Лабораторная работа

Оптико-механические приборы для измерения длины

(на примере лазерного интерферометра)

Выполнила: студентка ПГС IV-18,

Мовсесян Агнес

Цель работы: приобрести основные навыки работы с оптико-механическими приборами для измерения длины на примере лазерного интерферометра.

Порядок выполнения работы:

1. Описание оптико-механического прибора для измерения длины - лазерного интерферометра;

2. Основные пункты поверки и калибровки приборов;

3. Основные этапы метрологической аттестации средств измерений;

4. Анализ состояния измерений.

Выполнение работы:

1. Описание оптико-механического прибора для измерения длины - лазерного интерферометра;

При измерениях перемещений от долей микрометра до метра ис-

пользуются лазерные интерферометры. В этих приборах производится

сложение двух световых потоков, излучаемых лазером, один из кото-

рых проходит постоянный путь, а второй – путь, зависящий от изме-

ряемого расстояния. Сложение потоков приводит к усилению или ос-

лаблению суммарного потока в зависимости от разности фаз потоков,

т.е. в зависимости от измеряемого расстояния.

На рисунке 3.9 показано устройство лазерного интерферометра.

Лазер излучает световой поток Ф, который разделяется на два потока

(Ф1 и Ф2) с помощью полупрозрачного наклонного зеркала 2.

Поток Ф1, отражаясь от зеркала 2, а затем от зеркала 3, попадает

на фотоэлемент 1. Поток Ф2 проходит через зеркало 2, отражается от

объекта 4, затем от зеркала 2 и попадает на фотоэлемент 1. В фотоэле-

менте 1 потоки складываются, и при изменении расстояния до объекта

4 периодически будет изменяться сигнал (фототок) фотоэлемента.

Число подсчитанных с помощью счётчика 5 периодов k фототока

и перемещение объекта на расстояние х связаны соотношением

x = kl / 2 ,

где l – длина волны света.

При измерении перемещений до 1 м погрешность составляет

0,1 … 1 мкм.

Существуют интерферометры с визуальным отсчётом показаний

по шкале, наблюдаемой в окуляр. В качестве указателя используется

чёрная интерференционная полоса, по обе стороны которой видны

окрашенные полосы убывающей интенсивности. Изменение размеров

объекта контроля или его перемещение вызывает смещение чёрной

полосы относительно отметок шкалы отсчётного устройства, програ-

дуированной в единицах длины.

2. Основные пункты поверки и калибровки приборов;

Поверка средств измерений – это установление органом государственной метрологической службы (или другим официально уполномоченным органом, организацией) пригодности средства измерений к применению на основании экспериментально определяемых метрологических характеристик и подтверждения их соответствия установленным обязательным требованиям.

Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации установлены следующие виды поверки:

· Первичная поверка — поверка, выполняемая при выпуске средства измерений из производства или после ремонта, а также при ввозе средства измерений из-за границы партиями, при продаже.

· Периодическая поверка — поверка средств измерений, находящихся в эксплуатации или на хранении, выполняемая через установленные межповерочные интервалы времени.

· Внеочередная поверка — Поверка средства измерений, проводимая до наступления срока его очередной периодической поверки.

· Инспекционная поверка — поверка, проводимая органом государственной метрологической службы при проведении государственного надзора за состоянием и применением средств измерений.

· Комплектная поверка — поверка, при которой определяют метрологические характеристики средства измерений, присущие ему как единому целому.

· Поэлементная поверка — поверка, при которой значения метрологических характеристик средств измерений устанавливаются по метрологическим характеристикам его элементов или частей.

· Выборочная поверка — поверка группы средств измерений, отобранных из партии случайным образом, по результатам которой судят о пригодности всей партии.

Результатом поверки является:

- подтверждение пригодности средств к применению. В этом случае на него (чаще всего на стекло прибора) и (или) техническую документацию наносится оттиск поверительного клейма и (или) выдается Свидетельство о поверке. Поверительное клеймо – знак установленной формы, наносимый на средства измерения, признанные в результате поверки годными к применении;

- признание средств измерений непригодными к использованию. В этом случае оттиск поверительного клейма и (или) Свидетельство о поверке аннулируются и выписывается Свидетельство о непригодности.

