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工作用玻璃线纹尺校准方法研究及应用

发布时间:2023-01-12 来源:本站关键词标签:

夹层玻璃线尺由玻璃做成,表层精确刻着等间隔平行线的长度精确测量和精准定位元器件,间隔一般为1mm,0.1mm或0.01mm,用以长度计量量值传递,广泛用于各个数量单位、研究室和精密模具加工工厂的计量室和生产车间。本课题研究工作中夹层玻璃线尺就是指级别分辨不符《高等级线尺检定规程》(JJG73-2005)[1]所需要的夹层玻璃线纹尺。e106b4ee-64ad-11ed-8abf-dac502259ad0.png

伴随着长度技术专业精确测量对实际操作便捷性规定的高速发展,越来越多光学设备,如投影机、图象检测仪、电子光学轮廓仪等,被用来日常精确测量主题活动。因为光学元件计算出来的特性,设备生产厂家将夹层玻璃线尺做为通过自学机器设备发放给具体公司,以认证光学仪器系统稳定性。因而,越来越多工作中夹层玻璃线尺必须追朔。

因为《线纹计量器具检定系统》(JJG2001-1987)[2]要求尽量避免传送阶段。夹层玻璃线尺的级别仅有一等和二等,并没有额外级别。现阶段,仅有中国计量科学研究院和华东国家计量测试中心两国追朔企业有着激光干涉比长计,可以进行一等和二等规范夹层玻璃线尺的认证。工作中夹层玻璃线尺的消费者遭遇可追溯性长、路程长、分辨要求严格、可追溯性达标等具体可追溯性艰难。

本研究课题了线尺的可追溯性原理、校正标准器的挑选较为、精确测量相关因素的描述与控制,制订了工作中夹层玻璃线尺的校准规范,增强了我国计量检测系统软件二级下列夹层玻璃线尺的传送阶段,完成了工作中夹层玻璃线尺的校正主题活动,以适应市场中日益持续增长的可追溯性要求。

#1线纹尺追溯原理#

经查,现阶段俩家我国检定机构组织开展了一流的二等线纹尺计量检定标准器要在激光器影响比长仪做为测量基准的前提下自主开发的。其核心测试原理是依据激光器影响比长仪的光学测量方法与光学光学显微镜做为刻度瞄准装置开展读值。该设备结构复杂,投资额大,用以商业服务校准机构玻璃线纹尺校正是不太可能的。

因而,根据《高等别线纹尺检定规程》(JJG73-2005)[1]科学研究高别线纹尺的计量检定原理和计量检定标准器的需求,确定创建工作中夹层玻璃线纹尺校正所需要的全部检测装置系统软件。此系统最少要包含达到量值传递标准的测长系统软件作为主要标准器,以校正工作中标准器检测范围的两端对齐看准系统及操作台辅助标准器。

#2采用标准器做为测长系统软件#

如同文上述,工作中夹层玻璃线尺是投影机、图象检测仪、光学显微镜等光学仪器的配套设施通过自学机器设备,发放给具体公司,查验光学仪器系统稳定性。一般情况下,依据设备生产厂家所提供的检测精度或企业内控规定,以上光学仪器全面的容许差从几微米到十μm不一,一般是±10μm。为保证配套设施工作中夹层玻璃线尺能够满足认证必须,马上分辨常用光学仪器性能,依据检测仪器特点点评(JJF依据1094-2002)[3]的相关规定,例线纹尺的校正测量不确定度≤1/3光学设备的主要误差值,最好是≤3μm。可以作为测长系统软件标准的标准器的容许范畴应好于±1μm,换句话说,应该选择做到纳米测量精度机器设备。

研究表明,干涉仪的测试原理是由分光镜将激光分两种方法,一种是发送给探测仪,另一种是进到挪动反射镜片反射面回探测仪,根据精确测量激光光路长度的改变来调节干预光线的相对性相位差,进而产生相长干预和相消干涉的循环系统,可能会导致累加光线强度明暗度周期性变化,如下图1所显示,精密度维持在±0.05×10-6之内,远远高于精确测量规定。

干涉仪还能够精确测量平整度、线形、小角度、挪动间距、综合性应用领域、产品成本等。精度等级为0~30m干涉仪被选为测长标准,即夹层玻璃线纹尺的主标准器。

在实验环节中,发觉激光干涉器受环境温度、环境湿度、空气中的光的折射等多种因素,所以在测量值影响因素中,将上级领导可追溯性的总体精确测量可变性做为激光干涉器不确定性引进[4],即激光干涉器示值误差造成的要求可变性为1m位移拓展可变性为0.4μm,标准不确定度得其半宽,即0.2μm。

#3选择工作服务平台#

依据干涉仪工作原理,务必选择一个可以挪动夹层玻璃线尺并更改激光光路的渠道来获取测量值。重量认证工作原理是均衡只做为电子衡器和显示仪表,不参加规范净重和校正重量总数传送全过程,但必须满足电子衡器生成不确定性≤1/6院校权重值最大允许误差规定[5]。依据权重认证基本原理,移动工作平台在运动过程中需要歪斜平面图(图2),为此操作台的平整度必须保持在±0.5μm范围之内。

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试验室可以实现移动工作平台拉线位移传感器滑轨、投影机、图象检测仪、视觉效果光学显微镜、通用性工具显微镜、测长仪等,较大干涉仪300mm评价和精确测量范围之内结论如表1所显示。

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由表1能够得知,除开卷尺验证平台、大理石平板和投影机外,试验室已有的拉线位移传感器滑轨、图象检测仪、视觉效果光学显微镜、通用性工具显微镜和测长仪都可以成为作业平台。

#4采用标准器做为看准系统软件#

工作中夹层玻璃线纹尺的校正必须在原始位置和方向精确测量位置标记两端对齐线纹标尺的左边或右端。基本挑选5台可以作为作业平台的机器:

(1)拉线位移传感器滑轨无瞄准装置;

(2)测长仪是一种端度测量仪器,难以实现线纹检测的刻度看准;

(3)体视显微镜在垂直方向静态测量,滑轨竖直挪动,难以实现看准。

工作中夹层玻璃线纹尺的线纹精确测量必须表层鉴别。要实现所看即测量的读值,要另外加上CCD读值设备,因为图象检测仪和通用性工具显微镜可以作为看准全面的替代选择,拉线位移传感器滑轨或测长仪组装CCD现在还没有考虑到看准系统软件的解决方案。

依据图象检测仪和通用性工具显微镜的看准偏差,挑选200个mm二等夹层玻璃线尺做为检验目标,采用50mm,100mm,200mm三个测量点,每一个点依次进行10次单独的可重复性实验,共3组,实验标准偏差结论如表2图示。

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依据表2的检测结果,图象检测仪和通用性工具显微镜不确定性分别是0.52μm和0.06μm,都可达到1/3夹层玻璃线纹尺误差值的需求。

#5明确精确测量过程的可变性

相关因素#

从产品自已的变大系统及观查便捷性来说,预测分析反复检测结果应好于通用性工具显微镜,实验过程中务必有非常大的精确测量可变性相关因素,结论完全不一样,因而精确测量过程的可变性相关因素,发觉:

(1)实验中常用的图象检测仪的最低读值为1μm,通用性工具显微镜为0.1μm,看准环节中造成约0.5μm因而,在允许的情况下,最少读值最少应是0.1μm图象检测仪做为看准标准器。

(2)图象检测仪的摆放自然环境为一般温度控制室,通用性工具显微镜的摆放自然环境为环境温度(20)±2)℃,环境湿度(50±5)%的测量室