eng
Выпуск #2/2018
С.Степанов, С.Тарасов, А.Петров, С.Степанов
Определение предела абсолютной погрешности электронного уровня модели М-050-03
Определение предела абсолютной погрешности электронного уровня модели М-050-03
Просмотры: 2810
Разработана методика калибровки для определения фактической погрешности электронных уровней. Установлено, что электронные уровни модели М-050-03 могут быть использованы в локальной схеме как эталоны 1-го разряда.
УДК 621.923; ВАК 05.11.01; DOI: 10.22184/1993-8578.2018.81.2.138.142
УДК 621.923; ВАК 05.11.01; DOI: 10.22184/1993-8578.2018.81.2.138.142
Инженерно-метрологический центр "МИКРО" выпускает электронный уровень модели М-050-03, который соответствует уровням 2-го разряда согласно "Государственной поверочной схеме для средств измерений отклонений от прямолинейности и плоскостности". Этим уровнем нельзя поверять плиты поверочные гранитные классов 0 и 00, а также линейки с широкой рабочей поверхностью из твердокаменных пород класса точности 0, у которых допуск плоскостности не превышает 2,5 мкм, так как его минимальная погрешность составляет 2 мкм/м. Эта характеристика уровня подтверждается при его ежегодной поверке.
Фактическая погрешность уровня может быть определена при его калибровке. Все ведущие мировые производители средств для линейно-угловых измерений поставляют свои приборы с калибровочным сертификатом, в котором указана их фактическая погрешность и рассчитана неопределенность измерений при использовании.
В 2014 году был принят ГОСТ Р 8.879-2014. "Методика калибровки средств измерений", который введен в действие с 9 января 2015 года, а в 2017 году ВНИИМС разработал методические указания по внедрению ГОСТ Р 8.879-2014. "ГСИ. Методики калибровки средств измерений. Основные требования к содержанию и изложению", поэтому калибровка и определение предела абсолютной погрешности уровня с расчетом неопределенности измерения стала еще более актуальной.
Разработанная методика калибровки распространяется на уровни электронные М-050 модификации М-050-01/02/03 (далее – "уровни") и устанавливает порядок проведения калибровки с целью подтверждения их соответствия рабочему эталону 1-го разряда согласно ГОСТ 8.420-2002. "Государственная поверочная схема для средств измерений отклонений от прямолинейности и плоскостности".
Все подготовительные операции и требования к средствам калибровки изложены в методике калибровки. Основными показателями при калибровке, на основании которых можно сделать вывод о возможности применения уровня для поверки плит и линеек класса 0 и 00, то есть его признания соответствующим эталону 1-го разряда, являются предел абсолютной погрешности δ при прямом и обратном ходе, а также значение неопределенности.
Диапазон измерения уровня М-050 составляет ±1500 мкм/м. Обеспечить абсолютную погрешность 1,5 мкм/м на всем диапазоне измерения, как этого требует поверочная схема, невозможно, поэтому мы ограничимся диапазоном ±100 мкм/м, которого вполне достаточно, чтобы обеспечить измерение отклонений от плоскостности указанных плит и линеек.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛА АБСОЛЮТНОЙ ПОГРЕШНОСТИ УРОВНЯ ПРИ ПРЯМОМ И ОБРАТНОМ ХОДЕ
При проведении калибровки используем экзаменатор 1-го разряда, который выставляем в среднее положение в соответствии с эксплуатационной документацией на него. Калибруемый уровень устанавливаем на столе экзаменатора в продольном направлении до продольного и поперечного упоров. С помощью уровня выставляем стол экзаменатора в горизонт и обнуляем показания уровня и экзаменатора. Далее выполняем следующие шаги:
• поворачиваем стол экзаменатора на 5 мкм/м от нулевого положения в положительном направлении и снимаем показания с электронного блока БИН 2И уровня;
• до показаний экзаменатора 20 мкм/м снимаем показания с электронного блока через каждые 5 мкм/м;
• далее – до показаний экзаменатора 60 мкм/м – через каждые 10 мкм/м;
• далее – до показаний экзаменатора 100 мкм/м – через каждые 20 мкм/м;
• переходим показание 100 мкм/м приблизительно на 20 мкм/м и возвращаемся к отметке 100 мкм/м с другой стороны, после чего снимаем показания на блоке БИН 2И. Далее проходим до нуля с обратной стороны в тех же точках диапазона, что и при прямом ходе;
• повторяем вышеизложенное в отрицательном диапазоне до –100 мкм/м.
Погрешностью уровня в контрольных точках диапазона является разность показаний уровня и экзаменатора. Определение погрешности уровня в контрольных точках диапазона при прямом и обратном ходе выполняем пять раз при условии повторяемости и рассчитываем среднее значение. За предел абсолютной погрешности δ принимаем алгебраическую разность наибольшего и наименьшего средних значений погрешностей в контрольных точках.
Предел абсолютной погрешности δ не должен превышать 1,5 мкм/м.
Результаты проведенной калибровки:
• абсолютная погрешность уровня А – δ = 0,63 мкм/м;
• абсолютная погрешность уровня В – δ = 0,97 мкм/м.
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
Суммарную стандартную неопределенность измерения абсолютной погрешности уровня вычисляем по формуле:
,
где: – стандартная неопределенность (типа А) среднего значения абсолютной погрешности, мкм/м, ;
– среднее арифметическое результатов измерений i-й входной величины;
– стандартная неопределенность (типа В) от дискретности уровня, мкм/м;
– стандартная неопределенность (типа В) от дискретности экзаменатора, мкм/м;
– стандартная неопределенность (типа В) предела допускаемой абсолютной погрешности экзаменатора, мкм/м.