Форма поверительного клейма устанавливается Госстандартом России (ПР 50.2.007-94/31/). На клейме должна содержаться дата проведения поверки (квартал и год), номер регистрационного удостоверения лаборатории на право поверки, идентификационный номер поверителя. В некоторых странах СНГ дополнительно к клейму (у некоторых – взамен его) на стекло манометра наклеивают бумажную этикетку с номером аккредитованной лаборатории и отметкой даты поверки.

Поверка измерительных средств может проводиться:

- в стационарных и передвижных поверочных лабораториях;

- в постоянно или временно действующих специальных поверочных пунктах;

- на месте изготовления или эксплуатации средств измерений.

Средства измерений, согласно Закону Российской Федерации «Об обеспечении единства измерений», не подлежащие поверке, могут подвергаться калибровке при выпуске из производства или ремонта, при ввозе по импорту, при эксплуатации, прокате и продаже.

Калибровка средств измерений (калибровочные работы) – совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и (или) пригодности к применению средства измерений, не подлежащего государственному метрологическому контролю и надзору.

Результаты калибровки позволяют определить действительные значения измеряемой величины, показываемые средством измерения, или поправки к его показаниям, или оценить погрешность этих средств. При калибровке могут быть определены и другие метрологические характеристики.

Возможность аккредитации метрологических служб предприятий на право проведения калибровочных работ более реалистична по сравнению с правом на проведения поверки, где государственные метрологические службы проводят достаточно строгую политику в делегировании своих прав.

И хотя аккредитация на право калибровки более доступна промышленным предприятиям, сам процесс калибровки предъявляет повышенные требования к профессиональной подготовленности специалистов, выполняющих калибровку средств измерений. Это обусловлено тем, что непосредственно сам процесс калибровки гораздо сложнее, нежели разделение средств измерений на вошедших и не вошедших в заявляемый класс точности, а «определение и подтверждения действительных значений метрологических характеристик» требует определенного опыта работы в этой области.

Калибровка средств измерений производится метрологическими службами юридических лиц с использованием эталонов, соподчиненных государственным эталонам единиц величин.

Результаты калибровки средств измерений удостоверяются калибровочным знаком - клеймом, наносимым на средство измерений, или сертификатом о калибровке, а также записью в эксплуатационных документах.

Способы нанесения калибровочных клейм могут быть следующими: ударный, давление на пломбу или нанесение специальной мастики, наклейка клейма в виде деколей, электрографический, электрохимический и другие.

Форма калибровочных клейм метрологических служб предприятий, аккредитованных на право проведения калибровочных работ, устанавливается: прямоугольная – для средств измерений выпускаемых из производства; квадратная – для средств измерений находящихся в эксплуатации и после ремонта.

На клейме должен быть указан условный шифр подразделении, проводившего калибровку, индивидуальный знак калибровщика, квартал и год проведения калибровки.

Возможны следующие варианты организации калибровочных работ:

• предприятие самостоятельно организует у себя проведение калибровочных работ и не аккредитуется ни в какой системе;

• предприятие, заинтересованное в повышении конкурентоспособности продукции, аккредитуется в Российской системе калибровки (РСК) на право проведения калибровочных работ от имени аккредитовавшей его организации;

• предприятие аккредитуется в РСК с целью выполнения калибровочных работ на коммерческой основе;

• предприятия, аккредитовавшиеся на право поверки средств измерений, одновременно получают аттестат аккредитации на право проведения калибровочных работ по тем же видам (областям) измерений;

• метрологические институты и органы Государственной метрологической службы регистрируются в РСК одновременно как органы аккредитации и как калибровочные организации;

• аккредитация предприятия в качестве калибровочной лаборатории в зарубежной калибровочной службе открытого типа.