溫度補償技術的案例
三坐標測量如何實現微米級精度？核心算法全解析
智能避撞算法、溫度補償技術、點云智能處理，掌握這些核心算法，就掌握了在微觀尺度上洞察質量、驅動精造的“金鑰匙”。隨著AI與工業物聯網的滲透，三坐標測量技術將持續突破物理極限，為智能制造提供更強大的質量保障基石。
知識分享 | 應變四分之一橋溫度補償的理論與實踐
為了確保在不斷變化的溫度條件下獲得準確的測量結果，需要對應變四分之一橋進行溫度補償。有幾個溫度因素會影響測量結果，例如：
材料熱膨脹差對基底材料和測量柵絲材料的相互影響
引線的電阻
應變片自加熱時應變系數的溫度依賴性
楊氏模量的溫度依賴性
這些溫度影響可通過專為應變測量而設計的軟件包（如HBK的catman Easy/AP）進行校正。HBK 應變片隨附的數據表包含所有相關參數，以確保測量的準確性。數據表中圖表和公式中顯示補償參數。注意：在本例中，數據表中顯示兩條曲線。一條曲線表示應變片本身的熱響應，而另一條曲線表示應變片（包括2根引線）的熱響應。
HBK應變片數據表
應變片的溫度響應取決于：
基底/材料的溫度膨脹系數
應變柵絲的溫度膨脹系數（CTE）
應變片柵絲電阻的溫度系數
k系數
在實際工作中，室溫條件下簡單地測量將包括熱輸出應變。測量結果反映了：
應變片特性對基底/材料溫度膨脹的補償
一種無法補償的殘余誤差，但為了達到高精度的測量要求而需要加以校正
殘余誤差可通過測量確定，并用多項式εs表示，理想情況下，無論溫度如何，其結果始終為零。但實際上，在參考溫度附近有一個范圍，在應變片生產過程中，它被優化到接近于零。
應用實例
我們將通過一個實例來說明，對四分之一橋路進行熱補償時需要考慮哪些因素。
展開 霍家知識庫 | 如何對應變片進行溫度補償？
除了產生的零漂并導致K系數下降外，測量電纜的電阻也與溫度有關。
在這種情況下，合適的對策是使用如下所述的多線技術。
1.3 K系數的溫度系數
K系數是應變片最重要的特性。它描述了應變與電阻變化之間的相關性。K 系數是具有溫度依賴性的。典型的K系數為0.01％/ K，其對測量結果的影響通常相對較小，因此大都可被忽略。然而，通過計算進行補償（對于溫度測量）也是可行的。
1.4 彈性模量的溫度依賴性
彈性模量是測量體的材料依賴性。它描述了測量的應變和機械應力之間的相關性。彈性模量也是具有溫度依賴性的。鋼的典型值約為。-0,02％/K。在實驗應力分析中，通常忽略彈性模量的影響。使用可以校準的高精度傳感器，通過橋路中具有溫度依賴性的鎳元素進行補償。
1.5 應變片的自熱（激勵電壓）
與測量體相比，激發電壓會應變片變熱。根據測量體的熱導率，熱傳導或多或少被測量體吸收。如果測量體導熱不良，結果可能是測量體與應變片之間的溫度差。如果過大的激勵電壓，可能會干擾自補償應變片的性能。
展開 網絡課程 | 6月1日應變測量中的溫度影響和補償方法
為了消除這種溫度對應變測量結果的影響，保證測量的準確性。本次課程將為您介紹：
應力應變測量溫度的影響因素
如何消除溫度對測量結果的影響
培訓時間
6月1日（周三）下午14:00-15:00
課程對象
從事汽車研發，航空航天測試，汽車電路開發，等有應變測量類極端溫度測試需求。
講師簡介
費用：
免費
備注
培訓將通過網絡授課的方式進行，請自備具備上網條件的電腦或手機。
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展開 
三坐標誤差補償技術：陶瓷橫梁如何讓三坐標少修正，更精準？
