Методика поверки «ГСИ. Системы лазерные измерительные XM-60, XM-600» (МП 2511-0004-2020)

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

директора . Менделеева» А.Н.

УТВЕРЖДАЮ

г.

Государственная система обеспечения единства измерений Системы лазерные измерительные ХМ-60, ХМ-600

Методика поверки

Руководитель отдела геометрических измерений

Ведущий инженер отдела геометрических измерений

З.В. Фомкина

Санкт-Петербург

2020

1.1 Настоящая методика распространяется на системы лазерные измерительные ХМ-60, ХМ-600 (далее системы), изготовленные компанией «Renishaw pic.», Великобритания, и устанавливает методы и средства их первичной и периодической поверок.

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

Таблица 1

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

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.

• 2.3. Требования безопасности.

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 компании «Renishaw pic», Великобритания.

• 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. Проведение поверки

При внешнем осмотре должно быть установлено следующее:

• -     комплектность систем соответствует руководству по пользователя;

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

• -     маркировка соответствует руководству пользователя.

При опробовании проверяют функционирование системы в соответствии с требованиями, изложенными в руководстве пользователя.

Для этого подготавливают систему к работе, устанавливают излучатель напротив приемника, подключают ноутбук с программным обеспечением и блок измерений параметров окружающей среды. Включают питание и проверяют наличие лазерного излучения. Включают компьютер, запускают программное обеспечение Renishaw CARTO. Проводят юстировку в соответствии с руководством пользователя, а затем в рабочем окне программы запускают процесс измерений. Плавно перемещая приемник 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. Идентификацию ПО проводят по номеру версии в окне «О программе».

Идентификационные данные ПО должны соответствовать приведенным в таблице 3.

Таблица 3

• 4.4.1. Длину волны в вакууме лазерного излучения He-Ne лазера 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 ТЭТ 2 (далее ТЭТ 2).

Для этого излучатель 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 - излучатель поверяемой системы; 3 - полупрозрачное зеркало; 4 — зеркало; 5 - фотоприемное устройство; 6 - 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

(3)

где f,_m— значение частоты источника лазерного излучения из состава.

Длину волны в вакууме лазерного излучения системы Л_лов вычисляют по формуле

Л,,.—,               (4)

J пов

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

• 4.4.2. Длину волны светодиода определяют с помощью ГЭТ 2 по п. 4.4.1.

Диапазон и абсолютную погрешность измерений линейных перемещений определяют с помощью компаратора лазерного интерференционного тридцатиметрового из состава Государственного первичного эталона единицы длины -метра ГЭТ 2-2010. Для этого необходимо выполнить следующие операции.

• 4.5.1. Излучатель установить на неподвижном основании компаратора лазерного интерференционного тридцатиметрового, входящего в состав Государственного первичного эталона единицы длины - метра ГЭТ 2-2010 (далее компаратора), таким образом, чтобы излучение проходило вдоль оси компаратора.

• 4.5.2. Приемник системы закрепить на каретке компаратора.

• 4.5.3. В соответствии с руководством пользователя 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; 2; 3; 4.

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

(1)

где Хизм - значение линейного перемещения, измеренное системой;

Х_эт — значение линейного перемещения, измеренное компаратором.

Диапазон измерений линейных перемещений должен составлять от 0 до 4 м. Абсолютная погрешность измерений линейных перемещений не должна превышать значений, указанных в таблице 4.

Таблица 4

Диапазон и 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 приемник системы с отражателями на столе поворотном таким образом, чтобы измерение угловых перемещений осуществлялось относительно поперечной оси (тангаж).

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

• 4.6.3. В соответствии с руководством пользователя 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: ±1”, ±5", ±10”, ±20", ±30", ±40", ±50", ±60", ±70", ±80", ±90", ±100".

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

(²)

где а_изл1- значение углового перемещения (тангаж), измеренное системой;

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

• 4.6.6. Закрепить приемник системы с отражателями на столе поворотном таким образом, чтобы измерение угловых перемещений осуществлялось относительно вертикальной оси (рысканье).

