Разработка методики калибровки

Метрологические характеристики рабочих средств измерений должны соответствовать требованиям ГОСТ 8.009-84. Погрешность рабочих средств измерений следует характеризовать пределом допускаемой погрешности средств измерений.

Форма выражения погрешности  образцовых и рабочих средств  измерений в одной поверочной схеме по возможности должна быть одинаковой.

Наименования средств  измерений, их номинальные значения или диапазоны значений физических величин и погрешности, указываемые в поверочной схеме, должны соответствовать:

- для эталонов - установленным  в результате их утверждения  в соответствии с требованиями  ГОСТ 8.372-80;

- для образцовых средств измерений - указанным в государственных стандартах, устанавливающих технические требования, или свидетельствах об их метрологической аттестации;

- для рабочих средств  измерений - установленным в государственных  стандартах технических требований (технических условиях) на эти средства.

Наименования и обозначения  физических величин и их единиц должны соответствовать ГОСТ 8.417-81.

Методы поверки средств  измерений, указываемые на поверочной схеме, с целью унификации должны соответствовать одному из следующих общих методов:

- непосредственное сличение (т. е. без средств сравнения);

- сличение при помощи  компаратора или других средств  сравнения;

- метод прямых измерений;

- метод косвенных измерений.

При указании метода поверки  допускается в текстовой части отражать специфику поверки средств измерений.

Если при поверке  проводят градуировку средств измерений, это указывают в тексте.

Под наименованием метода поверки указывают допускаемое  значение погрешности метода поверки.

Способы графического изображения  ступени передачи размера единицы указаны в таблице.

Наименование государственного эталона заключают в прямоугольник, образованный двойной линией. Наименования вторичных эталонов (эталонов-копий, эталонов сравнения, рабочих эталонов), а также образцовых и рабочих средств измерений заключают в прямоугольники, образованные одинарной линией. Наименования методов поверки заключают в горизонтальные овалы, которые располагают между наименованиями объектов поверки и средств измерений, от которых передают размер единицы.

2.2 Составление  локальной поверочной схемы

 

Образцовые средства измерений 1-го разряда 

В  качестве  образцовых  средств  измерений 1-го  разряда  применяют  плоскопараллельные концевые меры длины в диапазоне от 0,1 до 1000 мм. Доверительные  абсолютные  погрешности  δ  образцовых  средств  измерений 1-го  разряда при доверительной вероятности 0,99 составляют от (0,02 + 0,2L) мкм до (0,05 + 0,5L)  мкм. 

Образцовые средства измерений 1-го разряда применяют  для поверки образцовых  2-го  разряда  и  рабочих  средств  измерений  методом  прямых  измерений  и  сличением  при  помощи компаратора.

Образцовые средства измерений 2-го разряда 

В качестве образцовых средств  измерений 2-го разряда применяют  установки для  поверки  измерительных  головок  в  диапазоне от 0,1 до       10 мм,  установки  для  поверки  измерительных  преобразователей  и  приборов в динамическом  режиме  в диапазоне от 0,005 до 0,2 мм, плоскопараллельные концевые меры длины в диапазоне от 0,1 до 1000 мм, приборы для  поверки средств  измерений  внутренних размеров  в  диапазоне от 1 до 200 мм и измерительные  кольца в диапазоне от 1 до       160 мм. 

Доверительные  абсолютные  погрешности  δ  образцовых  средств  измерений 2-го  разряда при доверительной  вероятности 0,99 составляют от 0,04 до 2 мкм и (0,1 + 1L) мкм. 

Образцовые средства измерений 2-го разряда применяют  для поверки образцовых  3-го  разряда и рабочих  средств  измерений сличением  при  помощи  компаратора  и методом  прямых измерений. 

Образцовые средства измерений 3-го разряда.

  В  качестве  образцовых  средств  измерений  3-го  разряда  применяют   плоскопараллельные  концевые  меры  длины  и  измерительные   системы  гибких  производственных  модулей в диапазоне от 0,1 до 1000 мм, измерительные кольца в диапазоне  от 1  до 160 мм и приборы для поверки средств измерений внутренних размеров в диапазоне от 1 до  200 мм.  Доверительные абсолютные  погрешности δ образцовых  средств измерений 3-го  разряда при доверительной вероятности 0,99 составляют от (0,1 + 1L) до (0,02 + 2L) мкм. 

Образцовые средства измерений 3-го разряда применяют  для поверки образцовых  4-го  разряда  и  рабочих  средств  измерений  методом  прямых  измерений  и  сличением  при  помощи компаратора. 

Образцовые средства измерений 4-го разряда.

В  качестве  образцовых  средств  измерений 4-го  разряда  применяют  плоскопараллельные концевые меры длины в диапазоне от 0,1 до 1000 мм, приборы для поверки  индикаторов и индикаторных нутромеров в диапазоне от 0 до 10 мм и измерительные кольца в  диапазоне от 1 до 160 мм.

Рабочие  средства  измерений 1-й   части. 

