CC BY
368
УДК 006:681.7 С.В. Хатюшин СГГ А, Новосибирск
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПОВЕРКИ УСТАНОВКИ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОЙ ДЛЯ ПОВЕРКИ И КАЛИБРОВКИ ЛЮКСМЕТРОВ, ЯРКОМЕРОВ И ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ СПЕКТРАЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ПРИЕМНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ
S.V. Khatyushin
Siberian State Academy of Geodesy (SSGA)
10 Plakhotnogo UI., Novosibirsk, 630108, Russian Federation
DEVELOPMENT OF TESTING METHODS FOR THE INSTALLATION AINED AT INSPECTION AND CALIBRATION OF LUXMETERS, BRIGHTNESS METERS AND MEASUREMENT OF RADIATION DETECTORS RELATIVE SPECTRAL SENSITIVITY
The article presents the methods developed by the authors and approved for testing the installation aimed at the inspection and calibration of luxmeters, brightness meters and measurement of radiation detectors relative spectral sensitivity.
Поверка люксметров в Новосибирском ЦСМ проводится на установке УПЛ-1, которая имеет узкий диапазон создаваемой освещенности (от 2 до 400 лк) и большую погрешность (около 6 %). Эти характеристики приемлемы для поверки люксметров старого образца, таких как Ю-116 и Ю-117, но современное приборостроение создает новые требования для поверки. Также не было возможным проводить поверку яркомеров. Для повышения точности воспроизведения и передачи единицы физической величины была разработана и собрана установка на базе фотометрической скамьи ФС, в которую вошли две группы рабочих эталонов первого разряда:
- Группа светоизмерительных ламп СИС 107-500;
- Группа фотометрических головок ФГ5М.
Для целей утверждения типа этой установки встала необходимость разработать методику поверки, которая приведена ниже.
Область распространения.
Настоящая методика поверки распространяются на установку, предназначенную для поверки и калибровки люксметров и яркомеров, устанавливают методы и средства первичной и периодической поверки.
1. Операции поверки.
1.1. При проведении поверки должны выполняться операции указанные в табл. 1.
Наименование операций Номера пунктов методики Проведение операций при
первичной поверке периодической поверке
Внешний осмотр 6.1 да да
Опробование 6.2 да да
Определение погрешности измерения расстояния по шкале фотометрической скамьи 6.3.1 да нет
Определение длины измерителя расстояния 6.3.2 да да
Определение погрешности, обусловленной неравномерностью распределения яркости по поверхности рассеивателя 6.3.3 да да
Определение диаметра рассеивателя и погрешности его измерения 6.3.4 да нет
2. Средства поверки.
2.1. При проведении поверки должны применяться следующие средства поверки:
- Эталонная рулетка металлическая по ГОСТ 7502-98 2-го класса точности;
- Штангенциркуль (ГОСТ 166-80) с ценой деления 0,05 мм;
- Фотодиод ФД-256;
- Штангенрейсмасс - ШР 60-630 - ГОСТ 164-73;
- Плита поверочная-ГОСТ 10905-75;
- Автоколлимационная установка -M34.ll.501
ЮПС -1
- Пластина плоскопараллельная -M34.ll.501
ВС -3
- Поверочная линейка ЛД-1-200 - ГОСТ 8026-75;
- Поверочная линейка УТ-1-1000-60-Ш - ГОСТ 8026-75;
2.2. Средства поверки должны иметь действующий документ о поверке (аттестации).
3. Требования безопасности.
Требования безопасности при поверке должны соответствовать требованиям, изложенным в руководствах по эксплуатации (РЭ) вспомогательного оборудования и средств поверки, поверяемой установки.
4. Условия поверки.
При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:
- Температура окружающей среды.........20±5°С;
- Относительная влажность воздуха.........65±15%;
- Атмосферное давление, кПа................101±4;
- Напряжение питающей сети, В.............220±22.
5. Подготовка к поверке.
Все приборы и средства измерений, входящие в состав установки,
должны быть подготовлены к использованию в соответствии с их
руководством по эксплуатации и иметь действующие свидетельства о поверке.
6. Проведение поверки.
6.1.Внешний осмотр.
При проведении внешнего осмотра проверяется соответствие следующим требованиям:
- Установка укомплектована в соответствии с требованиями технической документации;
- Отсутствие механических повреждений, влияющих на работу установки и ухудшающих ее внешний вид;
- Отсутствие засветки фотометрических головок от внешних источников света;
- Гравировка штрихов, цифр и знаков должна быть выполнена четко и тщательно заполнена краской;
- Щитки образцовых ламп должны быть окрашены в черный матовый цвет;
- Экраны должны быть обшиты черным бархатом, не допускается наличие складок, небрежных и грубых швов, а также осыпки и разлохмачивания бархата в швах;
- Соответствие электромонтажа схеме, приведенной в руководстве по эксплуатации;
- Наличие заземления.
