Instituições que fazem exames anuais de equipamentos de calibração e medição

Instituições que fazem exames anuais de equipamentos de calibração e medição

Procedimento de calibração do interferômetro

I. Objetivo

Garantir a precisão e confiabilidade dos resultados de medição do interferômetro para que eles atendam aos requisitos de uso e cumpram as especificações padrão relevantes.

II. Ámbito de aplicação

Calibração para [modelo ou tipo específico] de interferômetro.

Bases de calibração

[Lista os países, padrões da indústria ou orientações de calibração fornecidas pelo fabricante do instrumento, etc.]

Calibração das condições ambientais

Temperatura: 20 ° C ± 2 ° C, a mudança de temperatura durante o processo de calibração não excede 1 ° C por hora. As flutuações de temperatura podem afetar o tamanho do componente óptico e o comprimento de onda do laser, resultando em erros de medição. É possível manter a temperatura estável com equipamentos como ar condicionado, termostato e monitoramento em tempo real de vários sensores de temperatura na área de medição.

2. Umidade: 40% - 60% RH, a mudança de umidade não excede 5% RH por hora. A alta umidade faz com que a superfície do componente óptico produza condensação de vapor de água ou corrosão, afetando o desempenho óptico. Pode ser regulado e monitorado por meio de desiumidificadores, umidificadores e sensores de umidade.

Vibração: a amplitude de vibração é menor que [X] μm e a frequência é menor que [X] Hz. As vibrações externas podem tornar a faixa de interferência instável e afetar a precisão da medição. Coloque o interferômetro em uma plataforma isolante e longe de fontes de vibração, como grandes equipamentos mecânicos, elevadores, etc.

Limpeza: o ambiente de trabalho deve ser mantido limpo para evitar que poeira, partículas e outros poluentes entrem no interferômetro e poluem os componentes ópticos. Equipamentos de purificação de ar podem ser instalados no ambiente e áreas de trabalho podem ser limpas regularmente.

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Equipamentos e ferramentas de calibração

Peças padrão: bloco padrão de alta precisão e rastreabilidade, espelho plano padrão, espelho esférico padrão, etc., o nível de precisão deve ser superior aos requisitos de precisão do interferômetro calibrado. Por exemplo, para calibrar um interferômetro para medir comprimentos, o nível de precisão de bloco padrão é usado para alcançar a escala nanométrica.

2. ferramentas auxiliares: pano de limpeza sem poeira, etanol sem água, papel de lente para limpeza de componentes ópticos; O suporte de ajuste de precisão é usado para fixar e ajustar a posição relativa da peça padrão ao interferômetro; O potência óptica é usada para detectar a potência óptica da fonte de luz laser.

Requisitos de pessoal de calibração

O pessoal de calibração deve ser treinado profissionalmente, familiarizado com os princípios de funcionamento, métodos operacionais e processos de calibração do interferômetro, ter conhecimentos e habilidades metrológicas relevantes e ter o certificado de calibração metrológica correspondente.

Projetos e métodos de calibração

1) Inspeção de aparência e função

1. Inspeção de aparência: a caixa do interferômetro de observação visual deve ser livre de danos, deformações, arranhões, corrosão e outros defeitos; A tela mostra claramente, sem lacunas, destaques e outros problemas; Funcionamento normal da tecla de operação, sem atrasos e falhas; As conexões de todas as interfaces são normais, sem desligamento ou danos.

Inspeção de função: ligue a fonte de energia, abra o interferômetro e verifique se a função de auto-inspeção do instrumento é normal; De acordo com o manual de operação do instrumento, as funções de mudança de modo de medição, armazenamento de dados, transmissão de dados, configuração de parâmetros do interferômetro são testadas em seguida para confirmar que todas as funções podem ser realizadas normalmente.

Calibração do comprimento de onda do laser

Selecção de padrões de referência: a escolha de padronizadores de comprimento de onda metrológicamente calibrados e rastreáveis, cuja incerteza de comprimento de onda deve atender aos requisitos de calibração.