而傳統三坐標測量機長期被“補償思維”主導，主要依賴21項系統誤差的軟件補償，其中角度誤差由于X/Y/Z三軸的角度偏差無法通過機械結構完全消除，始終干擾最終結果：
傳統三坐標的精度本質是機械精度+補償算法，當設備本身的角度誤差（如X軸與Y軸的垂直度偏差）超過2角秒，測量軟件每增加一份補償，就會放大一份非物理真實的修正量。比如測量一個標準正方體的邊長，若設備角度誤差達5角秒，軟件補償后可能出現“相鄰邊測量值精準，但對角線偏差超差”的矛盾結果——因為補償本身已經偏離了零件的實際幾何狀態。
更關鍵的是，傳統設備的花崗巖或鋁合金材料橫梁的彈性模量僅約70GPa，在滑架壓力下易產生微小形變，導致直線度、平面度誤差累積；當角度誤差超過3角秒，測量軟件的補償最終會使探測誤差（MPEP）難以穩定在1.5微米以內，這對要求微米級公差零件而言，是不可靠的。
三坐標陶瓷橫梁與Z軸的硬核優勢
陶瓷三坐標測量機，99%高純氧化鋁陶瓷橫梁與Z軸從源頭減差。陶瓷材料的“超高剛性+超低變形”特性，可將機械結構誤差壓縮到軟件可修正的范圍內。
1、400GPa剛性，減少結構誤差源頭
陶瓷的彈性模量達300-400GPa，具有近乎零變形的穩定性。當滑架以高速在橫梁上移動時，陶瓷橫梁的形變可控制在納米級，從根本上消除結構受力變形導致的誤差源頭。
2、2角秒角穩誤差，十倍精度重構補償邏輯
Mizar Gold將陶瓷橫梁與Z軸的平面精度嚴格控制在2微米以內，角度誤差鎖定在2角秒（約0.00056°）以下。這種級別的精度意味著當測量一個1米長的零件時，2角秒的角度誤差轉化為線性偏差僅約0.5微米，遠低于傳統設備5-10微米的偏差值。
展開 光纖溫度傳感器測試阻抗匹配器內部溫度技術方案
溫度
大多數器件都容易受溫度影響。對于電阻、電感和電容，溫度特性是非常重要的規范參數。溫度效應的考慮，阻抗匹配電路的性能在不同溫度下可能會發生變化，特別是500-700kHz低頻段, 阻抗變化受溫度影響尤其嚴重。因此,需要根據實際應用環境評估和考慮溫度效應對阻抗匹配電路的影響。工采網推薦的加拿大FISO光纖溫度傳感器- FOT-L-SD可以測試阻抗匹配器內部溫度。
FISO的光纖溫度傳感器能夠提供精確、穩定和可重復的溫度測量。這些測量均基于反射光的變化---與發射光對比時--由傳感器內部高度穩定的玻璃的熱膨脹弓|起。光纖的另一個重要優點是使用它可以生產各種小型元件，同時，這些元件材料的實體物理特性不會被平衡。另-方面,光纖的尺寸大小已被優化，這種優化的尺寸可以提供盡可能小的光路。得益于這一優點， 光纖傳感器的尖端頂圓直徑可小達08mm。我司生產的所有溫度傳感器都需要與FISO的對應信號調理器配套使用。
展開 6 鈦絲驅動技術（NiTiDrivetech）的可靠性設計-溫度控制
鈦絲驅動技術（NiTiDrivetech）的可靠性設計
【前言】
形狀記憶合金（Shape memory alloy, SMA），也叫形態記憶合金、肌肉絲、鎳鈦記憶合金，它是由Ni（鎳）- Ti（鈦）材料組成，經過多道工序制成的絲，財哥簡稱鈦絲，可以通過電路驅動鈦絲發生運動。相比于傳統的電機、電磁鐵動力，鈦絲是一種新型的動力元件。鈦絲驅動技術（nitidrivetech）目前已經在航空航天、醫療、無人機、手機、汽車、機器人等科技領域投入使用。
本文通過公開分享、科普鈦絲驅動技術的可靠性設計經驗，方便大家在機械電子工業設計等領域快速有效地轉化為科技成果。
六、溫度控制和設計
鈦絲通過通電加熱，當溫度達到某個區域時，發生明顯的收縮，對應的溫度區域即為鈦絲的相變溫度。嚴格來說鈦絲的相變溫度是個區間值，也是個范圍值，同時在不同載荷的前提下，還存在正向偏移的現象。如下曲線圖所示：
載荷在100MPA的前提下，其驅動相變溫度是85°。
載荷在200MPA的前提下，其驅動相變溫度是95°。
載荷在300MPA的前提下，其驅動相變溫度是110°。
鈦絲的加熱驅動和冷卻恢復的過程，均是在穩定的溫度區間完成的。
這個溫度區間環境，有時候會被附近的結構、元件及電流大小等因素干擾，導致出現受熱不均、溫度不夠或溫度超標等現象。
為了避免上述現象，保障鈦絲驅動的穩定運行，鈦絲的溫度控制也是相當重要的一環，我們結合實際應用過程中出現的一些問題，給出以下幾種情況和建議：
1、 【安全間隙】
我們產品的驅動機構結構設計過程中，一定要考慮到鈦絲的發熱和散熱的情況。
財哥建議除了鈦絲兩端的金屬片和執行機構接觸，其他區域盡量懸空，懸空距離在0.3-1.0mm。
展開 技術干貨丨基于SimSolid的塑膠模具溫度場瞬態分析
SimSolid 采用無網格技術，支持自動接觸設置，支持導入1000+零件裝配體，可以快速完成模具的預熱分析，實現了在實際開模前評估預熱時間，關鍵區域溫度場分布，提前定義充足的工藝條件；
以上面的模具為例，此模具注塑時需要90℃模溫，使用模溫機進行預熱和冷卻；
冷卻水路如下所示：
初始預熱冷卻水路溫度為95℃，環境溫度為23℃，評估7200S后模具核心區域的溫度的分布情況。（注塑核心區域溫度達到90℃以上，整個計算過程簡化了進水口與出水口的溫度差異，默認為95℃恒溫。）
塑膠模具溫度場瞬態分析
1.模具初始模型輸入
導入整套塑膠模具模型，所有模型不經過任何精簡或者處理，直接由NX導入到 SimSolid；
合計零部件數目430個，抑制2個多余的小體積零件，自動識別出螺栓153個。
2.統一定義材料
統一設置材質，對于個別零件如果有特殊材質，可以單獨選中定義材料。
3.自動生成接觸條件
自動批量設置零部件的接觸類型，有特殊接觸需要的零件，可以手動變更接觸類型。
4.熱條件輸入
通過時間曲線的振幅因子，控制不同時間的水路溫度輸入；
定義需要計算的預熱溫度場輸入，可以是功率也可以是溫度，或者是變化的溫度場輸入，比如開始時100℃，1小時后變更為90℃等，可以通過上述實際曲線進行控制；
定義上下與注塑機接觸面的熱交換系數，定義模具四周表面對流區域及換熱系數；如果有特殊區域，如有隔熱板區域，可以單獨定義。
展開 技術文章｜DSC測試玻璃化轉變溫度的優化方法
圖 2 不同測試條件下的 DSC 曲線
Fig. 2 DSC curves under different testing
表 1 玻璃化轉變溫度測試結果
1.1 加大樣品量對 CCL 玻璃化轉變溫度測試結果的影響
比較圖2中的1#和2#曲線可以看到，樣品量從12.1mg 增加到 37.4mg 后，熱流信號曲線基線傾斜得到改善，在 176.6℃ 到 196.5℃ 區間出現了明顯的非連續變化，這是典型的玻璃化轉變信號，玻璃化轉變中點溫度為 186.8℃ 。
1.2 提高升溫速率對 CCL 玻璃化轉變溫度測試結果的影響
比較圖2中的1#和4#曲線可以看到，升溫速率從 20℃ / min 提高到40℃ / min 后，熱流信號曲線基線傾斜程度變化不大，在 178. 6℃ 到 197. 8℃ 區間出現了明顯的玻璃化轉變非連續變化信號，玻璃化轉變中點溫度為188. 3℃ 。
