СИСТЕМА ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ, ХРАНЕНИЯ ЕДИНИЦЫ ДЛИНЫ И ПЕРЕДАЧИ ЕЕ РАЗМЕРА СРЕДСТВАМ ИЗМЕРЕНИЙ ОТКЛОНЕНИЙ ОТ ПЛОСКОСТНОСТИ

АННОТАЦИЯ

Системы воспроизведения и хранения единицы длины и передачи ее размера в области измерений конкретных поверхностей имеют, как правило, четыре разряда: специальный эталон, эталонные меры 1-го разряда, рабочие эталоны второго разряда, эталонные меры 3-го разряда, рабочие средства измерений. Хотя, в общем случае, количество разрядов определяется такими факторами, как общее количество применяемых средств измерений и т.д. и может отличаться от четырех.

Ключевые слова: поверочная схема, рабочий эталон, средства измерений.

Воспроизведение, хранение единицы длины и передача ее размера в области измерения отклонения формы номинально плоских поверхностей регламентировано в ГОСТ 8.420 [1]. Государственная поверочная схема для средств измерений отклонений от прямолинейности и плоскостности была впервые разработана УНИИМом в конце 80-х годов прошлого века. В основу поверочной схемы положен специальный эталон, принцип действия которого основан на механическом ощупывании материальной меры. Единица длины, воспроизводимая с помощью специального эталона, согласовывается с единицей длины, воспроизводимой с помощью первичного эталона единицы длины по МИ 2060 [4]. Диапазон воспроизведения локальных отклонений формы государственного специального эталона от прямолинейности составляет 0-50 мкм, для поверхностей длинной 0-5 м, с неопределенностью типа А не более 0,1 мкм и неопределенностью типа В не более 0,06 мкм.

Государственная поверочная схема включает в себя следующие поля: поле государственного специального эталона, рабочие эталоны 0 разряда, рабочие эталоны, заимствованные из других поверочных схем: рабочие эталоны, заимствованные из государственных поверочных схем плоского угла по ГОСТ 8.016-81 [2] и государственных поверочных схем длины по МИ 2060-90 [4], рабочие эталоны 1,2 и 3- го разрядов и рабочие средства измерений. Государственный специальный эталон обеспечивает передачу размера единицы длины рабочим эталонам 0 разряда. В качестве рабочего эталона 0 разряда применяют комплексы средств измерений, состоящие из твердокаменного моста длиной рабочей поверхности от 3 до 4 м и оптической измерительной системы, включающей два автоколлиматора, измерительную каретку с двумя зеркальными отражателями и механизм перемещения каретки.

В качестве рабочего эталона из других поверочных схем заимствованы рабочие эталоны плоского угла и плоскопараллельные концевые меры длины. Необходимость введения поля эталонов плоского угла в поверочную схему обусловлено применением в практике апланометрии приборов непосредственно предназначенных для измерения углов - автоколлиматоров с измерительными каретками, электронных уровней и микронивелиров.

Необходимость введения поля эталонов длины по МИ 2060 [4] обусловлено необходимостью выполнения дополнительных поверочных операций для поверки плоскостности опор измерительных кареток, на которые при измерениях устанавливают уровень или отражатель автоколлиматора, так как отклонение от плоскостности опор измерительной каретки может явиться источником дополнительной составляющей сделать погрешности системы измерений.

Рабочий эталон 0 разряда применяют для передачи размера единицы длины рабочего эталона 1- го разряда методом прямых измерений и рабочим эталонам 2- го разряда методом сличений с помощью компаратора (измерительной головки с ценой деления от 0,2 до 1,0 мкм со специальным приспособлением), а также высокоточным рабочим средствам измерений (автоматических автоколлимационных и гравитационных приборов и лазерных интерферометров).

В качестве рабочего эталона 1- го разряда применяют оптические линейки, автоматические автоколлимационные и гравитационные приборы, автоколлиматоры с измерительной кареткой с ценой деления 0,2" и 0,2" и электронные уровни с ценой деления 0,1" и 0,2". Рабочий эталон 1- го разряда применяют для передачи размера единицы длины рабочего эталона 2- го разряда прямым и косвенным методами и высокоточных рабочих средств измерений (поверочные линейки типов ШП- ТК, ШМ, ШМ- ТК, УТ- ТК классов точности 0 и 00, поверочные плиты классов точности 0 и 00 и др.).

В качестве эталонов 2-го разряда применяют автоколлиматоры и электронные уровни в комплекте с измерительной кареткой, микронивелиры типа МН-2, а также меры отклонения от прямолинейности и плоскостности: брусковые уровни, инструментально-поверочные блоки из твердокаменных пород, поверочные линейки и поверочные плиты. Рабочий эталон 2-го разряда применяют для передачи размера единицы длины рабочего эталона 3-го разряда и рабочих средств измерений. Передача размера единицы длины осуществляется прямым методом и методом сличения с помощью компаратора. В качестве эталонов 3-го разряда применяют поверочные линейки, оптические плоскомеры, гидростатические уровни и инструментально-поверочные блоки типа ИПБ. Рабочий эталон 3-го разряда применяют для передачи размера единицы длины рабочих средств измерений методом сличения при помощи компаратора или методом прямых измерений.

При передаче размера единицы длины в области измерений отклонений формы присутствуют два основных аспекта: проверка воспроизведения исходной координатной поверхности и проверка точности измерений расстояний между реальной и исходной координатной поверхностью.

Во всех случаях, когда рабочий эталон поверяют по эталонной мере прямолинейности, основной поверочной операцией является прямое измерение профиля рабочей поверхности твердокаменного моста эталона. Главной целью этой операции является установление правильности воспроизведения поверяемым прибором исходной прямой линии. При этом не существенно, для реализации какого метода применяют поверяемые приборы. Установление правильности воспроизведения прибором прямой линии осуществляется измерение параметров поверхности, отклонение формы которой известно с необходимой точностью [3].

Измерение отклонений от прямолинейности и плоскостности с помощью специализированных средств измерений основано на сравнении формы проверяемой поверхности с исходной прямой или плоскостью, воспроизведенной каким-либо физическим методом.

Список литературы:

1. ГОСТ 8.420-2002 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений отклонений от прямолинейности и плоскостности.
2. ГОСТ 8.016-81 ГСИ. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений плоского угла.
3. Леонов В.В. Анализ методов измерений отклонений от прямолинейности и плоскостности поверхностей. - М.: Изд-во стандартов. - 1982, — 248 с.
4. МИ 2060 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений длины в диапазоне от 1/1000000 до 50 м и длин волн в диапазоне от 0,2 до 50 мкм.