การศึกษาเกี่ยวกับขีดจำกัดของอิทธิพลของการผันผวนของอุณหภูมิแวดล้อมต่อความแม่นยำในการวัดบนแท่นหินแกรนิตที่มีความแม่นยำสูง

ในด้านการวัดความแม่นยำสูง แท่นหินแกรนิตที่มีความแม่นยำสูง ด้วยความเสถียรที่ดีเยี่ยม ความแข็งสูง และความทนทานต่อการสึกหรอที่ดีเยี่ยม จึงกลายเป็นฐานรองที่เหมาะสมสำหรับงานวัดความแม่นยำสูงหลายประเภท อย่างไรก็ตาม ความผันผวนของอุณหภูมิในปัจจัยแวดล้อม เปรียบเสมือน "ตัวทำลายความแม่นยำ" ที่ซ่อนอยู่ในความมืด ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อความแม่นยำในการวัดของแท่นหินแกรนิต การศึกษาอย่างละเอียดเกี่ยวกับเกณฑ์ผลกระทบจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับประกันความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของงานวัด

แม้ว่าหินแกรนิตจะขึ้นชื่อเรื่องความคงตัว แต่ก็ไม่สามารถต้านทานการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้ ส่วนประกอบหลักของหินแกรนิต ได้แก่ ควอตซ์ เฟลด์สปาร์ และแร่ธาตุอื่นๆ ซึ่งจะทำให้เกิดปรากฏการณ์การขยายตัวและการหดตัวตามอุณหภูมิที่แตกต่างกัน เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมสูงขึ้น แท่นหินแกรนิตจะร้อนขึ้นและขยายตัว ทำให้ขนาดของแท่นเปลี่ยนแปลงไปเล็กน้อย เมื่ออุณหภูมิลดลง แท่นก็จะหดตัวกลับคืนสู่สภาพเดิม การเปลี่ยนแปลงขนาดที่ดูเหมือนเล็กน้อยเหล่านี้ สามารถขยายใหญ่ขึ้นจนกลายเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อผลการวัดในสถานการณ์การวัดที่แม่นยำได้

ยกตัวอย่างเช่น เครื่องมือวัดพิกัดทั่วไปที่ใช้กับแท่นหินแกรนิต ในงานวัดที่มีความแม่นยำสูง ความต้องการความแม่นยำในการวัดมักจะถึงระดับไมครอนหรือสูงกว่านั้น สมมติว่าที่อุณหภูมิมาตรฐาน 20℃ พารามิเตอร์มิติต่างๆ ของแท่นอยู่ในสภาวะที่เหมาะสม และสามารถได้ข้อมูลที่แม่นยำจากการวัดชิ้นงาน แต่เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมผันผวน สถานการณ์จะแตกต่างออกไป จากการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงทดลองและทฤษฎีจำนวนมาก พบว่า ภายใต้สถานการณ์ปกติ การผันผวนของอุณหภูมิแวดล้อม 1℃ จะทำให้แท่นหินแกรนิตมีการขยายตัวหรือหดตัวเชิงเส้นประมาณ 5-7 ×10⁻⁶/℃ หมายความว่า สำหรับแท่นหินแกรนิตที่มีความยาวด้านละ 1 เมตร ความยาวด้านอาจเปลี่ยนแปลงไป 5-7 ไมครอน หากอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไป 1 °C ในการวัดที่แม่นยำ การเปลี่ยนแปลงขนาดเพียงเล็กน้อยนี้ก็เพียงพอที่จะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดเกินกว่าช่วงที่ยอมรับได้แล้ว
สำหรับงานวัดที่ต้องการความแม่นยำในระดับต่างกัน ขีดจำกัดอิทธิพลของความผันผวนของอุณหภูมิก็แตกต่างกันด้วย ในการวัดความแม่นยำทั่วไป เช่น การวัดขนาดชิ้นส่วนเครื่องจักร หากความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้อยู่ในช่วง ±20 ไมครอน ตามการคำนวณค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวข้างต้น ความผันผวนของอุณหภูมิจะต้องถูกควบคุมให้อยู่ในช่วง ± 3-4 ℃ เพื่อควบคุมความคลาดเคลื่อนในการวัดที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงขนาดของแท่นวัดให้อยู่ในระดับที่ยอมรับได้ ในพื้นที่ที่มีความต้องการความแม่นยำสูง เช่น การวัดกระบวนการลิโทกราฟีในการผลิตชิปเซมิคอนดักเตอร์ ความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้อยู่ในช่วง ±1 ไมครอน และความผันผวนของอุณหภูมิจะต้องถูกควบคุมอย่างเข้มงวดให้อยู่ในช่วง ± 0.1-0.2 °C เมื่อความผันผวนของอุณหภูมิเกินขีดจำกัดนี้ การขยายตัวและการหดตัวทางความร้อนของแท่นหินแกรนิตอาจทำให้ผลการวัดคลาดเคลื่อน ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อผลผลิตของการผลิตชิป
เพื่อรับมือกับผลกระทบของการผันผวนของอุณหภูมิแวดล้อมต่อความแม่นยำในการวัดของแท่นวัดความแม่นยำสูงที่ทำจากหินแกรนิต ในทางปฏิบัติจึงมักมีการใช้มาตรการต่างๆ มากมาย เช่น การติดตั้งอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิคงที่ที่มีความแม่นยำสูงในสภาพแวดล้อมการวัดเพื่อควบคุมการผันผวนของอุณหภูมิให้อยู่ในช่วงแคบๆ การชดเชยอุณหภูมิในข้อมูลการวัด และการแก้ไขผลการวัดด้วยอัลกอริทึมซอฟต์แวร์ตามค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของแท่นวัดและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแบบเรียลไทม์ อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าจะใช้มาตรการใด การเข้าใจอย่างถ่องแท้ถึงผลกระทบของการผันผวนของอุณหภูมิแวดล้อมต่อความแม่นยำในการวัดของแท่นวัดความแม่นยำสูงที่ทำจากหินแกรนิตนั้น เป็นสิ่งสำคัญยิ่งในการรับประกันความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของงานวัด