Методика поверки «ГСИ. Измерители координат струнных отвесов фотоэлектронные» (16-05/002 МП)

Министерство промышленности и торговли Российской Федерации ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

(РОССТАНДАРТ)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «КРАСНОЯРСКИЙ ЦЕНТР СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ» (ФГУ «Красноярский ЦСМ»)

цсм»

С.Л. Шпирко

2020 г.

Инструкция

Г осу дарственная система обеспечения единства измерений

Измерители координат струнных отвесов фотоэлектронные

Методика поверки

с Изменением № 1

16-05/002 МП

Красноярск

2020 г.

Настоящая инструкция распространяется на измерители координат струнных отвесов фотоэлектронные (далее - измерители), удовлетворяющие требованиям технических условий ФАНЕ.401166.001 ТУ, и устанавливает методы и средства их первичной и периодической поверок.

Измерители координат струнных отвесов фотоэлектрические имеют 4 модификации: ФПКС-2М-40, ИКСО-40, ФПКС-2М-100, ИКСО-ЮО. Интервал между поверками - 1 год.

Раздел 1 (измененная редакция, изм. № 1)

В настоящей инструкции использованы следующие нормативные документы:

ГОСТ Р 56069-2018 Требования к экспертам и специалистам. Поверитель средств измерений. Общие требования

ГОСТ 12.2.007.0-75 ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности

Раздел 2 (измененная редакция, изм. № 1)

• 3.1 В настоящей инструкции использованы следующие обозначения: (^хо»Уо)      - результаты измерения точки начала координат (0,0) измерителем;

(^х-г_Р’Угр) - точка вблизи нижней по оси X границы и вблизи верхней по оси Y границы диапазона измерений;

(^хг_Р’У-гр) - точка вблизи верхней по оси X границы и вблизи нижней по оси Y границы диапазона измерений;

и Л₂ - коэффициенты поворота осей координат измерителя;

(х, у)       - преобразованная параллельным переносом и поворотом осей координат изме

рителя точка координат (х, у);

^x-"p^P ~ граничная точка смещения имитатора по оси X на микроскопе, калибраторе;

• - граничная точка смещения имитатора по оси Y на микроскопе, калибраторе;

• - результаты измерений измерителем координат граничных точек диапазона измерений измерителя;

i           - номер измерения координат от 1 до 5;

7          - номер единичного измерения координат от 1 до 5;

к          ■ номер точки измерения смещения координат от 1 до 2 при проведении поверки;

Д_смещ       " величина смещения отвеса от первоначальной точки по координатам микро

скопа;

^хк >Ук      - результаты единичного измерения j измерения i в точке к;

х_к, у_к      ~ среднеарифметический результат измерения координат в точке к; сг^^о-^А^) - случайные составляющие погрешности СИ в точке А:; _Лсист_к *CHCT_fc ■

, 1Х_у - систематические составляющие погрешности СИ в точке к; 4^,4^     - погрешности СИ в точке к.

Подраздел 3.1 (измененная редакция, изм. № 1)

• 3.2 В настоящей инструкции использованы следующие сокращения:

СИ   - средство измерения;

ПО   - программное обеспечение;

MX - метрологические характеристики.

При проведении первичной, периодической и повторной поверки выполняют операции, указанные в таблице 1.

5.1 При проведении поверки применяют средства измерений и вспомогательные устройства, указанные в таблице 2.

Таблица 1 - Операции поверки

Таблица 2 - Средства поверки

Таблица 2 (измененная редакция, изм. № 1)

• 5.2 Допускается применение других средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик с требуемой точностью.

• 5.3 Применяемые средства измерений должны иметь действующие свидетельства о поверке.

К проведению поверки допускают поверителей, аттестованных по ГОСТ Р 56069, изучивших настоящую инструкцию и руководство по эксплуатации измерителей, имеющих стаж работы по данному виду измерений не менее одного года.

Раздел 6 (измененная редакция, изм. № 1)

• 7.1 При проведении испытаний соблюдают требования безопасности электрических испытаний и измерений согласно ГОСТ 12.3.019 и требования безопасности электрических контрольно-измерительных приборов согласно ГОСТ Р 51350.

