is een van de
voornaamste foutbronnen bij lasermetingen van lineaire afstanden in omgevingen
zonder temperatuurbeheersing. Dit komt doordat de uitzettingscoëfficiënten
van gangbare technische materialen relatief groot zijn in vergelijking met de
coëfficiënten ten gevolge van fouten in de golflengtecompensatie en in de
laserbundeluitlijning.
De genormaliseerde meting zal een fout hebben die te maken heeft met de
meetnauwkeurigheid van de materiaaltemperatuursensor. De grootte van deze
fout hangt af van de thermische uitzettingscoëfficiënt van de machine waarop
getest wordt. De materiaaltemperatuursensor heeft een nauwkeurigheid van
±0,1 °C. Dus als de geteste machine een thermische uitzettingscoëfficiënt van
10 ppm/°C heeft, dan wordt de fout in de normalisatie van de meting ±1 ppm. Dit
komt nog bij de meetnauwkeurigheid van het systeem (±0,5 ppm) wanneer de XC
omgevingscompensator wordt ingezet.
Omdat echter de twee fouten niet gecorreleerd zijn, is hun gecombineerde effect
gelijk aan de vierkantswortel uit de som van hun kwadraten en niet aan hun
rekenkundige som. Dus in het bovenstaande voorbeeld wordt de nauwkeurigheid
van de genormaliseerde meting ±1,2 ppm voor het lasersysteem met de XC
compensator.
Extra meetfouten doen zich voor indien een onjuiste thermische
uitzettingscoëfficiënt wordt ingevoerd in de software. Aangezien de thermische
uitzettingscoëfficiënten van verschillende machines 10 ppm/°C of meer uit elkaar
kunnen liggen, moet er met zorg op gelet worden dat de juiste waarden worden
ingevoerd. Vraag indien nodig advies aan de fabrikant van de machine.
De uitzettingscoëfficiënt van het terugkoppelsysteem van de machine voert u
normaal in de software in, tenzij u aan het inschatten bent wat de nauwkeurigheid
van bewerkte producten is bij hun terugkeer naar 20 °C. De tabel hieronder geeft
gebruikelijke uitzettingscoëfficiënten van diverse materialen die gebruikt worden
bij machinebouw en in terugkoppelsystemen.
Opmerking: Uitzettingscoëfficiënten kunnen variëren al naargelang de
samenstelling en de behandeling van het materiaal. Deze waarden zijn
daarom slechts een richtlijn, die alleen gevolgd dient te worden als
gegevens van de fabrikant ontbreken.
Materiaal
Toepassing
Elementen van machinestructuren,
IJzer en staal
tandheugeloverbrengingen,
kogelomloopmoeren
Aluminiumlegeringen Lichtgewicht CMM-structuren
Glas
Lineaire encoders met glazen meetschaal 8
Graniet
Machinestructuren en -tafels
Beton
Machinefunderingen
Encoders en structuren met geringe
Invar
uitzetting
Thermisch stabiel
Encoders en structuren zonder uitzetting
glas
9
Uitzettings-
coëfficiënt
ppm/°C
11,7
22
8
11
< 2
< 0,2
Advertenties
Inhoudsopgave
