Het is een terugkerend patroon: tijdens de warmste weken van het jaar neemt het aantal grensgevallen bij maatinspecties toe. Onderdelen die in het voorjaar nog duidelijk binnen de tolerantie vielen, voldoen plotseling niet meer aan de eisen. Het proces is niet veranderd en het materiaal is hetzelfde. Vaak ligt de verklaring in de invloed van de temperatuur op de meettechnologie – en dit gebeurt op meerdere punten tegelijk.

De invloed van temperatuur op meettechnologie begint bij het component zelf

Elk materiaal heeft een thermische uitzettingscoëfficiënt. Voor aluminium is deze ongeveer 23 micrometer per meter per Kelvin, en voor staal ongeveer 12. Bij een aluminium onderdeel van 200 millimeter lang resulteert een temperatuurstijging van 10 Kelvin in een lengteverandering van ongeveer 46 micrometer.

Bij toleranties in de orde van tienden van een millimeter is dit verwaarloosbaar. Bij toleranties van enkele micrometers wordt het de tolerantie zelf. Dit is precies de reden waarom de referentietemperatuur in de metrologie op 20 graden Celsius is vastgesteld – en precies de reden waarom een meting in een ruimte die is verwarmd tot 32 graden Celsius zonder correctie niet vergelijkbaar is.

De meetopstelling wordt ook uitgebreid

Minder voor de hand liggend, maar net zo effectief: de testopstelling zelf is ook van materiaal gemaakt. Het frame, de sensorhouder, de afstand tussen de optiek en het component – alles verandert met de temperatuur. Omdat de beeldschaal afhangt van de werkafstand, verschuift de omrekening van pixels naar millimeters.

Bovendien genereren de componenten zelf warmte. Camerasensoren, verlichting en computers geven allemaal warmte af. Binnen een afgesloten ruimte ontstaat hierdoor een uniek temperatuurprofiel dat zich na enkele minuten tot uren na het inschakelen stabiliseert. Metingen die direct na het opstarten worden uitgevoerd, verschillen daarom systematisch van metingen die worden gedaan nadat het systeem is ingelopen.

En de sensor zelf

Beeldsensoren vertonen meer ruis bij hogere temperaturen. Dit heeft geen invloed op aanwezigheidsdetectie. Echter, bij het bepalen van randen op subpixelniveau of het detecteren van afwijkingen die afhankelijk zijn van kleine contrastverschillen, verslechtert de reproduceerbaarheid merkbaar. Ook de lichtopbrengst van ledlampen neemt af met stijgende temperatuur, waardoor het contrast verder afneemt.

Wat een plant eraan kan doen

Meet de temperatuur – zowel bij het onderdeel als bij de complete assemblage – en corrigeer de gemeten waarden naar de referentietemperatuur met behulp van berekeningen. Dit is de meest kosteneffectieve en efficiënte aanpak.
Neem referentiestandaarden meedie binnen het gezichtsveld zijn geplaatst en regelmatig worden gemeten. Als de standaard verschuift, verschuift de opstelling mee – en de correctie vloeit direct voort uit de meting.
materialen met een lage uitzettingscoëfficiënt voor de dragende onderdelen van de meetopstelling.
Plan een opwarmfase in en bepaal de stabiele toestand in plaats van het aan het toeval over te laten.
Het loskoppelen van warmtebronnen – het verwijderen van computers en voedingen uit de cel, en het thermisch verbinden van de verlichting.

Geen van deze maatregelen is complex als ze tijdens de ontwerpfase worden overwogen. Het achteraf implementeren ervan in een bestaand systeem is aanzienlijk problematischer. Daarom is de vraag naar het temperatuurbereik binnen het gebouw een integraal onderdeel van onze eisenanalyse – naast componentspecificaties en toleranties.

Waarom afwijkingen vaak pas laat worden opgemerkt

Wat opmerkelijk is aan dit effect, is niet zozeer de omvang ervan, maar de manier waarop het zich ontwikkelt. De temperatuur stijgt langzaam gedurende de ochtend en daalt 's avonds weer. De resulterende verschuiving in de gemeten waarde is daarom geen sprong, maar een langzame beweging over uren – en dat is precies wat het moeilijk te detecteren maakt.

Als we naar de individuele waarden kijken, valt er niets ongewoons op: elke waarde valt binnen de tolerantiemarge. Pas wanneer de waarden over een hele dienst worden uitgezet, wordt de curve zichtbaar. Waar de tolerantie smal is, verschuift de verdeling naar één kant van de dag en neemt het afkeuringspercentage toe tijdens de warmste uren – zonder dat er iets aan het proces is veranderd.

Daarom is een eenvoudige test de moeite waard voordat u begint met het oplossen van problemen: registreer de gemeten waarden en de haltemperatuur gedurende meerdere dagen. Als beide curves parallel lopen, is de oorzaak gevonden – en kan deze meestal worden verholpen met een correctie zonder ingrijpende aanpassingen. De invloed van de temperatuur is dus een van de weinige storende factoren die wiskundig volledig gecompenseerd kunnen worden.

Als u in de zomer afwijkingen opmerkt waarvoor geen duidelijke oorzaak in het proces te vinden is, is het de moeite waard om deze meetwaarde nader te bekijken. Neem gerust contact met ons op.

Aanvullende bronnen: De referentietemperatuur van 20 °C voor lengtemetingen is gespecificeerd in ISO 1:2022 (referentietemperatuur 20 °C) . Voor informatie over het temperatuurgedrag van beeldsensoren zijn de karakteristieke waarden volgens EMVA 1288, beheerd door de European Machine Vision Association , informatief .