機(jī)床溫度測量

制作人：張靖機(jī)床溫度測量現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，使得現(xiàn)代制造業(yè)對機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高，機(jī)械零件的精度取決于機(jī)床的加工精度，因此提高機(jī)床的加工精度顯的尤為重要，熱誤差是影響機(jī)床精度的重要因素之一。機(jī)床內(nèi)部和外部熱源對機(jī)床的熱干擾導(dǎo)致機(jī)床產(chǎn)生熱變形，從而產(chǎn)生熱誤差。機(jī)床的誤差主要有幾何誤差，熱誤差，和切削力誤差，其中熱誤差占機(jī)床總誤差的40%~70%左右。熱誤差對高精度機(jī)械產(chǎn)品的尺寸精度影響很大，進(jìn)而也會影響到產(chǎn)品的加工過程質(zhì)量，生產(chǎn)效率和成本。隨著機(jī)床制造技術(shù)的發(fā)展，集合誤差已經(jīng)得到較好的解決，熱誤差成為影響機(jī)床加工精度的最主要因素，也是最難以解決的問題。目前，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界正努力尋求可靠，實(shí)用的方法策略來評估熱誤差，進(jìn)而減小，避免熱誤差。研究背景妨礙了熱誤差補(bǔ)償技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用，主要包括以下幾種障礙：（1）熱誤差模型的精確性和魯棒性不夠在熱誤差補(bǔ)償系統(tǒng)中，在加熱和冷卻過程中熱誤差模型是否精確是一個很實(shí)際的問題，隨時間變化的熱誤差相對于幾何誤差更加難以建模。（2）缺乏溫度傳感器最優(yōu)布置方法熱誤差模型的精確度和魯棒性和大程度上取決于溫度床干起的布置。在多數(shù)研究成功中如何確定溫度傳感器的位置，有些憑經(jīng)驗(yàn)，基于工程判斷和研究者的個人經(jīng)驗(yàn)，通常是通過實(shí)驗(yàn)和誤差處理達(dá)到的，機(jī)床溫度場合熱誤差的動態(tài)特性在這個過程中沒有得到深入考慮。（3）缺乏對熱干擾，溫度場合熱誤差動態(tài)特性分析的工具建立精確，健壯的熱誤差模型和優(yōu)化溫度傳感器布置，要求徹底理解機(jī)床結(jié)構(gòu)熱干擾，溫度場，熱誤差的動態(tài)特性。大多數(shù)研究者試圖通過實(shí)驗(yàn)得到這些動態(tài)特性，但是這個過程是非常耗時，而且得到的結(jié)果總是很有限。所以需要開發(fā)軟件工具來尋求機(jī)床熱系統(tǒng)和熱彈性系統(tǒng)的動態(tài)特性。機(jī)床配備的溫度控制裝置溫度傳感器研究目錄溫度傳感器的定義溫度傳感器的特點(diǎn)溫度傳感器的工作原理溫度傳感器的分類機(jī)床的熱變形減小機(jī)床誤差溫度傳感器的定義

利用物質(zhì)各種物理性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律把溫度轉(zhuǎn)換為電量的傳感器。這些呈現(xiàn)規(guī)律性變化的物理性質(zhì)主要有體。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分，品種繁多。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類，按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。溫度傳感器的特點(diǎn)：

測量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。溫度傳感器的工作原理溫度傳感器熱電偶的應(yīng)用原理溫度傳感器熱電阻的應(yīng)用原理溫度傳感器液體溫度計的應(yīng)用原理溫度傳感器的熱電偶工作原理：

將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路，當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。溫度傳感器熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。

溫度傳感器的熱電阻工作原理：

溫度傳感器熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測量的。

溫度傳感器液體溫度計的應(yīng)用原理：

液體溫度計是利用感溫液體受熱膨脹原理工作的。溫度傳感器的分類：1、接觸式溫度傳感器2、非接觸式溫度傳感器

接觸式溫度傳感器：

接觸式溫度傳感器的檢測部分與被測對象有良好的接觸，又稱溫度計。溫度計通過傳導(dǎo)或?qū)α鬟_(dá)到熱平衡，從而使溫度計的示值能直接表示被測對象的溫度。傳感器直接與被測物體接觸進(jìn)行溫度測量，由于被測物體的熱量傳遞給傳感器，降低了被測物體溫度，特別是被測物體熱容量較小時，測量精度較低。因此采用這種方式要測得物體的真實(shí)溫度的前提條件是被測物體的熱容量要足夠大。

非接觸式溫度傳感器：

主要是利用被測物體熱輻射而發(fā)出紅外線，從而測量物體的溫度，可進(jìn)行遙測。其制造成本較高，測量精度卻較低。優(yōu)點(diǎn)是：不從被測物體上吸收熱量；不會干擾被測對象的溫度場；連續(xù)測量不會產(chǎn)生消耗；反應(yīng)快等。機(jī)床的熱變形機(jī)床在內(nèi)外熱源的影響下，各部件將發(fā)生不同程度的熱變形，使工件與道具之間的相對運(yùn)動關(guān)系遭到破壞，也使機(jī)床的精度下降。在通常情況下，為了使機(jī)床的熱變形達(dá)到穩(wěn)定數(shù)值，需要花費(fèi)很多時間來預(yù)熱機(jī)床，這就直接影響了機(jī)床的生產(chǎn)率。對于數(shù)控機(jī)床來說，因?yàn)槿考庸こ叽缡穷A(yù)先編制的指令控制的，熱變形的影響就更為嚴(yán)重。機(jī)床產(chǎn)生熱變形的原因機(jī)床產(chǎn)生熱變形的主要原因是熱源及機(jī)床各部分的溫差。熱源通常都包括加工中的切削熱、運(yùn)動副的摩擦熱和動力源的發(fā)熱以及輻射與周圍環(huán)境等其他外界熱源等。此外，機(jī)床零件的材料、結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸的不一致也是產(chǎn)生熱變形的重要因素。切削溫度的測量儀器切削溫度的測量如何減小機(jī)床的熱誤差1、機(jī)床溫升控制。改善機(jī)床的冷卻系統(tǒng)，利用引入附加冷卻熱源的方法使溫度得到控制，從而減小因溫度變化引起的誤差。這類方法對減小機(jī)床復(fù)雜變形具有良好的效果，但是機(jī)床線性膨脹問題不能解決，環(huán)境溫度變化的影響呀較難補(bǔ)償，對機(jī)床結(jié)構(gòu)也要進(jìn)行