1.3 裸露測試對 CCL 玻璃化轉變溫度測試結果的影響
比較圖2中的1#和3#曲線可以看到，將樣品直接放置在傳感器上裸露測試，熱流信號曲線基線傾斜程度大大改善，在 171. 1℃ 到192. 6℃ 區間出現了明顯的玻璃化轉變非連續變化信號，玻璃化轉變中點溫度為 182. 8℃ 。
1.4 測試條件影響玻璃化轉變溫度結果的機理探討
本文所用的設備是熱流型 DSC，其示意圖如圖 3 所示。
展開 半軸鍛造加熱溫度自動控制技術的應用
1 方案1：溫度控制
紅外測溫儀測量爐內最高溫度，到設定溫度后，發出電信號，得信號后，氣缸動作，頂出半軸原料，圖6為方案1簡圖。
⑴采用控制方式：紅外測溫儀溫度控制。
⑵動作順序。
1)紅外測溫儀測量最高點溫度，到設定溫度點后，反饋信號到氣缸。
2)氣缸動作，頂出半軸。
圖6 方案1簡圖
圖7 方案2簡圖
2 方案2：節拍控制
半軸裝入加熱爐，在加熱爐前部有接近開關，碰到接近開關后，開始計時，到設定時間后，時間繼電器發出信號，得到信號后，氣缸動作，頂出半軸原料，圖7為方案2簡圖。
⑴采用控制方式：節拍控制方式。
⑵動作順序。
1)半軸放料到加熱爐中（加熱單根半軸）。
2)到時間后，繼電器得信號，給氣缸通氣，頂出半軸。
3)加熱設定的時間，不同半軸先通過實驗驗證，驗證合理后得出節拍時間。
方案確定
最終我公司選取溫度控制方案1作為測量溫度的依據，采用紅外測溫儀測量半軸加熱溫度，采集最高加熱點溫度，反饋信號給PC機，PC機控制電磁閥，給氣缸氣源，頂料（把加熱到溫度的原料頂出），我公司采用測量加熱溫度最高點溫度控制方法，設定加熱和頂料溫度點1050℃，到1050℃就把加熱半軸頂出（圖8）。報警延時設定在40秒，超過40秒不壓制加熱好的原料，報警燈亮起，原料就不能壓制了，需冷卻后重新加熱。
展開 光纖溫度傳感器在RF處理修復土壤技術方案中的應用
目前常用的污染場地修復技術主要包括挖掘、穩定/固化、化學淋洗、氣提、熱處理、生物修復等。對這些區域的土壤的恢復我們可利用修復射頻加熱法。RF處理技術是以土壤被加熱以增加揮發性或降低有機污染物的粘度，通過用光纖溫度傳感器/溫度計測量來管理溫度，把管狀電極插入污染的土壤,或者把臥式電極放在土壤表面,當電極受到射頻波激發時,土壤被加熱,且該處的廢物被分解。即使由射頻波產生的溫度低達150°～180℃,但存在于土壤15～18cm深處99％。
根據光纖溫度傳感器的尺寸和涂層，它們適用于各種應用，如實驗室設備、微波環境、醫療環境、木材干燥、變壓器監控和過程監控等。工采網推薦的加拿大FISO光纖溫度傳感器-FOT-L-SD和FOT-L-BA是一類非常適合在極端環境下測量溫度的光纖溫度傳感器(FOT-L-SD的封裝材料是PTFE，它的測溫范圍為-40°C ~ 300°C (-40°F~572°F).FOT-L-BA的設計直徑更小，這使得它的響應時間相對更快。它的測溫上限為250°℃.)，這種極端環境包括低溫、核環境、微波和高強度的RF等。基于光纖技術，傳感器在本質上不受EMI和RFI影響.光線傳感器在電子方面不活躍，因此它不會發射也不會受任何類型的EM輻射的影響，無論這種輻射類型是微波、RF或是NIMR。
光纖的另一個重要優點是使用它可以生產各種小型元件，同時，這些元件材料的實體物理特性不會被平衡。另一方面，光纖的尺寸大小已被優化，這種優化的尺寸可以提供盡可能小的光路。得益于這一優點，光纖傳感器的尖端頂圓直徑可小達0.8mm。FISO的光纖溫度傳感器能夠提供精確、穩定和可重復的溫度測量。這些測量均基于反射光的變化---與發射光對比時---由傳感器內部高度穩定的玻璃的熱膨脹引起。