В  качестве  рабочих  средств  измерений  применяют  спектрометры  и  спектрофотометры  в  диапазоне от 0,2 до 50 мкм,  частотно-стабилизированные  лазеры  непрерывного  излучения  и  частотно-стабилизированные  и  нестабилизированные  лазеры  непрерывного излучения - меры длин волн в диапазоне от 0,4 до 11 мкм, измерители длин волн  лазеров  непрерывного  излучения  и  лазерные  спектрометры  в  диапазоне от 0,4 до 11 мкм,  измерители  длин волн  лазеров импульсного излучения и лазеры импульсного излучения в диапазоне от 0,4 до 1,2 мкм. 

Доверительные  относительные  погрешности  δ₀  частотно-стабилизированных лазеров повышенной  точности  и стабильности  при доверительной вероятности 0,99  составляют от 1 · ^10-10  до 3 · 10^-8 .  Пределы допускаемых относительных погрешностей  ∆₀  рабочих средств измерений составляют от 3 · 10^-8  до 1 · 10^-2. 

Рабочие  средства  измерений 2-й   части.

В  качестве  рабочих  средств  измерений  применяют  измерители  линейных  перемещений в диапазоне от 0,01 до 30000 мм, штриховые меры  длины в диапазоне от 0,1 до 2000  мм классов точности 0; 1; 2; 3; 4; 5.

Пределы  допускаемых  абсолютных  погрешностей  ∆  рабочих  средств  измерений  составляют от 0,05 мкм до 14 мм. 

Рабочие  средства  измерений 3-й   части.

В качестве рабочих средств  измерений применяют плоскопараллельные  концевые  меры  длины в  диапазоне  от 0,1 до 1000 мм  классов точности 00; 01; 0,1; 2; 3; 4; 5; контактные  интерферометры  с  ценой  деления от 0,02 до 0,2 мкм;   установочные кольца в диапазоне от 1 до        160 мм; установочные концевые  меры,  проволочки  и  ролики  для  измерений  среднего  диаметра  резьбы; принадлежности  к  концевым мерам длины (боковики). 

Пределы  допускаемых  абсолютных  погрешностей  ∆ рабочих средств измерений составляют от 0,02 мкм до 1 мм.

 

 

 

 

3.Описание принципа  действия средства измерения.

 

Строгой классификации  нутромеров нет. Чаще всего нутромерам присваивают название по какому-либо отличительному признаку:

- по конструкции - цанговые, шариковые  и т.п.;

- по типу отсчётного устройства - индикаторные и др.;

-по виду контакта с измеряемой  поверхностью, например кромочные,  и т.д.

Простейший нутромер – предельный калибр, т. н. штихмас, представляет собой стержень или трубку со сферическими измерительными наконечниками и служит для контроля относительно больших отверстий (диаметром от 100 до 2500 мм). Если требуются более точные измерения, то используют микрометрические нутромерысо сменными удлинителями с пределами измерений от 50 до 2500 мм (5 типоразмеров). Такие нутромеры для определения диаметров от 1250 до 10 000 мм (3 типоразмера) имеют дополнительно индикаторы часового типа.

Индикаторные нутромеры выпускаются  обычно с рычажными и клиновыми  передачами. Такие нутромеры с рычажной передачей имеют предел измерений 3–1000 мм (10 типоразмеров), с клиновой (более точные) - 18-50 мм.

Для отверстий относительно небольших размеров обычно применяют  нутромеры, имеющие различные передаточные механизмы (от наконечников к отсчётному устройству) – конусные, рычажные, клиновые нутромеры. Для отверстий малых диаметров предназначаются нутромеры с конусными передачами: кромочные  нутромеры, цанговые нутромеры, шариковые нутромеры и др. Большинство нутромеров имеет две точки контакта с измеряемой поверхностью (двухконтактная схема измерения). Исключение составляют т.н. пассиметры – нутромеры с трёхконтактной схемой, которые имеют 2 неподвижных и 1 подвижный наконечники; пределы измерений 19-120 мм. Предварительная настройка таких нутромеров производится по установочным кольцам.

Для внутренних измерений  применяют индикаторный нутромер (рисунок 1). Он имеет направляющую втулку 5, в  верхней части которой установлен индикатор 1 часового типа, закрепленный винтом 2. Внутри втулки находится длинный стержень, который соприкасается с коротким стержнем 10, упирающимся в грибок 9 тройника 6 головки нутромера. В тройнике расположены движок 4 и сменный измерительный стержень 8, закрепленный в тройнике гайкой 7. Со стороны подвижного штифта на тройнике насажен центрирующий мостик 5, служащий для установки головки индикатора по диаметру отверстия. При измерении отверстий движок 4 со спиральной пружиной 11 давит на рычажок 9 и через стержень 10 передает движение на длинный стержень к индикатору. По перемещению стрелки индикатора определяют отклонение размера. Перед измерением нутромер устанавливают на номинальный размер по кольцу или блоку плиток.

 Индикаторные нутромеры  выпускают с пределами измерений: 6—10; 10—18; 18—35; 35—50; 50—100; 100— 160; 160—250; 250—450 мм. Для измерения к нутромеру прилагают сменные шайбы и стержни, отличающиеся друг от друга на 1 или 5 мм (в зависимости от предела измерений). Шайбы устанавливают в отверстие тройника головки.