• 7.2 Процесс проведения поверки не относится к вредным условиям труда и не наносит вред окружающей среде.

Рис.1 (исключен, изм. № 1)

• 8.1 При проведении поверки соблюдают следующие условия:

• - температура окружающего воздуха, °C 20 ±5;

• - атмосферное давление, кПа             от 84,0 до 106,7;

• - относительная влажность воздуха, % от 30 до 80;

• - напряжение питающей сети, В

  220 ±10%;

  50 ±1.

• - частота питающей сети, Гц *- При применении КССО-50-01 от 5 до 25 °C.

Подраздел 8.1 (измененная редакция, изм. № 1)

• 8.2 Не допускается устанавливать измерители в местах, где возможна конденсация влаги на оптических поверхностях фотооптических датчиков и попадание прямых солнечных лучей или искусственного освещения в оптическую систему датчика.

• 9 ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ

При необходимости очистки наружных оптических поверхностей от пыли рекомендуется использовать воздушную струю из резинового баллончика или удалить беличьей кисточкой. Жировые пятна (например, следы от пальцев) удалить ватным тампоном, смоченным спиртоэфирной смесью (50 % спирта по ГОСТ 18300, 50 % эфира по ГОСТ 8981). После чего осторожно, без нажима, протереть поверхность мягкой салфеткой (например, фланелевой) от центра к краю. В труднодоступных местах оптические поверхности рекомендуется чистить ватой, навернутой на костяную или деревянную палочку и смоченной спиртоэфирной смесью.

• 9.2.1 Стенд на основе микроскопа

Собрать рабочее место, руководствуясь чертежом общего вида (см. рис. 1) и схемой соединений (см. рис. 2).

Имитатор струны крепим к окуляру микроскопа и позиционируем таким образом, чтобы его игла находилась в центре поля зрения измерителя.

Необходимо убедиться в отсутствии посторонних предметов между фотооптическими датчиками и имитатором струны.

• 9.2.2 Стенд на основе калибратора.

Применять только для ФПКС-2М-40, ИКСО-40 на местах их установки.

Собрать рабочее место, руководствуясь чертежом общего вида (см. рисунок 1) и схемой соединений (см. рисунок 2).

Рисунок 1 - Общий вид измерителя (ФПКС-2М-40, ИКСО-40), вид сверху

1- Фотоэлектронный датчик, 2 - Блок электроники, 3 - Зона измерения, 4 - Объект измерения, 5 -Источник подсветки, 6 - Несущая конструкция, 7 - Кабель связи-питания, 8 - Кабель соединительный, 9 - Цепь подогрева, 10 - Элементы крепежа несущей плиты к опорной плите.

г

Рисунок 2 - Схема соединений

Примечания:

• 1. Соединители 1, 2, 3, 4 входят в состав поверочного комплекта.

• 2. АРМ — автоматизированное рабочее место

Калибратор типа КССО-50-01, установить на предусмотренные конструкцией приборов посадочные опоры (для горизонтально расположенных приборов) или гнезда несущей стенки держателей приборов (для приборов расположенных вертикально), приложение Б.

Плита калибратора поджимается фиксирующей гайкой либо винтом (в зависимости от конструкции). Момент затяжки не более 5 Н/м.

Конструкция держателя измерителя и калибратора позволяет совмещать центры зоны измерения и зоны перемещения имитатора струны калибратора с достаточной точностью.

Рабочая струна створа (или отвеса) при поверке отводится из поля зрения оптики измерителя.

Подраздел 9.2 (измененная редакция, изм. № 1)

• 10 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

При внешнем осмотре устанавливают отсутствие повреждений и дефектов, ухудшающих внешний вид измерителя, и комплектность изделия в соответствии с руководством по эксплуатации.

• 10.2.1 Включить компьютер. Выбрать папку «ИКСО-конфигуратор», запустить программу «ИКСО-конфигуратор V2.4.0.35».

• 10.2.2 На экране монитора появится главное окно, приведенное на рисунке 3.

В поле «Адрес» установить значение (от 1 до 247) указанное в сопроводительном документе.

В случае проведения первичной поверки установить единицу (заводская установка).

