عددی وجود دارد که در محافل اندازهشناسی تکرار میشود، بنابراین اغلب عملاً فولکلور است: فولاد به ازای هر درجه سانتیگراد که گرم میشود، حدود 11.6 میکرومتر در متر رشد میکند. تا زمانی که سعی کنید تحملی کمتر از آن را در اندازهگیری یک متری نگه دارید و متوجه شوید که اتاق به خودی خود بخشی از بودجه خطای دستگاه شما شده است، یک واقعیت بیاهمیت به نظر میرسد. به همین دلیل است که تأسیسات ساخت دقیق به همان اندازه که برای ماشین آلات داخل ساختمان تلاش مهندسی می کنند، روی ساختمان صرف می کنند.
چرا 20 درجه به دمای مرجع صنعت تبدیل شد؟
اکثر استانداردهای اندازه شناسی ابعادی، 20 درجه را به عنوان دمای مرجع برای اندازه گیری - تعریف می کنند، نه به این دلیل که از نظر فیزیکی یک عدد بسیار معنی دار است، بلکه به این دلیل که نهادهای استاندارد بین المللی باید در مورد چیزی به توافق برسند، و 20 درجه به یک کنوانسیون متداول چندین دهه پیش تبدیل شد. هدف واقعی دقیقاً 20.0 درجه نیست. این انحراف از دمای مرجع را به حداقل می رساند و مهمتر از آن، به حداقل رساندن نرخ تغییر در طول زمان است. اتاقی که به آرامی از 19 درجه به 21 درجه در طول هشت ساعت جابجا می شود، در واقع می تواند نسبت به اتاقی که هر بیست دقیقه نیم درجه نوسان می کند، اختلال کمتری برای اندازه گیری حساس داشته باشد، زیرا رانش تدریجی چیزی است که ابزارها و استانداردهای مرجع قابل جبران هستند، در حالی که دوچرخه سواری سریع خطای حل شدنی را به مدل بسیار سخت معرفی می کند.
به همین دلیل است که تأسیسات جدی اندازهشناسی نه تنها یک باند دما، بلکه یک حد تغییر نرخ - معمولاً چیزی در حدود 0.5 ± درجه در طول 24 ساعت برای یک آزمایشگاه دقیق عمومی مشخص میکنند، و برای تأسیساتی که در سطح نانومتری{4}}کار میکنند تا 0.1± درجه یا بهتر است.
طبقه بیش از آنچه مردم انتظار دارند اهمیت دارد
کنترل دمای هوا بیشتر توجه را به خود جلب می کند، اما ساخت کف به همان اندازه مهم است و در مواد بازاریابی بسیار کمتر قابل مشاهده است. یک طبقه اندازه گیری به دو چیز جداگانه نیاز دارد که تا حدودی با یکدیگر تنش دارند: جرم حرارتی کافی برای مقاومت در برابر نوسانات سریع دما، و عایق ارتعاشی کافی برای جلوگیری از رسیدن صدای مکانیکی خارجی به ابزار.
این مشکل معمولاً با ضخامت بتن مسلح حل میشود - دالهای کف به عمق یک متر یا بیشتر در تأسیساتی که بهطور خاص برای کارهای فوقالعاده-دقیق- ساخته شدهاند، همراه با ترانشههای جداسازی بریده شده در اطراف محیط منطقه اندازهگیری، غیرمعمول نیستند. این ترانشه ها، اغلب نیم متر عرض و دو متر عمق دارند، به طور فیزیکی کف اندازه گیری را از سازه ساختمان اطراف جدا می کنند، به طوری که ترافیک پیاده، تجهیزات مجاور، یا حتی تردد کامیون ها در خارج، لرزش را به دال نگه دارنده ابزار مرجع منتقل نمی کند. این یک راه حل شگفت آور تحت اللفظی برای مشکلی است که به نظر می رسد باید چیز عجیب تری داشته باشد: گاهی اوقات مؤثرترین جداسازی ارتعاش فقط یک شکاف در بتن است.
جرثقیل ها، جریان هوا و مشکل حرکت هوا
جرثقیل سقفی یک ضرورت عملی در هر تأسیساتی است که گرانیت بزرگ یااجزای فلزی, اما جرثقیل صنعتی استاندارد همچنین منبع ارتعاش و اختلال جریان هوا است - دقیقاً همان چیزی که یک اتاق اندازهگیری کنترل شده آب و هوا سعی در حذف آن دارد. تأسیساتی که این موضوع را جدی میگیرند، معمولاً سیستمهای جرثقیل با لرزش کم یا «بیصدا» را برای استفاده در مناطق کنترلشده دما{4}}، متمایز از جرثقیلهای استاندارد مورد استفاده در مناطق تولید عمومی همان کارخانه، مشخص میکنند. جریان هوا نیز با دقت مدیریت میشود: سیستمهای HVAC برای این اتاقها معمولاً برای به حداقل رساندن جریانهای هوای متلاطم در نزدیکی سطح کار طراحی میشوند، زیرا حتی حرکت ملایم هوا در یک منطقه اندازهگیری میتواند خنککننده موضعی و ناهموار ایجاد کند که به عنوان خطای گرادیان حرارتی نشان داده میشود.
کنترل گرد و غبار برای مونتاژ، نه فقط اندازه گیری
جزئیاتی که افراد خارج از صنعت را شگفت زده می کند: محیط های تمیز{0}}که در تولید دقیق استفاده می شود نه تنها برای اندازه گیری - بلکه به طور فزاینده ای برای مونتاژ نیز استفاده می شود، به ویژه در هنگام مونتاژ سازه های گرانیتی چند جزئی که در آن چسباندن چسب یا اتصالات دقیق دخیل است. گرد و غبار یا آلودگی ذرات در هنگام مونتاژ پل گرانیتی یا سازه دروازه ای می تواند یک شکاف کوچک اما واقعی یا ناهماهنگی در یک اتصال ایجاد کند که بعداً پس از اتمام مونتاژ به عنوان یک خطای صافی یا مربعی ظاهر می شود. تأسیساتی که این نوع کارها را انجام میدهند، گاهی اوقات اتاقهای مونتاژ بدون گرد و غبار را میسازند که بر اساس اصول اتاق تمیز نیمهرسانا مدلسازی میشوند، حتی اگر اجزای خود محصولات نیمهرسانا نیستند - منطق کنترل آلودگی- صرف نظر از آنچه که مونتاژ میشود، یکسان است.
این در عمل چگونه به نظر می رسد
در تأسیسات UNPARALLELED's Jinan، کارگاه کنترلشده با آب و هوا تقریباً 10000 متر مربع را شامل میشود که بر روی کفپوشهای بتونی مسلح به ضخامت بیش از یک متر، با ترانشههای ایزوله محیطی و جرثقیلهای سقفی با لرزش کم- که به آن منطقه اختصاص داده شده است، ساخته شده است. یک اتاق مونتاژ جداگانه-کنترل شده با گرد و غبار، ساخته شده بر اساس استانداردهای مجاور، به طور خاص برای مونتاژ اجزای گرانیتی استفاده میشود که در آن کنترل آلودگی در طول اتصال و نصب اهمیت بیشتری دارد. هیچکدام از اینها از نظر استانداردهای-ساخت بسیار دقیق- غیرمعمول نیست. تشخیص اینکه کدام تامین کنندگان واقعاً برای آن ساخته اند و کدام یک کارگاه معمولی تهویه مطبوع را توصیف می کنند دشوار است.
چرا ارزش پرسیدن در مورد آن را دارد
برای یک خریدار که تامین کنندگان تجهیزات گرانیت یا اندازهشناسی را ارزیابی میکند، شرایط تسهیلات به ندرت در برگه مشخصات ذکر میشود، اما اغلب در مورد تلورانس قابل دستیابی بیشتر از برگه مشخصات توضیح میدهد. تأمینکنندهای که یک صفحه سطحی را در یک محیط کنترلنشده یا بهطور ضعیف کنترل میکند، همچنان میتواند یک صفحه صاف در دمای اتاق در روز اندازهگیری تولید کند - این مشکل بعداً ظاهر میشود، زمانی که آن صفحه در محیط کنترلشده خود مشتری نصب میشود و تنش یا اعوجاج پسماند ایجاد شده در طول تولید در شرایط ناپایدار را نشان میدهد. پرسیدن مستقیم از یک تامین کننده در مورد مشخصات کنترل دمای کارگاه، ساخت کف، و جداسازی ارتعاش، بخش معقول و متداول فزاینده ای از بررسی دقیق فنی است، نه یک درخواست غیرعادی - و تامین کننده ای که در واقع برای این کار ساخته شده است باید بتواند به جزئیات پاسخ دهد، نه اینکه اتاق را به عنوان "آب و هوا{4}}کنترل شده" توصیف کند و آن را در آنجا رها کند.
فیزیک پشت همه اینها طی دهه ها تغییر نکرده است. چیزی که تغییر کرده این است که تلورانسهای پایین دست چقدر تنگ شدهاند، به این معنی که اتاق یک جزء در مواردی بیشتر از قبل ساخته میشود - و برای امکاناتی که در سطح نانومتری کار میکنند، خود ساختمان عملاً بخشی از ابزار شده است.