Методика поверки «Государственная система обеспечения единства измерений Системы лазерные измерительные API XD» (МП 2511/0006-2018)

Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева» ФГУП «ВИИИМ им. Д.И. Менделеева»

УТВЕРЖДАЮ

УТВЕРЖДАЮ ^о^Й^^церального директора илУ Д.И. Менделеева»

А.Н. Пронин

> декабря 2020 г.

Государственная система обеспечения единства измерений

Системы лазерные измерительные API XD

Методика поверки

МП 2511/0006-2018

Руководитель отдела трических измерений

(подпись)

’-t н.А. Кононова

Ведущий инженер отдела геометрических измерений

/У'-у?'''' ЗВ. Фомки на (ПОДПИСЬ)

Санкт-Петербург 2020 г.

1.1 Настоящая методика распространяется на системы лазерные измерительные API XD (далее системы), изготовленные «Automated Precision Inc.», США, и устанавливает методы и средства их первичной и периодической поверок.

• 1.2. Интервал между поверками - 1 год.

• 2.1. При проведении поверки выполняют операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1

Допускается проведение поверки в неполном объеме в зависимости от комплектации системы.

Методикой поверки предусмотрена возможность проведения поверки для меньшего числа измеряемых величин.

• 2.2. При проведении поверки системы должны применяться средства измерений, указанные в таблице 2.

Таблица 2

• 2.3. Требования безопасности.

• 2.3.1. При проведении поверки необходимо соблюдать требования безопасности, приведенные в эксплуатационной документации на средства поверки и поверяемую систему.

• 2.4. Условия поверки.

• 2.4.1. При проведении поверки должны соблюдаться условия, соответствующие рабочим условиям эксплуатации эталонных и поверяемых средств измерений.

• 3.1. Перед проведением поверки необходимо ознакомиться с технической документацией «Automated Precision Inc.», США.

• 3.2. Выдержать систему и средства поверки не менее 3 часов при условиях, указанных выше.

• 3.3.  Подготовить систему к работе в соответствии с требованиями эксплуатационной документации.

• 3.4. Подготовить средства поверки к работе в соответствии с эксплуатационной документацией на них.

• 4.1. Внешний осмотр и проверка комплектности.

При внешнем осмотре должно быть установлено следующее:

• -     комплектность систем соответствует руководству по эксплуатации;

• -    отсутствуют механические повреждения, влияющие на правильность функционирования и метрологические характеристики;

маркировка соответствует руководству по эксплуатации.

При опробовании проверяют функционирование систем в соответствии с требованиями, изложенными в руководстве по эксплуатации.

Для этого собирают оптическую схему интерферометра, подключают к нему портативный компьютер с программным обеспечением и блок измерений параметров окружающей среды. Включают питание системы и проверяют наличие лазерного излучения. Включают компьютер, запускают программное обеспечение API Winner. Проводят юстировку в соответствии с руководством по эксплуатации, а затем в рабочем окне программы запускают процесс измерений. Плавно перемещая отражатель вдоль оси измерения, проверяют, что в рабочем окне программы изменяется значение измеряемого перемещения.

Для идентификации программного обеспечения (далее — ПО) систему включают в соответствии с руководством по эксплуатации и проводят идентификацию по номеру версии, отображаемому в меню «Help», в окне «About», и названию файла конфигурации. Файл конфигурации «####.cnf» находится в программной папке «API XD Laser», #### в названии файла должны соответствовать заводскому номеру системы.

Идентификационные данные ПО должны соответствовать приведенным в таблице 3.

Таблица 3

Длину волны лазерного излучения в вакууме определяют с помощью He-Ne/h лазера, стабилизированного по линии насыщенного поглощения в молекулярном йоде 127, и установки для измерения разности частот источников лазерного излучения из состава Государственного первичного эталона единицы длины - метра ГЭТ 2 (далее ГЭТ 2).

Для этого лазерный блок устанавливают на оптический стол, включают оборудование в соответствии с эксплуатационной документацией и проводят юстировку согласно схеме системы гетеродинирования, приведенной на рисунке 1.

1 - He-Ne/h лазера, стабилизированного по линии насыщенного поглощения в молекулярном йоде 127; 2 - лазерной блок поверяемой системы; 3 - полупрозрачное зеркало; 4 - зеркало; 5 - фотоприемное устройство; б - частотомер; 7 - анализатор спектра

Рисунок 1 - Схема системы гетеродинирования

После включения и юстировки необходимо выдержать оборудование во включенном состоянии в течение времени, указанного в эксплуатационной документации, но не менее 30 минут.