FOT-L集所有您期望從理想傳感器器身獲取的優良特性于一體。
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錯誤的注塑模具溫度（注塑技術大神絕對不說的秘密）
對動模和定模分別使用不同的溫控系統
在任何一側面和中心，請使用隔離的溫控系統，這樣可使模塑過程中有不同的啟動溫度。
不同的溫控系統電路應串聯，不能并聯。如果電路并聯，電阻的差異將引起溫控介質的容積流速不同，從而會比在電路串聯情況下發生更大的溫度變化。（只有在串聯電路連接在模具入口和出口溫差變化小于5°C時其操作才良好）
在模具溫度控制設備上有供給溫度和返回溫度的顯示是一種優點。
工藝控制的目的就是要在模具中加入一個溫度傳感器，這樣就可以在實際生產中檢測溫度變化。
在整個生產周期中通過多次注射在模具中建立起熱平衡，一般最少應有10次注射。達到熱平衡中的實際溫度受許多因素影響。與塑料相接觸的模具表面的實際溫度可以用模具內部的熱電偶測出（距表面2mm處的讀數）。更常用的方法是手持一根高溫計測出，高溫計的探頭要響應快速。模具溫度的確定要測量許多點，而不是單點或一面的溫度。然后可根據設定的控溫標準進行修正。將模具溫度調整至適當值。不同原料的一覽表中都給出了建議的模具溫度。這些建議通常都是考慮了高表面光潔度、機械性能、收縮性及加工周期等因素間的最佳配置而給出來的。
對于要加工精密元件的模具和要滿足嚴格要求外觀條件或一定安全標準零件的模具，通常要使用較高模具溫度（可使后模塑收縮更低、表面更光亮、性能更一致）。對技術要求低、生產成本要盡可能低的零件，模塑加工時可使用較低的加工溫度。但是生產商應該明白這種選擇的缺點，并對零件進行認真檢查，以保證生產出來的零件仍可以滿足客戶要求。
展開 技術文章 | 不同溫度條件下聚丙烯注塑成型的樣品將會如何變化？
差示掃描量熱法（DSC）是在差熱分析（DTA）的基礎上發展起來的一種熱分析技術，是在程序溫度控制下測量物與參比物之間單位時間的能量差（或功率差）隨溫度變化的一種技術。DSC技術克服了DTA在計算熱量變化的困難，為獲得熱效應的定量數據帶來很大方便，同時還兼具DTA的功能。因此，近年來DSC的應用發展很快，尤其在高分子領域，已成為研究各種物理和化學變化的有力工具。
聚丙烯（PP）是一種熱塑性半結晶聚合物，具有密度小、電絕緣性優良、耐熱性優良、耐腐蝕、價格低廉等特點。目前測試PP的熱力學參數的方法較多，采用差示掃描量熱儀測試，操作快速、簡便、可靠，測試精度也較高，但測試條件對試樣的DSC曲線及結果有較大的影響。已經報道的文獻針對升溫速率、氣體流量和試樣填充量等單一測試條件對DSC測試結果的影響研究較多，但對多次測試過程間的相關性研究較少。
本文以聚丙烯注塑成型樣品為例，通過以不同溫度對樣品進行狀態調節、不同升溫速率消除熱歷史和不同降溫速率冷卻結晶對樣品進行兩次升溫和一次降溫實驗，探究其對各測試過程間的影響和關聯性，對于規范測試操作，提高測試水平和檢測質量有著重大的意義。
1、實驗方法
1.1 不同溫度對樣品進行狀態調節實驗