Если адрес прибора не известен, следует произвести операцию «Поиск адреса» в соответствии с Руководством по эксплуатации.

• 10.2.3 Для проведения измерений нужно нажать кнопку «Чтение координат» (посредством подведения курсора к кнопке и нажатия левой кнопки устройства «мышь»). В полях справа от кнопки должны появиться координаты положения отвеса (имитатора).

  

Рисунок 3 - Главное окно

1 - Кнопка включения питания, 2 - Выбор порта связи, 3 - Адрес опрашиваемого датчика,

4 - Поиск адрес датчика, 5 - Кнопка команды назначения адреса датчику, 6 - Новый назначаемый адрес, 7 - Идентификатор датчика, которому назначается новый адрес, 8 - Кнопка команды получения идентификатора, 9 - Кнопка команды чтения контрольной суммы прошивки, 10 - Кнопка команды получения координат, 11 - Кнопка команды получения пиксельных координат, 12 - Поле отображения текущих координат, 13 - Кнопка команды пин

га, 14 - Кнопка команды сброса, 15 - Кнопка команды получения дополнительной информации, 16 - Протокол работы

Подраздел 10.2 (измененная редакция, изм. № 1)

• 10.3.1 Для запроса версии ПО устройства нижнего уровня в окне проведения измерений (см. рис. 3) нажать кнопку «Получить Device ID». Принятый ответ должен быть как на рис. 4.

  

Рисунок 4 — Окно версии ПО устройства

Подраздел 10.3 (измененная редакция, изм. № 1)

• 10.3.2 Для контроля состояния частей ПО, подлежащих метрологическому контролю и рассчитываемого как 16-разрядная контрольная сумма (CRC), нажать кнопку «Чтение CRC». В поле справа от кнопки принятый ответ должен быть следующего содержания: «3665».

• 10.4.1 Главным фактором, влияющим на недостоверность результатов поверки, является смещение и не параллельность осей координат эталонного прибора (микроскопа, калибратора) и измерителя. До проведения измерений для проверки характеристик измерителя, исключают указанное влияние следующим образом:

При проведении поверки на микроскопе:

• - устанавливают измеритель в точку (%₀ = о,у_о = 0) мм с точностью ±0,10 мм и определяют значение координат как среднеарифметические значения 5-ти единичных измерений по формуле (11.1);

• - устанавливают по осям микроскопа измеритель в точки координат вблизи границ диапазона измерений (х__гр,у_гр) и (х_гр,у__гр), где для модификаций ФПКС-2М-40 и ИКСО-40 граничное значение равно 19 мм, а для модификаций ФПКС-2М-100 и ИКСО-ЮО 49 мм, и производят измерения;

• - рассчитывают коэффициенты поворота осей А_г и Д₂ по формулам (11.2). Преобразование измеренных координат (х,у) в координаты (х, у) осуществляют по

формулам:

х = Л₁х(х-х₀)-Д₂х(у-у₀)                             (10.1)

у = А₂ х (х - х₀) + А_г х (у - у₀)

При проведении поверки с использованием калибратора:

• - имитатор струны по осям X, Y устанавливают на 25 миллиметров от «нулевого» состояния микрометрических головок, что будет примерно соответствовать центру зоны измерений, и определяют значение координат как среднеарифметические значения 5-ти единичных измерений по формулам (11.1);

• - последовательно имитатор струны по осям X, Y устанавливают в точки (х__гр, у_гр) и (хгр,У-гр), ^гДе для модификаций ФПКС-2М-40 и ИКСО-40 граничное значение равно 19 мм (от центра), и производят измерения;

• - рассчитывают коэффициенты поворота осей и А₂ по формулам (11.2). Преобразование измеренных координат (х,у) в координаты (х, у) осуществляют по

формулам (10.1).

Пункт 10.4.1 (измененная редакция, изм. № 1)

• 10.4.2 Контроль MX СИ проводят в 2 (двух) точках декартовой системы координат:

• - для модификаций ФПКС-2М-40 и ИКСО-40 для смещений (10,-10), (-10,10);

• - для модификаций ФПКС-2М-100 и ИКСО-ЮО для смещений (25,-25), (-25,25). Результаты измерений представляют по форме, приведенной в таблице 3.