Рисунок 1.1–  Индикаторный нутромер

Пример условного обозначения  индикаторного нутромера с диапазоном измерений 10—18 мм, класса точности 1: Нутромер НИ 10–18–1 ГОСТ 868–82.

Измерительные поверхности  стержней должны быть оснащены твердым  сплавом. По заказу потребителя измерительные поверхности стержней следует изготовлять хромированными из стали твердостью не менее 57 HRC₃ по ГОСТ 9013. Измерительные поверхности стержней для нутромеров с диапазоном измерений 6—10 мм допускается изготовлять хромированными из стали твердостью не менее 57 HRC₃ по ГОСТ 9013.

Параметр шероховатости  измерительных поверхностей стержней —      Ra ≤ 0,16 мкм, а опорных  поверхностей центрирующих мостиков — Ra ≤ 0,63 мкм по ГОСТ 2789. Твердость  опорных поверхностей центрирующих мостиков нутромеров с диапазоном измерений более 18 мм должна быть не менее 57 HRC₃ по ГОСТ 9013, а нутромеров с диапазоном измерений до 18 мм — не менее 47 HRC₃ по ГОСТ 9013.

Нутромеры должны иметь  ручку из материала с малой  теплопроводностью. Наружные металлические поверхности нутромеров должны иметь надежное антикоррозионное покрытие по ГОСТ 9.303 или ГОСТ 9.032.

Средняя наработка на отказ нутромеров с диапазоном измерений  до 18 мм — не менее 35000 условных измерений, а для нутромеров с диапазоном измерений свыше 18 мм — не менее 45000 условных измерений.

Под условным измерением понимают однократное возвратно-поступательное движение подвижного измерительного стержня  нутромера на величину нормируемого наименьшего перемещения измерительного стержня.

 

 

4.Разработка методики  калибровки.

 

4.1.Операции и средства  поверки.

При проведении поверки  должны выполняться операции и применяться  средства поверки, указанные в таблице 4.1.

С разрешения Государственного комитета СССР по стандартам допускается  применять методы и средства поверки, не указанные в настоящем стандарте, при условии обеспечения ими необходимой точности поверки.

 

Таблица 4.1 – Операции и средства поверки
		Обязательность проведения операций поверки
Наименования операций	Средства поверки и их техническая характеристика	при выпуске из производства	после ремон-та	при эксплуатции
Внешний осмотр	-	+	+	+
Проверка взаимодействия частей	-	+	+	+
Проверка шероховатости  измерительных поверхностей наконечника, микрометрической головки и установочной меры	Образцы шероховатости  по ГОСТ 9378-75	+	+	-
Проверка ширины штрихов  шкал стебля и барабана	Инструментальный микроскоп  по ГОСТ 8074-82	+	-	-
Проверка расстояния от стебля до верхнего края торца конической части барабана	Щуп по ГОСТ 882-75 или концевая мера любого класса по ГОСТ 9038-83	+	+	-
Определение положения  торца конической части барабана относительно нулевого штриха	-	+	+	+
Проверка радиуса кривизны измерительных поверхностей наконечника  и микрометрической головки	Радиусные шаблоны по ГОСТ 4126-82. Специальный шаблон радиусом 50-60 мм	+	+	+
Определение погрешности  показаний микрометрической головки  и изменение ее размера при  зажиме и освобождении стопорного винта	Горизонтальный оптиметр по ГОСТ 5405-75, или оптико-механическая машина по ГОСТ 10875-76, или горизонтальный длиномер по ГОСТ 14028-68.   Концевые меры 5-го разряда по ГОСТ 8.166-75	+	+	+
Окончание таблицы 4.1
Наименования операций	Средства поверки и  их техническая характеристика	Обязательность проведения операций поверки
		при выпуске из производства	после ремон-та	при эксплуатции
Определение суммарного размера микрометрической головки  с присоединенными к ней удлинителями	Горизонтальный оптиметр по ГОСТ 5405-75, или оптико-механическая машина по ГОСТ 10875-76, или горизонтальный длиномер по ГОСТ 14028-68. Концевые меры 5-го разряда по ГОСТ 8.166-75	+	+	+
Определение жесткости  нутромера	Оптико-механическая машина по ГОСТ 10875-76	+	-	-
Определение биения измерительной  поверхности нутромера	Оптико-механическая машина по ГОСТ 10875-76. Измерительные наконечники по ГОСТ 11007-66 типа НГ. Индикатор типа ИЧ по ГОСТ 577-68	+	+	+
Проверка индикаторной головки	Циферблатные весы по ГОСТ 23676-79. Оптико-механическая машина по ГОСТ 10875-76	+	+	+
Определение рабочего размера установочных мер	Горизонтальный оптиметр по ГОСТ 5405-75, или горизонтальный длиномер по ГОСТ 14028-68, или оптико-механическая машина по ГОСТ 10875-76 и приспособление для внутренних измерений. Принадлежности к концевым мерам по ГОСТ 4119-76. Концевые меры 4-го разряда по ГОСТ 8.166-75	+	+	+