Расширенную неопределенность абсолютной погрешности уровня вычисляем для каждой контрольной точки его калибровочной характеристики по формуле U= uс · k с вероятностью 0,95.
При X–max = 0,46 расширенная неопределенность уровня А X–min = 0,43.
При X–max = 0,43 расширенная неопределенность уровня B X–min = 0,44.
ВЫВОДЫ
Калибровка уровня по разработанной методике позволяет определить фактическое значение погрешности электронных уровней в отличие от поверки, которая подтверждает технические характеристики.
Результаты калибровки показали, что данные электронные уровни модели М-050-03 могут быть использованы в локальной схеме как эталоны 1-го разряда. ■
Фактическая погрешность уровня может быть определена при его калибровке. Все ведущие мировые производители средств для линейно-угловых измерений поставляют свои приборы с калибровочным сертификатом, в котором указана их фактическая погрешность и рассчитана неопределенность измерений при использовании.
В 2014 году был принят ГОСТ Р 8.879-2014. "Методика калибровки средств измерений", который введен в действие с 9 января 2015 года, а в 2017 году ВНИИМС разработал методические указания по внедрению ГОСТ Р 8.879-2014. "ГСИ. Методики калибровки средств измерений. Основные требования к содержанию и изложению", поэтому калибровка и определение предела абсолютной погрешности уровня с расчетом неопределенности измерения стала еще более актуальной.
Разработанная методика калибровки распространяется на уровни электронные М-050 модификации М-050-01/02/03 (далее – "уровни") и устанавливает порядок проведения калибровки с целью подтверждения их соответствия рабочему эталону 1-го разряда согласно ГОСТ 8.420-2002. "Государственная поверочная схема для средств измерений отклонений от прямолинейности и плоскостности".
Все подготовительные операции и требования к средствам калибровки изложены в методике калибровки. Основными показателями при калибровке, на основании которых можно сделать вывод о возможности применения уровня для поверки плит и линеек класса 0 и 00, то есть его признания соответствующим эталону 1-го разряда, являются предел абсолютной погрешности δ при прямом и обратном ходе, а также значение неопределенности.
Диапазон измерения уровня М-050 составляет ±1500 мкм/м. Обеспечить абсолютную погрешность 1,5 мкм/м на всем диапазоне измерения, как этого требует поверочная схема, невозможно, поэтому мы ограничимся диапазоном ±100 мкм/м, которого вполне достаточно, чтобы обеспечить измерение отклонений от плоскостности указанных плит и линеек.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛА АБСОЛЮТНОЙ ПОГРЕШНОСТИ УРОВНЯ ПРИ ПРЯМОМ И ОБРАТНОМ ХОДЕ
При проведении калибровки используем экзаменатор 1-го разряда, который выставляем в среднее положение в соответствии с эксплуатационной документацией на него. Калибруемый уровень устанавливаем на столе экзаменатора в продольном направлении до продольного и поперечного упоров. С помощью уровня выставляем стол экзаменатора в горизонт и обнуляем показания уровня и экзаменатора. Далее выполняем следующие шаги:
• поворачиваем стол экзаменатора на 5 мкм/м от нулевого положения в положительном направлении и снимаем показания с электронного блока БИН 2И уровня;
• до показаний экзаменатора 20 мкм/м снимаем показания с электронного блока через каждые 5 мкм/м;
• далее – до показаний экзаменатора 60 мкм/м – через каждые 10 мкм/м;
• далее – до показаний экзаменатора 100 мкм/м – через каждые 20 мкм/м;
• переходим показание 100 мкм/м приблизительно на 20 мкм/м и возвращаемся к отметке 100 мкм/м с другой стороны, после чего снимаем показания на блоке БИН 2И. Далее проходим до нуля с обратной стороны в тех же точках диапазона, что и при прямом ходе;
• повторяем вышеизложенное в отрицательном диапазоне до –100 мкм/м.
Погрешностью уровня в контрольных точках диапазона является разность показаний уровня и экзаменатора. Определение погрешности уровня в контрольных точках диапазона при прямом и обратном ходе выполняем пять раз при условии повторяемости и рассчитываем среднее значение. За предел абсолютной погрешности δ принимаем алгебраическую разность наибольшего и наименьшего средних значений погрешностей в контрольных точках.
Предел абсолютной погрешности δ не должен превышать 1,5 мкм/м.
Результаты проведенной калибровки:
• абсолютная погрешность уровня А – δ = 0,63 мкм/м;
• абсолютная погрешность уровня В – δ = 0,97 мкм/м.
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
Суммарную стандартную неопределенность измерения абсолютной погрешности уровня вычисляем по формуле:
,
где: – стандартная неопределенность (типа А) среднего значения абсолютной погрешности, мкм/м, ;
– среднее арифметическое результатов измерений i-й входной величины;
– стандартная неопределенность (типа В) от дискретности уровня, мкм/м;
– стандартная неопределенность (типа В) от дискретности экзаменатора, мкм/м;
– стандартная неопределенность (типа В) предела допускаемой абсолютной погрешности экзаменатора, мкм/м.
Расширенную неопределенность абсолютной погрешности уровня вычисляем для каждой контрольной точки его калибровочной характеристики по формуле U= uс · k с вероятностью 0,95.
При X–max = 0,46 расширенная неопределенность уровня А X–min = 0,43.
При X–max = 0,43 расширенная неопределенность уровня B X–min = 0,44.
ВЫВОДЫ
Калибровка уровня по разработанной методике позволяет определить фактическое значение погрешности электронных уровней в отличие от поверки, которая подтверждает технические характеристики.
Результаты калибровки показали, что данные электронные уровни модели М-050-03 могут быть использованы в локальной схеме как эталоны 1-го разряда. ■
Отзывы читателей