Etapas de calibração: conectar o padronizador de comprimento de onda à porta de saída laser do interferômetro para adaptação; Iniciar o interferômetro e o padronizador de comprimento de onda, depois que o dispositivo estiver estável, configurar a função de medição de comprimento de onda no interferômetro; Registrar os valores de comprimento de onda do laser obtidos pela medição do interferômetro e comparar com os valores nominais do padronizador de comprimento de onda; Se o desvio entre a medição e o valor nominal exceder a faixa permitida, de acordo com o manual de operação do interferômetro, ajustando os parâmetros relevantes da fonte de luz laser (como corrente, temperatura, etc.) para calibrar o comprimento de onda, para que o desvio entre a medição e o valor nominal esteja dentro da faixa permitida.

(3) Calibração do erro do comprimento da medição

Preparação de blocos padrão: escolha um conjunto de blocos padrão de diferentes especificações de comprimento, a faixa de comprimento do bloco deve cobrir a faixa de medição comum do interferômetro, e o nível de precisão do bloco atende aos requisitos de calibração. Por exemplo, para interferômetros com uma faixa de medição de 0 a 100 mm, você pode escolher blocos padrão com comprimentos de 10 mm, 25 mm, 50 mm, 75 mm e 100 mm.

Etapas de calibração: coloque a cabeça de medição do interferômetro em contato com uma extremidade do bloco de medição padrão para garantir que o contato seja bom e a direção de medição seja correta; Definir a função de medição do comprimento no interferômetro e realizar medições; Registrar os valores de comprimento obtidos pela medição do interferômetro e comparar com os valores de comprimento nominal do bloco padrão; Calcular o erro indicador da medição com a fórmula: erro indicador = valor medido - valor nominal; Seguindo as etapas acima, medir e calcular o erro de indicação de blocos padrão de comprimento diferente; Desenha a curva da relação entre o erro da indicação e o comprimento da medição para analisar se o erro da indicação está dentro do intervalo permitido. Se exceder o limite permitido, a calibração pode ser feita através de software para corrigir ou ajustar o sistema óptico do interferômetro, algoritmos de medição, etc.

Calibração repetitiva de medição

Escolha o ponto de medição: no intervalo de medição do interferômetro, escolha um ponto de medição representativo, por exemplo, para o interferômetro que mede o comprimento, a posição de 50 mm pode ser selecionada como ponto de medição.

Etapa de calibração: no ponto de medição selecionado, o interferômetro é usado para realizar n medições contínuas (geralmente n ≥ 10), e os valores de medição são registrados após cada medição; Calcular a repetitividade da medição com a fórmula: repetitividade da medição = (desvio-padrão de medição única / média da medição) × 100%, onde o desvio-padrão de medição única é calculado de acordo com a fórmula de Besser; A repetitividade da medição calculada é comparada com os indicadores técnicos do instrumento para determinar se a repetitividade da medição está em conformidade com os requisitos. Se os requisitos não forem cumpridos, verifique a estabilidade do interferômetro, medir se há interferência no ambiente e fazer os ajustes e calibrações correspondentes.

Calibração de erros de indicadores de medição angular (aplicável a interferômetros com função de medição angular)

Preparação de blocos angulares padrão: escolha um conjunto de blocos angulares padrão com especificações angulares diferentes, a faixa angular do bloco angular deve cobrir a faixa de medição angular do interferômetro, e o nível de precisão do bloco angular atende aos requisitos de calibração.

Etapas de calibração: colocar o bloco angular padrão na mesa de medição angular do interferômetro, ajustar a posição e a direção do bloco angular para que o interferômetro possa medir com precisão o ângulo; Definir funções de medição angular no interferômetro e realizar medições; Registrar os valores de ângulo obtidos pela medição do interferômetro e comparar com os valores de ângulo nominais do bloco de ângulo padrão; Calcular o erro indicador da medição angular, com a fórmula: erro indicador = valor medido - valor nominal; Seguindo as etapas acima, medir e calcular o erro de representação de blocos angulares padrão em diferentes ângulos; Analise se o erro da medição angular está dentro da faixa permitida. Se exceder o limite permitido, a calibração pode ser feita ajustando o caminho óptico de medição angular do interferômetro, o algoritmo de medição angular de calibração, etc.