6.2. Опробование.
6.2.1. При проверке качества сборки и взаимодействия частей следует установить соответствие следующим требованиям:
- Приспособления, входящие в комплект установки, должны без приложения значительных усилий устанавливаться в посадочные отверстия тележек;
- Перемещение тележек по направляющим должно осуществляться от руки плавно, без скачков и заеданий;
- Тормоза тележек должны обеспечивать надежное крепление их в требуемом положении, при включении тормоза не должно происходить сдвига тележки;
- Держатель лампы должен обеспечивать жесткое крепление лампы;
- Экраны должны свободно, без заеданий перемещаться по скамье и надежно крепиться в заданном положении;
- Кронштейн малых экранов должен легко и надежно устанавливаться на держателе фотоэлементов;
- Малые экраны должны легко передвигаться по кронштейну и надежно стопориться в заданном положении;
6.2.2. Проверка стрелы прогиба труб производиться с помощью измерительной линейки и набора щупов. Величина прогиба не должна быть более ±0,2 мм на длине 130 мм и ±0,6 мм на длине 1000 мм.
6.2.3. При проверке качества сборки измерителя расстояния следует установить соответствие следующим требованиям:
а) Непараллельность плоскости, проходящей через упоры наконечника измерителя расстояния, плоскости, проходящей через вертикальные штрихи его сеток, не должна быть более ±10'. Для определения параллельности плоскостей, проходящих через упоры наконечника и через вертикальные штрихи сеток, измеритель расстояния устанавливают упорами наконечника на горизонтальную поверочную плиту. Штангенрейсмассом измеряют расстояние Аі и А2 от основания плиты до каждого перекрестия измерителя расстояния. Разность (А1 - А2) должна быть не более 0,7 мм;
б) Неперпендикулярность плоскости, проходящей через упоры наконечника измерителя расстояния к оси скамьи не должна быть более ±10'. Проверка производиться с помощью автоколлимационной установки.
Измеритель расстояния устанавливается на каретке измерителя расстояния таким образом, чтобы наконечники находились на уровне автоколлимационной трубки установки. К упорам наконечника прижимают плоскопараллельную пластину из комплекта установки. Покачиванием пластинки в вертикальной плоскости на упорах наконечника добиваются появления бликов в поле зрения трубки. По сетке окуляра трубки определяют отклонение от перпендикулярности. Проверка производится в двух положениях измерителя расстояния;
в) Непараллельность горизонтальных штрихов перекрестий измерителя расстояния к плоскости, проходящей через верхние образующие направляющих труб не должна быть более ±10'.
Для проверки параллельности горизонтальных штрихов перекрестий измерителя расстояния плоскости, проходящей через верхние образующие направляющих труб, на направляющие трубы устанавливается плоскопараллельная пластина. Штангенрейсмассом определяется расстояние от пластины до концов горизонтального штриха сетки. Разность отсчетов не должна превышать ±0,1 мм;
г) Несовпадение расстояний упоров наконечника измерителя расстояния и центров сеток до направляющих скамьи не должно быть более ±1,5 мм.
Для проверки на направляющие трубы устанавливают плоскопараллельную пластину. Штангенрейсмассом измеряют расстояние от пластины до центров сеток и упоров наконечника измерителя расстояния. Проверка производиться в двух положениях (на 2-х фиксаторах) измерителя расстояния.
6.2.4. При проверке качества сборки лимба следует установить соответствие следующим требованиям:
а) Зазор между лимбом и индексом не должен быть более 0,1 мм.
Проверка ширины зазора между лимбом и индексом производиться с
помощью набора щупов;
б) Гравированные поверхности лимба и индекса должны лежать в одной плоскости с отклонением не более ±0,1 мм.
Проверка производиться с помощью индикатора;
в) При установке лимба на деление «0» плоскость, проходящая через ось вращения лимба и через деление 0о - 180о лимба должна быть перпендикулярна оси скамьи. Отклонение от перпендикулярности не должно быть более 15'.
Проверка производиться с помощью автоколлимационной установки. Плоскопараллельная пластина из комплекта установки устанавливается в специальной оправе в гнезде лимба.
Выставка автоколлимационной трубки аналогично п. 6.2.3.
6.2.5. Проверка перпендикулярности опорной плоскости держателя.
Проверка производиться с помощью автоколлимационной установки.
Автоколлимационная трубка выставляется относительно оси скамьи аналогично п. 6.2.3. Плоскопараллельная пластинка из комплекта установки устанавливается на место фотоэлемента.
Опорная плоскость держателя фотоэлемента должна быть перпендикулярна оси скамьи. Отклонение от перпендикулярности не должно быть более 15'.
6.2.6. Проверка диапазона создаваемой освещенности.
Максимальное значение освещенности создается с помощью излучателя
прожекторного типа АМ13.1100-600 на расстоянии (0,7-0,75) м от последнего.
Измеренное значение освещенности должно быть не менее 80000 лк.
