Статус документа
Статус документа

ГОСТ Р 59210-2020/ISO/TR 230-11:2018 Нормы и правила испытаний металлорежущих станков. Часть 11. Измерительные инструменты, применяемые при геометрических испытаниях станков

     4.2 Погрешность измерительного прибора

4.2.1 Общие положения

Неточность измерительного прибора является компонентом комбинированной погрешности измерений (JCGM 200:2012, 4.24). Неточность прибора должна быть достаточно малой, чтобы оценить качество системы. Погрешность измерения, включая неточность прибора, должна учитываться в соответствии с ИСО 14253-1 ("правила принятия решений"), когда она используется для проверки качества системы в соответствии с техническими требованиями. Однако, если погрешность измерения составляет менее 10% предела спецификации, общепринятой промышленной практикой является выбор соответствия или несоответствия на основе указанного значения измерения.

Измерительное оборудование не должно использоваться до тех пор, пока оно не стабилизируется при температуре окружающей среды. Температуру и стабильность следует поддерживать во время процедуры испытаний.

Следует проявлять осторожность, чтобы не повредить оборудование, вызванное вибрациями, магнитными полями, электрическими помехами и т.д.

Общие факторы неточности указаны в таблице 1 (см. также ИСО 14253-2). Приложение D описывает отношения между инструментами и источниками погрешности. Простое объяснение факторов погрешности, связанных с измерительными приборами и процедурами настройки, приведено в следующих пунктах.

Таблица 1 - Список факторов, вносящих погрешность

1 Окружающая среда

2 Измерительное оборудование

Контрольная температура (4.2.2.1)

Стабильность (4.2.3.1)

Температурный пространственный градиент (4.2.2.2)

Шкала оценки качества (4.2.3.2)

Разница во времени (4.2.2.2)

Коэффициент температурного расширения (4.2.3.3)

Вибрация/шум (4.2.2.3)

Теплопроводность (4.2.3.4)

Влажность (4.2.2.4)

Неопределенность калибровки (4.2.3.5)

Загрязнение (4.2.2.5)

Разрешение основной шкалы (аналоговой или цифровой) (4.2.3.6)

Давление внешней среды (4.2.2.6)

Время с момента последней калибровки (4.2.3.7)

Состав воздуха (4.2.2.7)

Увеличение, электрическое или механическое (4.2.3.8)

Расход воздуха (4.2.2.7)

Погрешность длины волны (4.2.3.9)

Сила тяжести (4.2.2.8)

Стабильность нулевой точки (4.2.3.10)

Электромагнитная интерференция (4.2.2.9)

Измерение силы стабильности/абсолютная сила (4.2.3.11)

Давление приточного воздуха (например, воздушные подшипники) (4.2.2.10)

Гистерезис (4.2.3.12)

Тепловое излучение (4.2.2.11)

Система зондов, радиус наконечника, отклонение формы наконечника (4.2.3.13)

Прибор теплового равновесия (4.2.2.12)

Жесткость (4.2.3.14)

Линейный коэффициент для теплового расширения (4.2.3.15)

Температурная стабильность/чувствительность (4.2.3.16)

Параллаксы (4.2.3.17)

Система интерполяции, погрешность длины волны (4.2.3.18)

Разрешение интерполяции (4.2.3.19)

3 Установка и процедура измерения

4 Программное обеспечение и расчеты

Косинус погрешности и синус погрешности (4.2.4.1)

Округление/количественная оценка (4.2.5.1)

Принцип Аббе (4.2.4.2)

Алгоритмы (4.2.5.2)

Чувствительность к температуре (4.2.4.3)

Выборка (4.2.5.3)

Жесткость (4.2.4.4)

Фильтрация (4.2.5.4)

Жесткость системы датчиков (4.2.4.5)

Исправление алгоритма/сертификация алгоритма (4.2.5.5)

Оптическая апертура (4.2.3.6)

Интерполяция/экстраполяция (4.2.5.6)

Взаимодействие между стандартом и настройкой (4.2.4.7)

Разогрев (4.2.4.8)

Кондиционирование (4.2.4.9)

Количество измерений (4.2.4.10)

Порядок измерений (4.2.4.11)

Продолжительность измерений (4.2.4.12)

Выравнивание (4.2.4.13)

Выбор эталона - эталон (стандарт) (4.2.4.14)

Выбор аппарата (4.2.4.15)

Стратегия (4.2.4.16)

Фиксирование (4.2.4.17)

Количество точек (4.2.4.18)

Принцип и стратегия исследования (4.2.4.19)

Выравнивание измерительной системы (4.2.4.20)

Обратные измерения (4.2.4.21)

Многократное резервирование, разделение погрешности (4.2.4.22)

4.2.2 Факторы окружающей среды

4.2.2.1 Контрольная температура

Стандартная установленная температура для измерений на станке составляет 20°С (см. ИСО 1). Отклонения от этой температуры либо в абсолютном выражении, либо из-за временных и пространственных температурных градиентов приводят к линейному расширению и/или изгибу измерительного оборудования, измерительной установки и измеряемого прибора. Влияние температурных отклонений на длину вычисляют по формуле (1):

,                                                         (1)


где - соответствующее отклонение температуры от 20°С;

- коэффициент температурного расширения материала;

- является рассматриваемой эффективной длиной (см. ИСО 14253-2:2011, 8.4.8.1).

См. также 4.2.3.3 и ISO/TR 16015.

4.2.2.2 Температурный градиент/дисперсия

Наличие температурных градиентов подразумевает, что части окружающей среды не будут иметь одинаковую среднюю температуру, так что последствия средних температур, отличных от 20°С, будут различаться в разных местах в помещении. Дополнительная сложность возникает, когда эти температурные градиенты изменяются во времени (см. также ИСО 230-3:2007, приложение D).

4.2.2.3 Вибрация/шум

Вибрация/шум от внутренней тестируемой системы станка или от внешних источников вызывает относительное смещение между измерительным прибором и целевой поверхностью станка. Такая вибрация также влияет на опорное устройство прибора. Акустический шум иногда вызывает вибрацию, которая воздействует на инструмент (см. также ISO/TR 230-8).

4.2.2.4 Влажность

На измерение длины с помощью лазерного интерферометра влияет изменение длины волны лазера из-за изменения относительной влажности воздуха, в котором проходит лазерный луч. Например, изменение относительной влажности воздуха на 30% приводит к изменению длины на 1 мкм/м.

4.2.2.5 Загрязнение

Пыль, ржавчина, масло, химические материалы и другие нежелательные мелкие частицы в испытаниях могут нарушить точный контакт между инструментом и целевой рабочей поверхностью. Загрязнение поверхности на оптических деталях может повлиять на оптические характеристики, такие как поляризация, изменение длины волны и т.д.

4.2.2.6 Атмосферное давление

На измерение длины с помощью лазерного интерферометра влияет изменение длины волны лазера из-за изменения давления воздуха, по которому проходит лазерный луч. Например, изменение абсолютного давления воздуха на 330 Па вызывает изменение длины на 1 мкм/м.