(6) Calibração do erro indicador de medição de plano (aplicável a interferômetros com função de medição de plano)

Preparação do espelho plano padrão: escolha um espelho plano padrão de alta precisão, cujo erro de plano deve ser muito menor do que o erro permitido pela medição de plano do interferômetro.

Etapas de calibração: colocar o espelho plano padrão na mesa de medição do interferômetro, ajustar a posição do espelho para que o interferômetro possa medir o plano do espelho; Definir a função de medição de plano no interferômetro e realizar medições; Registrar os valores de erro de plano obtidos pelas medições do interferômetro e comparar com os valores nominais de erro de plano do espelho plano padrão; o cálculo do erro indicador da medição da planicidade; Analise se os erros da medição de plano estão dentro do limite permitido. Se exceder o limite permitido, a calibração pode ser realizada ajustando o sistema óptico do interferômetro, o algoritmo de medição de plano de calibração, etc.

Tratamento dos resultados da calibração

Certificado de calibração: após a conclusão da calibração, o certificado de calibração deve ser emitido. O certificado de calibração deve incluir o seguinte: nome da instituição de calibração, endereço; Nome e endereço do cliente; Informações sobre o modelo, número e fabricante do interferômetro calibrado; base de calibração; Calibração das condições ambientais; itens de calibração, resultados de calibração, incertezas de medição; Data de calibração, assinatura do pessoal de calibração, verificador, etc.

Determinação dos resultados da calibração: com base nos resultados da calibração, determinar se o interferômetro cumpre os requisitos de uso. Se os resultados das medições do item de calibração estiverem dentro do limite permitido, o interferômetro será calibrado; Se os resultados das medições de qualquer um dos itens de calibração excederem o limite permitido, a calibração do interferômetro será considerada inadequada. Para a calibração de interferômetros não qualificados, os itens não qualificados e os desvios específicos devem ser indicados e recomendados ao cliente para reparar ou ajustar o interferômetro após a recalibração.

Avaliação da incerteza da medição: avalie a incerteza da medição dos resultados da calibração, analise as fontes de incerteza, como a incerteza da peça padrão, a incerteza introduzida pela repetição da medição, a incerteza introduzida pelos fatores ambientais, etc., e dê a incerteza de síntese e a incerteza de extensão. A avaliação da incerteza de medição deve ser feita de acordo com os padrões e especificações relevantes, como JJF 1059.1 Avaliação e representação da incerteza de medição. Os resultados da avaliação da incerteza da medição devem ser claramente indicados no certificado de calibração.

Intervalo de tempo de recuperação

Em geral, o intervalo de recuperação do interferômetro é recomendado de 1 ano. No entanto, o intervalo de tempo de recuperação real pode ser ajustado adequadamente de acordo com a frequência de uso do interferômetro, o ambiente de uso e os requisitos de medição. Se os resultados de medição do interferômetro forem anormais ou duvidados de sua precisão durante o uso, a calibração deve ser realizada oportunamente.

X. Atenção

O processo de calibração deve ser operado estritamente de acordo com os procedimentos operacionais para evitar danos ao interferômetro ou resultados de medição imprecisos devido à operação inadequada.

O interferômetro e o equipamento de calibração devem ser pré-aquecidos antes da calibração para alcançar um estado estável de funcionamento, a fim de reduzir o efeito das mudanças de temperatura sobre os resultados da medição.

Durante o processo de calibração, devem ser evitadas vibrações, choques e interferências eletromagnéticas no interferômetro e no equipamento de calibração para garantir a estabilidade do ambiente de medição.

Ao limpar os componentes ópticos, deve ser usado um pano de limpeza suave sem poeira e etanol sem água, limpar suavemente para evitar arranhar a superfície óptica.

Após a conclusão da calibração, o certificado de calibração e os registros de calibração devem ser devidamente mantidos para consultas e rastreamento posteriores.