Terminis dreifas yra vienas iš svarbiausių klaidų šaltiniųtiksliosios inžinerinės sistemos. Tai sukelia medžiagų plėtimosi skirtumai, aplinkos svyravimai ir vidinė šilumos susidarymas, dėl kurių atsiranda padėties nukrypimų mikro- arba nanometrų skalėje.
Itin tiksliose gamybos ir metrologijos sistemose temperatūros svyravimai yra vienas iš sunkiausiai kontroliuojamų veiksnių. Net ir nedideli aplinkos temperatūros svyravimai gali sukelti išmatuojamą mechaninių konstrukcijų poslinkį.
Terminis dreifas atsiranda dėl to, kad skirtingos medžiagos plečiasi arba susitraukia skirtingu greičiu. Kai sistemoje yra mišrių medžiagų, tokių kaip plienas, aliuminis, granitas ar keramika, kiekvienas komponentas skirtingai reaguoja į temperatūros pokyčius. Šis neatitikimas sukelia vidinį įtempį ir geometrinį nuokrypį.
Puslaidininkių tikrinimo įrangoje ir{0}}aukštos klasės optinėse sistemose šis poveikis tampa labai svarbus. Pakeitus tik 0,1 laipsnio, didelės raiškos sistemose gali būti aptinkama matavimo klaida.
Siekdami sumažinti šiluminį poslinkį, inžinieriai paprastai naudoja keletą strategijų:
- mažo šiluminio plėtimosi medžiagų pasirinkimas
- kontroliuoti aplinkos temperatūrą ir drėgmę
- naudojant struktūrinę simetriją deformacijai subalansuoti
- taikant{0}}realaus laiko kompensavimo algoritmus
Tarp medžiagų pasirinkimo granitas ir techninė keramika yra plačiai naudojami dėl santykinai mažo šiluminio plėtimosi, palyginti su metalais. Tačiau pasyvus medžiagos stabilumas išlieka patikimesnis nei vien programinės įrangos kompensavimas.
Tipiškas šiluminio plėtimosi palyginimas:
Granitas: žemas
Keramika: labai žema
Plienas: vidutinio-aukšto
Aliuminis: aukštas
Aukštos klasės{0}}sistemose medžiagų parinkimas dažnai yra pirmasis ir svarbiausias šiluminių klaidų kontrolės žingsnis.
Dažniausiai užduodami klausimai:
Ar programinė įranga gali visiškai pašalinti šiluminį poslinkį?
Ne, ji gali ją kompensuoti tik iš dalies.
Kodėl keramika naudojama aukščiausios klasės{0}}optikoje?
Nes turi itin mažą šiluminį plėtimąsi.
Ar oro srautas turi įtakos šiluminiam stabilumui?
Taip, oro cirkuliacija gali sukurti temperatūros gradientus.
Ar granitas yra pakankamai termiškai stabilus tikslioms sistemoms?
Taip, daugeliui struktūrinių pritaikymų.
Kas yra pagrindinis šiluminio dreifo šaltinis?
Aplinkos temperatūros kitimas.
Ar galima visiškai pašalinti šiluminį dreifą?
Ne, tik sumažinta ir kontroliuojama.