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接触式干涉仪技术改造

编辑:金沙官网        发布日期:2018-05-21        点击量:819

立式接触干涉仪是20世纪50年代以来最常用的量块测量仪器设备,其应用光干涉原理,将微小长度变化转变为干涉条纹的位移,通过记录干涉条纹的位移量达到测量微小长度的目的。校准证书是指仅对数字压力表进行计量校准,不是法定要求。该仪器设备主要作为长度标准传递仪器设备,可检定二等或二等以下0~100 mm量块,也可以进行高精度的精密测试。由于仪器设备是采用人工读数和人工记录,操作控制起来很不方便,人为造成的偏差很大。

接触式干涉仪技术改造

立式接触干涉仪经改造后,可以实现尺寸小于100 mm三、四等量块的比较测量。重庆计量校准开展全市计量器具新产品的定型鉴定、型式评价及全性能试验,计量器具的司法鉴定、仲裁检验、科技成果鉴定工作;用高精度的位移传感器代替传统的干涉镜管,数据处理和采集通过计算机完成,App功能丰富,符合检定人员操作控制习惯,可以方便地对测量数据进行相关处理,存储或打印检定证书。

测量过程和数据处理符合JJG146-2003量块检定规程,能对量块进行主检测量、抽检测量,可以报告出量块的中心长度偏差和长度变动量,自动判断量块的等级。计算机对所有测量结果进行存储,需要时可打印原始记录和检定证书。改造后的系统能对本身的精度进行自检,能检定仪器设备设备的示值重复性、示值偏差和温度漂移。

改造后的仪器设备减少了人为的读数偏差和对线偏差,具有测量精度高、测量速度快、操作控制简单易掌握等优点。

工作原理

1、传感器的工作原理

频率式电感位移传感器的作用是把被测工件几何量的微小变化,转换成电感量的变化,通过频率振荡电路再转换成频率量的变化。

在A和B两个导磁体之间形成一个空气楔,厚度为&delta,在导磁体A上绕有线圈W,且导磁体A用机械方法固定不动;导磁体B与测杆C连在共同。频率振荡电路给线圈W加一定的电压,这样就组成一个简单的电感楔型频率式位移传感器。当给线圈加一定的电压时,整个电路产生振荡,在测杆C下放一工件,使测杆C上下移动,因测杆C与导磁体B是连在共同的,空气楔厚度δ就会增大或减小,随着空气楔的增大或减小,使电感量发生变化,导致输出频率值变化,频率值的变化经过数据转换和处理,便可得知被测工件尺寸的变化。

2、数据采集接口电路

该部分的主要功能是对传感器的频率进行测量,主要由计数器、控制单片机、接口电路三部分组成计算机通过接口电路发送控制信息,控制单片机根据控制命令产生一基准时间,在该段时间计数器对传感器的频率信号进行计数,最后控制单片机将计数值传送到计算机,该计数值对应着传感器的当前位置。

3、App

系统App通过接收传感器输出信号,进行相关的处理,即通过数据线性拟合处理,从而得到对应的测量数据,再通过对测量数据进行计算、显示、储存和打印等,得到测量结果。整个App运用VB语言开发而成,界面友好,可以实时动态提醒操作控制人员下一步的操作控制要求。RS232数据采集模块用MSCOMM控件来实现,

系统里运用了数据库技术,能够将每一次的测量数据完整的保存下来,并提供完备的检索功能;结合控件技术,将处理后的测量结果导入Word文档,方便编辑各类报告;App中对测量数据按计量要求进行处理,尤其是数据位数舍入;检定方法及过程按JJG146-2003《量块》检定规程进行。

 

测量数据

参照接触式干涉仪检定规程的要求:测量重复性不大于0·007μm,仪器设备设备的最大允许示值偏差为±0·08μm,对改造后的接触式干涉仪进行精度实验测试,主要项目有测量重复性和示值偏差。测量环境:温度19·7℃,湿度45%RH。

1、重复性

按照检定规程中要求的检定方法,进行10次重复性测量,得到的测量数据分别为:0·000,+0·002,-0·004,-0·004,-0·004,-0·004,-0·004,-0·002,-0·004,-0·004μm。经计算,重复性为0·007μm,满足规程测量重复性不大于0·007μm的要求。

2、示值偏差

各受检点处,示值偏差值均优于规程要求,即示值偏差不大于±0·08μm,根据对测量数据分析,改造后的立式接触式干涉仪测量精度可满足三等及以下量块的测量要求。


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