После прогрева источников лазерного излучения в режиме стабилизации частоты добиться при помощи юстировки положения зеркал наибольшего значения амплитуды сигнала разностной частоты на экране анализатора спектра. Провести измерения разностной частоты А/, снимая показания с частотомера.

Значение частоты лазерного излучения системы определяют по формуле

АЛ                                                   (I)

где /_эл, - значение частоты источника лазерного излучения из состава.

Длину волны лазерного излучения в вакууме системы вычисляют по формуле

(2) J пив

где с=299792458 м/с - скорость света в вакууме.

Абсолютную погрешность измерений линейных перемещений определяют с помощью компаратора лазерного интерференционного тридцатиметрового из состава ГЭТ 2 (далее компаратора). Для этого необходимо выполнить следующие операции.

• 4.5.1. Блок интерферометра установить на неподвижном основании компаратора таким образом, чтобы излучение лазерного блока проходило вдоль оси компаратора.

• 4.5.2. Подвижный отражатель закрепить на каретке компаратора.

• 4.5.3. В соответствии с руководством по эксплуатации, подготовить систему для выполнения измерений линейных перемещений.

• 4.5.4. Провести одновременно, при помощи компаратора и системы, измерения перемещений в следующих точках диапазона или близким к ним: 0,1; 0,5; 1; 5; 10; 20; 30 м.

• 4.5.5. Определить абсолютную погрешность измерений линейных перемещений Ду для каждого из значений, указанных в п. 4.5.4, по формуле

где Хю» - значение линейного перемещения, измеренное системой;

Хэт -значение линейного перемещения, измеренное компаратором.

Абсолютная погрешность измерений линейных перемещений не должна превышать ±(0,02+0,5-1) мкм, где L - измеряемое перемещение, м.

Абсолютную погрешность измерений угловых перемещений определяют с помощью стола поворотного из состава Государственного первичного эталона единицы плоского угла ГЭТ 22 (далее стола поворотного). Для этого необходимо выполнить следующие операции.

• 4.6.1. Закрепить подвижный отражатель системы на столе поворотном.

• 4.6.2.  Блок интерферометра установить на неподвижном основании на расстоянии (1±0,1) м от оси стола поворотного.

• 4.6.3. В соответствии с руководством по эксплуатации подготовить систему для выполнения угловых измерений.

• 4.6.4. Провести одновременно, при помощи стола поворотного и системы, измерение угловых перемещений в следующих точках диапазона измерений или близким к ним; ±50"; ±100"; ±200"; ±400"; ±600"; ±800".

• 4.6.5. Определить абсолютную погрешность измерений угловых перемещений Д_о для каждого из значений, указанных в п. 4.6.4, по формуле

Да =а_1Ш, -а_зт,                                                          (4)

где а_тч - значение углового перемещения, измеренное системой;

а_зт - значение углового перемещения, измеренное с помощью стола поворотного.

Абсолютная погрешность измерений угловых перемещений не должна превышать ±(1,0+0,1 •£)", где L - расстояние до отражателя, м.

Результаты поверки систем оформляются протоколом установленной формы (приложение А). В случае положительных результатов выдается свидетельство о поверке. Знак поверки в виде наклейки и оттиска клейма наносится на свидетельство о поверке.

В случае отрицательных результатов по любому из вышеперечисленных пунктов система признается непригодной к применению. На нее выдается извещение о непригодности с указанием причин.

Приложение А Форма протокола поверки (рекомендуемая)

Протокол №__________

Система лазерная измерительная API XD модификации_______________________

Зав. №_____________________________________________________________

Дата поверки_______________________

Методика поверки_______________________________________________________

Средства поверки

Наименование средства поверки, его заводской номер________________________

Условия проведения поверки

Температура окружающего воздуха_______________________________________

Относительная влажность воздуха__________________________________________

Атмосферное давление_________________________________

Результаты поверки

• 1. Внешний осмотр____________________________________________________

• 2. Опробование_______________________________________________________

• 3. Подтверждение соответствия программного обеспечения

Номер версии ПО_____________

• 4. Длина волны лазерного излучения в вакууме___________

• 5. Определение абсолютной погрешности измерений линейных перемещений

Таблица 1. Результаты поверки

6. Определение абсолютной погрешности измерений угловых перемещений

Таблица 2. Результаты поверки

Система лазерная измерительная API XD модификации_________________________

(годен, не годен, указать причины)

Поверитель________________________________________ _______

(фамилия, имя, отчество)                                (подпись)

6