Минимальное значение освещенности создается излучателем малой мощности АМ13.1100-700, на расстоянии (1-1,2) м от лампы с применением нейтрального светофильтра из набора КНФ-1 (т=5,5%).
Измеренное значение освещенности не должно превышать 1 лк.
Измерение освещенности должно проводиться группой фотометрических головок (рабочий эталон 1-го разряда) по ГОСТ 8.023-2003 (погрешность 1,5%), входящих в состав установки.
6.2.7. Проверка диапазона создаваемой яркости.
Максимальное значение яркости создается с помощью излучателя прожекторного типа АМ13.1100-600 и рассеивателя с матовым стеклом (толщиной 3 мм), установленным на расстоянии 1 м от излучателя.
Яркость светорассеивающего стекла определяется по формуле:
41 ■ і2
I = Г (КЛ/М2) (1)
ФГ
1ФГ - ток фотометрической головки, измеряемый прибором Щ300;
1 - расстояние от светорассеивающего стекла до фотометрической головки;
ё - диаметр диафрагмы;
БФГ - чувствительность фотометрической головки из свидетельства о поверке.
Л
Измеренное значение яркости должно быть не менее 50000 кд/м .
Минимальное значение яркости создается излучателем АМ13.1100-700 при размещении рассеивателя с молочным стеклом МС-23 на расстоянии 1 м от излучателя.
Л
Измеренное значение яркости не должно превышать 1 кд/м .
Для измерения расстояния нужно использовать рулетку металлическую по ГОСТ 7502-98 2-го класса точности, L = 3000 мм.
6.2.8. Проверка фоновой засветки.
Закрыть прямоугольное окно перед лампой светонепроницаемым материалом и произвести измерение фототока при открытой и закрытой крышке фотометрической головки.
Фоновая засветка должна отсутствовать.
6.3. Определение метрологических характеристик.
6.3.1. Определение погрешности измерения расстояний по шкале фотометрической скамьи производиться при помощи эталонной рулетки 2-го класса точности по ГОСТ 7502-98. Измерение проводят в четырех точках шкалы в диапазоне от 0,5 до 2,7 м, совместив первые штрихи эталонной рулетки и фотометрической скамьи.
Погрешность оценивается по формуле
Д — ^»зи. Iдейств. _ 200% (2)
1 действ.
где1изм. - расстояние, измеренное по шкале фотометрической скамьи;
1действ. - показания эталонной рулетки.
Погрешность измерения расстояния по шкале фотометрической скамьи не должно превышать 0,2%.
6.3.2. Определение длины измерителя расстояния производиться штангенрейсмассом. Измеритель расстояния устанавливают на поверочную плиту, штангенрейсмассом измеряют расстояние А1 и А2 от плоскости плиты до каждого перекрестия измерителя расстояния. За длину измерителя расстояния принимается, измеренная с погрешностью ±0,1 мм.
А, + А?
А = —------
2
Длина измерителя расстояния заноситься в паспорт прибора.
6.3.3. Определение погрешности, обусловленной неравномерностью распределения яркости по поверхности рассеивателя, производят с помощью фотодиода ФД-9К или ФДК-155. Фотодиод прикладывают вплотную к рассеивателю и проводят серию измерений фототока I в 5 точках: в центре и по краям через 90о.
Погрешность определяется по формуле = /шах ~1шп • 100%
Т 21Ъ ~
где 1тах и Ттщмаксимальное и минимальное из полученных значений
фототока;
1ср - среднее арифметическое результатов измерения фототока.
Погрешность определяется для двух рассеивателей, с молочным и матовым стеклом.
Значение погрешности не должно превышать 1,5 %.
6.3.4. Определение диаметра рассеивателя и погрешности его измерения.
Измерения проводятся на восьми несовпадающих между собой диаметрах рассеивателя (примерно через 22,5°) штангенциркулем по ГОСТ 166-80 с ценой деления 0,05мм.
За результат измерения диаметра рассеивателя (ёср) принимается среднее арифметическое из 8 измерений.
Погрешность измерения диаметра рассеивателя определяется по формуле
Дй = ■ 100% (4)
2аср
где ётах и ^„максимальное и минимальное из измеренных значений диаметра;
ёср - среднее арифметическое результатов измерения диаметра, заносится в паспорт прибора.
Диаметр и погрешность его измерения определяется для двух рассеивателей, с молочным и матовым стеклом.
Погрешность измерения диаметра не должна превышать 0,1 %.
7. Оформление результатов поверки.
7.1. Результаты, полученные при поверке, заносятся в протокол.
7.2.Установка, прошедшая поверку с положительными результатами, признается годной и допускается к дальнейшему использованию. На нее выдается свидетельство о поверке установленной формы.
7.3. Установка, не прошедшая поверку, к эксплуатации не допускается, и на нее выдается извещение о непригодности.
© С.В. Хатюшин, 2008