Таблица 3 - Форма представления результатов измерений

⁰ -Д_смещ равна 10 для ФПКС-2М-40 и ИКСО-40 и равна 25 для ФПКС-2М-100 и ИКСО-ЮО.

• 10.4.2.1 Контроль случайной составляющей погрешности СИ

Проводят в каждой точке смещения к= 1,2 по 5 (пять) измерений, при каждом измерении проводят по 5 (пять) единичных измерений. Расчет случайных составляющих погрешности СИ сг(д^) и о-(А^) производят по формулам (11.4). Значение случайных составляющих погрешности СИ в каждой точке не должно превосходить значения соответствующей модификации, приведенного в таблице 4.

• 10.4.2.2 Контроль погрешности СИ

Погрешность СИ определяют как суперпозицию случайной и систематической составляющих погрешности СИ. Расчет систематических погрешностей Д™^СТ/с,Д^^ИСТк и погрешностей СИ производят по формулам (11.6) и (11.7). Значение погрешностей СИ в каждой точке не должно превосходить значения соответствующей модификации, приведенного в таблице 4.

• 11.1 Результат измерения координат в точке (х₀ = 0,у₀ = о)вычисляют по формулам:

Х_О = |Sy=iXy, Уо = ^=1Уг                                         (11-1)

• 11.2 Коэффициенты поворота осей координат измерителя А_г и А₂ рассчитывают по формулам:

Таблица 4 - Допускаемые значений погрешностей СИ

Таблица 4 (измененная редакция, изм. № 1)

А_г = cos (<р),

Л₂ = sin (<р);

где (р находится из уравнения:

/ ,.изм_х микр _изм МИК / У-гр^{х х}-гр ^+х-гр^хУ-гр

_VH3M_X микр , изм микр Х_гр ^х Х__Гр т_у__Гр X у__Гр

/_г^мр^икр\ микр I гр /

(р = arctan

Подраздел 11.2 (измененная редакция, изм. № 1)

• 11.3 Случайные составляющие погрешности СИ в точках k = 1, 2 вычисляют по формулам:

  

Подраздел 11.3 (измененная редакция, изм. № 1)

• 11.4 Погрешность СИ в точке Л= 1,2 вычисляют по формулам:

  где

  

  _ЛСИСТ_к

  %к ^смещи

  

  д;^ист*= у_к - д

  смещ-

  (И.6)

  (И.7)

• 12.1 На основании положительных результатов по пунктам раздела И выписывают свидетельство о поверке измерителя, наносят поверительные клейма в соответствии с приказом Минпромторга РФ от 2 июля 2015 г. № 1815.

• 12.2 В случае отрицательных результатов поверки измеритель признается непригодным к дальнейшей эксплуатации и на него выдают извещение о непригодности с указанием причин.

Раздел 12 (измененная редакция, изм. № 1)

Н.М. Лясковский

С.Г. Пурнов

Приложение А

(обязательное)

Рисунок А.1 - Имитаторы струны

Упор сферический 0 10

\ 6 отверстий 06

Рисунок А.2 - Плита поверочная ФАНЕ.301313.001 для ИКСО-40, ФПКС2М-40

Приложение А (добавлено, изм. № 1)

Стенка несущая

Плита калидратора

ИКСО-^О

Зона калибратоа

Игла имитатора струны /

Опоры крепления (регулировка по высоте, установка вертикали оси Y)

Зона измерения ИКСО-ЬО в плоскости оптических осей

Микрометрические головки

Болты регулировки

(азимут, расстояние до струны)

(справочное)

Пример определения погрешностей СИ при поверке

В.1 Расчет коэффициентов преобразования координат измерителя (для ФПКС-2М-40 или ИКСО-40)

Таблица В.1 — Данные расчета коэффициентов преобразования коорлинат

Значения коэффициентов      ^1  1,008898

Л₂= -0,003309

В.2 Оценка случайной составляющей погрешности СИ и погрешности СИ

Таблица В.2 — Расчет характеристик погрешности СИ при поверке

Продолжение таблицы В.2

Продолжение таблицы В.2

Окончание таблицы В.2

± о-(Л) = 0,009

± А = 0,025

13 из 13