• 4.6.7.  Излучатель установить на неподвижном основании на расстоянии (1±0,1) м от оси стола поворотного.

• 4.6.8. В соответствии с руководством пользователя подготовить систему для выполнения угловых измерений.

• 4.6.9. Провести одновременно, при помощи стола поворотного и системы, измерение угловых перемещений в следующих точках диапазона измерений или близким к ним: ±1", ±5", ±10", ±20", ±30", ±40", ±50", ±60", ±70", ±80", ±90", ±100".

• 4.6.10. Определить абсолютную погрешность измерений угловых перемещений (рысканье) Ад для каждого из значений, указанных в п. 4.6.9, по формуле, приведенной в п. 4.6.5.

Диапазон измерений угловых перемещений (тангаж, рысканье) должен составлять ± 100".

Абсолютная погрешность измерений угловых перемещений (тангаж, рысканье) не должна превышать значений, указанных в таблице 5.

Таблица 5

Диапазон и абсолютную погрешность измерений угловых смещений относительно продольной оси (угла поворота) определяют с помощью автоколлиматора из состава Государственного первичного эталона единицы плоского угла ТЭТ 22 (далее стола поворотного). Для этого необходимо выполнить следующие операции.

• 4.7.1. На приемнике системы закрепить плоское зеркало.

• 4.7.2. Излучатель установить на неподвижном основании.

• 4.7.3. В соответствии с руководством пользователя подготовить систему для выполнения угловых измерений.

• 4.7.4. Задавая угловые смещения относительно продольной оси в следующих точках диапазона измерений или близким к ним: ±1", ±5", ±10", ±20", ±30", ±40", ±50", ±60", ±70", ±80", ±90", ±100", провести одновременные измерения угловых смещений при помощи автоколлиматора и системы.

• 4.7.5. Определить абсолютную погрешность измерений угловых смещений относительно продольной оси (угла поворота) А_а для каждого из значений, указанных в п. 4.7.4, по формуле

А -а — а .                (3)

где а_изЛ1- значение углового перемещения, измеренное системой;

а_эт- значение углового перемещения, измеренное с помощью автоколлиматора.

Диапазон измерений угловых смещений относительно продольной оси (угла поворота) должен составлять ± 100".

Абсолютная погрешность измерений угловых смещений относительно продольной оси (угла поворота) не должна превышать значений, указанных в таблице 6.

Таблица 6

Результаты поверки системы оформляются протоколом установленной формы (приложение А). В случае положительных результатов выдается свидетельство о поверке. Знак поверки 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__________, зав. №______________________

Дата поверки_____________________________________________________________

Методика поверки_____________________________________________________

Средства поверки Наименование средств поверки, заводские номера____________________________

Условия проведения поверки

Температура окружающего воздуха________________________________________

Относительная влажность воздуха__________________________________________

Атмосферное давление_________________________________________________

Результаты поверки

• 1.    Внешний осмотр___________________________________

• 2.    Опробование___________________________________________________

• 3.    Результаты идентификации ПО

Номер версии ПО___________________________________

• 4.    Длина волны в вакууме лазерного излучения He-Ne лазера___________

Длина волны лазерного излучения светодиода__________________

• 5.  Определение диапазона и абсолютной погрешности измерений линейных перемещений

Таблица 1. Результаты поверки__________________________________________________

6. Определение диапазона и абсолютной погрешности измерений угловых перемещений (тангаж, рысканье)

Таблица 2. Результаты поверки__________________________________________________

7. Определение диапазона и абсолютной погрешности измерений смещений относительно продольной оси (угла поворота)

Таблица 3. Результаты поверки__________________________________________________

Система лазерная измерительная________, зав.______________________

(годен, не годен, указать причины)

Поверитель__________________________________ _______________

(фамилия, имя, отчество)                                 (подпись)

8