Эталонная база ФГУП «УНИИМ» в области геометрических величин. Состояние и перспективы развития

Статья поступила в редакцию 17.10.2013 г.

эталонная база фгуп «униим» в области геометрических величин. состояние и перспективы развития

УДК 531.7

В статье представлена информация о состоянии и перспективах развития эталонной базы ФГУП «УНИИМ» в области измерений геометрических величин, а также о работах, проводимых с применением имеющихся эталонов, в том числе по испытаниям, поверке и калибровке средств измерений, аттестации испытательного оборудования.

Ключевые слова: эталон, единица длины, прямолинейность, плоскостность, деформация.

В настоящее время ФГУП «УНИИМ» располагает современной эталонной базой в области измерений физико-химических, электрических, магнитных, механических и геометрических величин, которая включает 9 государственных первичных эталонов, 2 государственных вторичных эталона и более 160 государственных эталонов, имеющих разные уровни точности и соответствующие разряды.

Работы по созданию и совершенствованию эталонов были начаты в 1940-е гг., когда на базе эвакуированных в ноябре 1941 г. лабораторий ВНИИМ им. Д.И. Менделеева был создан Свердловский филиал ВНИИМ им. Д.И. Менделеева.

В первые годы деятельность института была ориентирована на оборонную промышленность, что стало одним из самых результативных этапов функционирования ВНИИМ, когда совместно с СКБ и опытным производством институт разрабатывал и реализовывал проекты по созданию новых уникальных и востребованных средств измерений и испытательного оборудования.

Особое внимание в это сложное время уделялось разработке методов и средств в области измерений геометрических величин, в частности разработке методов и средств измерений геометрической формы сложных профилей зубчатых зацеплений, исследованию высокоточных и стабильных во времени мер длины (штриховых и концевых), предназначенных для сличения интерференционных установок, разработке и исследованию эталонной установки для воспроизведения деформации.

ШИМОЛИН Ю.Р.

Заведующий лабораторией метрологии измерений массы, силы и линейно-угловых величин (233) ФГУП «УНИИМ» 620000, г. Екатеринбург, ул. Красноармейская, 4 Тел.: (343) 217-48-59

ЗЛЫДНИКОВА Л.А.

Инженер 1-й категории ФГУП «УНИИМ» 620000, г. Екатеринбург, ул. Красноармейская, 4 Тел.: (343) 355-38-17

Опыт постановки и решение разноплановых народнохозяйственных задач позволил накопить соответствующий опыт для создания эталонной базы в области измерений геометрических величин в наиболее значимых для народного хозяйства направлениях, при этом была обозначена в качестве стратегической задача завершенности работ с выходом на высокий метрологический уровень.

В результате многолетних исследований в области измерений отклонений формы номинально плоских поверхностей [1-8], сотрудничества института с рядом министерств и ведомств в указанной области измерений был создан и постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18 декабря 1980 г. № 163 утвержден Государственный специальный эталон единицы длины в области измерений отклонений от прямолинейности и плоскостности ГЭТ 130-80. На рис. 1 представлен общий вид эталона.

Эталон возглавляет государственную поверочную схему, регламентированную межгосударственным стандартом [9], и в соответствии с поверочной схемой обеспечивается передача единиц поверочным плитам и поверочным линейкам, которые в качестве средств поверки широко применяются в государственных региональных центрах метрологии и метрологических службах предприятий машиностроения, станкостроения и других отраслях промышленности

Рис. 1. Общий вид ГЭТ 130-80

при оценке соответствия продукции установленным требованиям.

В 2007 г. по инициативе института была поставлена тема КООМЕТ, и в соответствии с этой темой проведены дополнительные сличения эталонов единицы длины в области измерений отклонений от прямолинейности и плоскостности с участием НМИ Беларуси и Казахстана. На основании положительных результатов сличений в базу данных МБМВ были включены измерительные возможности трех участвовавших в сличениях эталонов, в том числе измерительные возможности ГЭТ 130-80:

- диапазон измерения (0-50) мкм;

- расширенная неопределенность 0,2 мкм/м при К = 2,086.

В 2013 г. начаты работы по совершенствованию данного эталона, в результате которых отдельные блоки и узлы эталона должны быть заменены на современные средства измерений, имеющие более высокие точностные характеристики; обеспечены максимально возможная автоматизация эксплуатации эталона и более стабильные условия окружающей среды. По окончании работ запланированы дополнительные сличения прошедшего совершенствование эталона и на заседании Технического комитета КООМЕТ ТК 1.5 «Длина и угол» одобрена постановка темы по сличениям эталона с эталонами НМИ зарубежных стран.