將樣品置于電熱鼓風干燥箱，分別以23℃、60℃、80℃、100℃、120℃和140℃環境進行調節2h，切取樣品5.0﹢0.1mg，根據GB/T 19466.3-2004建立試驗方法，測試條件：氮氣流量50 mL/min，30℃下穩定5 min；以20℃/min速率升溫至210℃，保持溫度5min；以20℃/min速率降溫至30℃，保持溫度5min；以20℃/min速率升溫至210℃后結束。
展開 Moldex3D模流分析之模具溫度加熱冷卻成型技術
一般來說，這些問題可藉由提高模具溫度獲得改善，然而，提高模具溫度會導致成型周期時間延長。因此，業界開始應用一項新的成型加工技術-快速模具溫度加熱冷卻成型技(Variotherm)，藉由模具溫度的快速切換，換取制程不同階段所需的溫度。快速模具溫度加熱冷卻成型技術在充填階段迅速提高模具表面溫度，并且在保壓階段開始時將模具溫度快速冷卻。
如此一來，塑件表面溫度即可依據不同成型階段進行動態調整。射出充填階段的高模溫條件將有效改善塑料的流動性及降低射出件表面問題(例如結合線、流痕、浮纖…等)發生的機會；而冷卻階段模溫的低溫切換，也能有效縮短成型周期時間。由于快速模具溫度加熱冷卻成型技術能在產品質量和生產成本之間取得完美平衡，近年來在塑料射出成型產業上獲得重視。
挑戰
? 冷卻與加熱切換時間點的優化
? 決定變模溫制程中，對模具加熱需要多少能量，以及對模具的冷卻需要多大的冷卻液流量
? 在劇烈的溫度變化制程下，如何將模具的壽命優化
Moldex3D 解決方案
為了滿足變模溫制程對CAE分析的需求，Moldex3D提供完整的分析工具，可模擬各種模具快速加熱和冷卻情形，完整整合充填、保壓及冷卻階段的真實三維數據。
? 決定制程參數，例如: 冷卻系統、加熱系統、模溫度、冷卻時間等等
? 可檢視模具溫度在模具表面及任意截面的分布和不同時間的變化
? 利用快速溫度變化解決塑件充填和保壓問題
? 仿真冷卻系統效率并洞悉潛在缺陷
? 改善縫合線、流痕、收縮和提高產品平整度
展開 軌道電磁炮技術的多場耦合仿真----電熱 結構 溫度耦合
軌道電磁炮技術的多場耦合及溫度仿真
作者：范文哲（fwz0703@163.com，公眾號：CAE_ANSYS)
電磁炮是利用電磁發射技術制成的一種先進動能殺傷武器。與傳統大炮將燃氣壓力作用于彈丸不同，電磁炮是利用電磁系統中電磁場產生的洛倫茲力來對金屬炮彈進行加速，使其達到打擊目標所需的動能，與傳統的化學推動的大炮相比，電磁炮可大大提高彈丸的速度和射程。
2007年1月16日，美國海軍研究辦公室剪彩用一門90毫米口徑的試驗型電磁炮發射1發高速炮彈穿透了儀式彩帶。這發炮彈在炮口的初始動能達到7.4兆焦，初速度達每秒2146米；2008年，美國海軍測試的電磁炮樣炮的動能達到10.64兆焦，初速達到每秒2520米；2010年12月，美國海軍的電磁炮測試中，一門測試的電磁炮取得了33兆焦的最大動能，創下了已經公開的電磁炮的世界紀錄。
電磁炮的基本原理如圖所示，利用兩根通電平行金屬軌道產生的電磁力來推動無裝藥炮彈射擊.
炮彈的出口速度理論上最大可達到7馬赫，射程最遠超過400公里，目前多國海軍都在積極發展電磁軌道炮，電磁炮是用電磁系統中的電磁場所產生的洛倫茲力來推動炮彈發射。理論上，只要足夠的電力，足夠的線圈，足夠硬度和熔點的材料，電磁炮的威力就沒有極限。但是由于炮彈后面部分必須為導體，傳遞導軌兩側的電流，電流過大導致導軌發熱嚴重，兩次發射必須有足夠的時間間隔，以降溫和為電容充電，準備下一次的發射。
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