В 1985 г. создана и утверждена установка высшей точности для воспроизведения единицы деформации УВТ-32-А-85, которая возглавляет государственную поверочную схему, регламентированную межгосударственным стандартом [10]. Основные метрологические характеристики УВТ-32-А-85:

- диапазон измерения

относительных деформаций, млн-1 ±3000;

- СКО случайной составляющей относительной погрешности, % 0,07;

- неисключенная систематическая погрешность, % 0,09.

Установка предназначена для воспроизведения и передачи единицы тензометрам, датчикам деформации, тензорезисторам [11], имеющим относительную погрешность от 1 до 6 %, с использованием эталонных средств в виде установок с балками постоянного сечения, нагружаемыми по схеме чистого изгиба.

Развитие техники и технологий в области измерений деформации на современном этапе позволяет создавать средства измерений с метрологическими характеристиками, значения которых значительно превышают возможности УВТ-32-А-85. Например, выпускаются и находят все более широкое применение тензорезисторы с диапазоном измерений относительной деформации ±20 000 и даже ±50 000 мкм/м. Возникла необходимость совершенствования УВТ-32-А-85 с целью значительного расширения диапазона и повышением точности воспроизведения единицы во всем диапазоне.

В 2011 г. в рамках темы НИОКР разработаны технические решения, которые позволят улучшить метрологические характеристики УВТ-32-А-85 и обеспечить возможность воспроизведения и измерения относительной деформации в диапазоне ±50 000 мкм/м. Кроме того, проработано и защищено патентом техническое решение, на основании которого будет создан прецизионный экстензометр - средство передачи единицы рабочим эталонам и средствам измерений деформации.

Наряду с основным направлением деятельности, связанным с созданием и совершенствованием и эффективным применением государственных первичных эталонов, лаборатория метрологии измерений массы, силы и линейно-угловых величин и еще ряд лабораторий института проводят работы по испытаниям, поверке и калибровке средств измерений геометрических и механических величин, разработке и аттестации методик измерений в соответствии с областью аккредитации на каждый из данных видов деятельности, а также аттестацией испытательного оборудования. Для выполнения этих работ лаборатории института оснащены более чем 50 эталонами в области геометрических и механических величин, которые утверждены и внесены в Федеральный информационный фонд обеспечения единства измерений в качестве государственных.

СегйАес! |^егепсе Магепак № 3, 2013

ЛИТЕРАТУРА

1. Леонов В.В. Анализ методов измерений отклонений от параллельности и плоскостности поверхностей. М.: Изд-во стандартов, 1982. 247 с.

2. Леонов В.В., Медянцева Л.Л. Рекомендации по выбору средств измерений непрямолинейности и неплоскостности в металлообрабатывающей промышленности // Измерительная техника. 1978. № 8.

3. Современные методы контроля плоскостности / Л.Л. Медянцева, В.В. Горбачева, Л.Л. Зейгман, В.В. Леонов. М.: ВНИИКИ, 1973.

4. Леонов В.В. Температурный фактор в оптической планометрии // Измерительная техника. 1995. № 6.

5. Горбачева В.В., Леонов В.В., Медянцева Л.Л. О точности измерения неплоскостности поверочных плит // Измерительная техника. 1978. № 12.

6. Леонов В.В., Медянцева Л.Л. Некоторые вопросы поверки средств измерений отклонений от прямолинейности и плоскостности поверхностей // Измерительная техника. 1981. № 8.

7. Леонов В.В. Анализ погрешности измерения неплоскостности поверхности // Измерительная техника. 1973. № 11.

8. Медянцева Л.Л., Леонов В.В., Горбачева В.В. Метрологическое обеспечение средств измерения отклонений от прямолинейности и плоскостности // Измерительная техника. 1980. № 3.

9. ГОСТ 8.420-2002 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений отклонений от прямолинейности и плоскостности.

10. ГОСТ 8.543-86 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений деформации.

11. Патокин Е.В. Метрологическая аттестация тензорезисторов для измерения упругопластических деформаций в конструкциях: дис. ... канд. техн. наук. М., 1993.

STANDART BASE OF FGUP «UNIIM» IN GEOMETRIC REGION.

DEVELOPMENT

Yu. R. Shimolin, L.A. Zlydnikova

The article contains the information about standart base of FGUP «UNIIM» in geometric region and on the work,

performed by its specialists on testing of measurement means, verification of testing equipment.

Bibliographic references in the article provide an indication on the main types and areas of work performed in

the laboratory.

Key words: standard, straightness, deformation.